发电机转子匝间短路故障的定位方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发电机故障检测技术领域，尤其涉及一种发电机转子面间短路故障的 定位方法和装置。
【背景技术】
[0002] 目前，随着电力工业的飞速发展W及用电量的大幅提高，人们对发电机的可靠性 提出了更高的要求。然而发电机的转子在制造工艺、绝缘材料上可能存在缺陷，且发电机转 子在运行中由于受到机械应力、温度、油污等工作环境因素的影响，近年来出现了越来越多 的转子面间短路故障。转子面间短路故障对发电机的安全运行危害比较大。例如，容易引 起转子异常振动或振动幅值超标；另外，面间短路点的高温可能造成邻近的面间绝缘垫条 的损伤，引发更严重的面间短路，甚至引起转子绕组接地故障，烧坏转子绕组或转子本体； 另外，面间短路还可能使转子大轴磁化，进一步加剧转子运行中的振动，可能损坏轴瓦或轴 颈，并形成恶性循环，严重危及发电机的安全运行。因此，当前对发电机转子进行定期检测 发电机转子是否发生面间短路故障尤为重要。
[0003] 当前对发电机转子面间短路故障的检测方法一般主要是转子直阻、交流阻抗和功 率损耗测量等方式，然而现有技术的检测方式受到其他因素的干扰比较大，有较大的局限 性，不能有效发现转子绕组面间短路早期故障，而且检测的灵敏度也不高，且无法对发电机 转子面间短路的故障位置进行定位。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种发电机转子面间短路故障的定位方法和装置，W解决现有 技术中发电机转子面间短路故障的检测的灵敏度不高，且无法对发电机转子面间短路的故 障位置进行定位的问题。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种发电机转子面间短路故障的定位方法，包括：
[0007] 控制脉冲发生器向发电机转子绕组集电环的内环和外环分别注入一连续的低电 压脉冲；
[0008] 接收所述发电机转子绕组反馈的内环反射脉冲和外环反射脉冲；
[0009] 根据所述内环反射脉冲和外环反射脉冲生成响应差值波形；
[0010] 在一预先设置的特征波形数据库中查找与所述响应差值波形相匹配的特征波 形；
[0011] 获取所述特征波形数据库中记录的所述特征波形对应的故障位置信息，并根据所 述故障位置信息确定所述发电机转子的面间短路故障位置。
[0012] 进一步的，所述发电机转子面间短路故障的定位方法，还包括：
[0013] 预先设置所述特征波形数据库，所述特征波形数据库存储有发电机转子绕组的各 位置发生不同程度面间短路故障时的特征波形。
[0014] 具体的，所述故障位置信息包括发电机转子发生面间短路故障的线包标识；
[0015] 所述根据所述故障位置信息确定所述发电机转子的面间短路故障位置，包括：
[0016] 根据所述线包标识确定发电机转子的面间短路故障位置所在的线包。
[0017] 进一步的，所述发电机转子面间短路故障的定位方法，还包括：
[0018] 获取所述特征波形数据库中记录的所述特征波形对应的故障程度信息，并根据所 述故障程度信息确定所述发电机转子的故障程度，所述故障程度信息包括一故障线包2至 η面短路，η大于等于2。
[0019] 进一步的，所述发电机转子面间短路故障的定位方法，还包括：
[0020] 获取所述发电机转子的设计参数信息，所述设计参数信息包括发电机转子绕组集 电环的内环和外环到发电机转子绕组中必引线的第一绕组长度；
[0021] 获取所述内环反射脉冲和所述外环反射脉冲在所述发电机转子绕组中传播的无 故障波形；
[0022] 根据所述无故障波形确定所述内环反射脉冲从内环位置到达中必引线位置和所 述外环反射脉冲从外环位置到达中必引线位置的第一时间；
[0023] 根据所述第一绕组长度和所述第一时间确定所述内环反射脉冲和外环反射脉冲 在所述发电机转子绕组的第一传播速度。
[0024] 进一步的，所述发电机转子面间短路故障的定位方法，还包括：
[0025] 根据内环反射脉冲的波形W及所述响应差值波形，确定所述响应差值波形的峰值 位置与内环反射脉冲的波形上升沿起始位置的时间差；
[0026] 根据所述第一传播速度和所述时间差确定发电机转子绕组的内环与所述面间短 路故障位置的绕组长度。
[0027] 进一步的，所述发电机转子面间短路故障的定位方法，还包括：
