用于测量电驱动系统中的局部放电的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于测量电驱动系统(2)中的局部放电(Te)的方法，该电驱动系统包括旋转电机(4)和变流器(6)。为了在电驱