[0028] 根据外环反射脉冲的波形W及所述响应差值波形，确定所述响应差值波形的峰值 位置与外环反射脉冲的波形上升沿起始位置的时间差；
[0029] 根据所述第一传播速度和所述时间差确定发电机转子绕组的外环与所述面间短 路故障位置的绕组长度。
[0030] 此外，所述设计参数信息还包括所述发电机转子绕组的线包个数W及各线包的长 度；
[0031] 所述发电机转子面间短路故障的定位方法还包括：
[0032] 根据所述发电机转子绕组的内环与所述面间短路故障位置的绕组长度或者所述 发电机转子绕组的外环与所述面间短路故障位置的绕组长度，W及所述发电机转子绕组的 线包个数和各线包的长度，确定所述面间短路故障位置所在的线包及其在该线包的位置。
[0033] 一种发电机转子面间短路故障的定位装置，包括：
[0034] 控制单元，用于控制脉冲发生器向发电机转子绕组集电环的内环和外环分别注入 一连续的低电压脉冲；
[0035] 接收单元，用于接收所述发电机转子绕组反馈的内环反射脉冲和外环反射脉冲；
[0036] 波形生成单元，用于根据所述接收单元接收到的所述内环反射脉冲和外环反射脉 冲生成响应差值波形；
[0037] 特征波形查找单元，用于在一预先设置的特征波形数据库中查找与所述波形生成 单元生成的所述响应差值波形相匹配的特征波形；
[0038] 面间短路故障位置确定单元，用于获取所述特征波形数据库中记录的所述特征波 形对应的故障位置信息，并根据所述故障位置信息确定所述发电机转子的面间短路故障位 置。
[0039] 进一步的，所述发电机转子面间短路故障的定位装置，还包括：
[0040] 设置单元，用于预先设置所述特征波形数据库，所述特征波形数据库存储有发电 机转子绕组的各位置发生不同程度面间短路故障时的特征波形。
[0041] 具体的，所述故障位置信息包括发电机转子发生面间短路故障的线包标识；
[0042] 所述面间短路故障位置确定单元，具体用于根据所述线包标识确定发电机转子的 面间短路故障位置所在的线包。
[0043] 进一步的，所述发电机转子面间短路故障的定位装置，还包括：
[0044] 面间短路故障程度确定单元，用于获取所述特征波形数据库中记录的所述特征波 形对应的故障程度信息，并根据所述故障程度信息确定所述发电机转子的故障程度，所述 故障程度信息包括一故障线包2至η面短路，η大于等于2。
[0045] 进一步的，所述发电机转子面间短路故障的定位装置，还包括：
[0046] 设计参数信息获取单元，用于获取所述发电机转子的设计参数信息，所述设计参 数信息包括发电机转子绕组集电环的内环和外环到发电机转子绕组中必引线的第一绕组 长度；
[0047] 无故障波形获取单元，用于获取所述内环反射脉冲和所述外环反射脉冲在所述发 电机转子绕组中传播的无故障波形；
[0048] 时间确定单元，用于根据所述无故障波形确定所述内环反射脉冲从内环位置到达 中必引线位置和所述外环反射脉冲从外环位置到达中必引线位置的第一时间；
[0049] 传播速度确定单元，用于根据所述设计参数信息获取单元获取的所述第一绕组长 度和所述时间确定单元确定的所述第一时间确定所述内环反射脉冲和外环反射脉冲在所 述发电机转子绕组的第一传播速度。
[0050] 进一步的，所述发电机转子面间短路故障的定位装置，还包括：
[0051] 时间差确定单元，用于根据内环反射脉冲的波形W及所述响应差值波形，确定所 述响应差值波形的峰值位置与内环反射脉冲的波形上升沿起始位置的时间差；
[0052] 绕组长度确定单元，用于根据所述第一传播速度和所述时间差确定发电机转子绕 组的内环与所述面间短路故障位置的绕组长度。
[0053] 进一步的，所述时间差确定单元，还用于根据外环反射脉冲的波形W及所述响应 差值波形，确定所述响应差值波形的峰值位置与外环反射脉冲的波形上升沿起始位置的时 间差；
[0054] 所述绕组长度确定单元，还用于根据所述第一传播速度和所述时间差确定发电机 转子绕组的外环与所述面间短路故障位置的绕组长度。
[0055] 另外，所述设计参数信息还包括所述发电机转子绕组的线包个数W及各线包的长 度；
[0056] 所述面间短路故障位置确定单元，还用于根据所述发电机转子绕组的内环与所述 面间短路故障位置的绕组长度或者所述发电机转子绕组的外环与所述面间短路故障位置 的绕组长度，w及所述发电机转子绕组的线包个数和各线包的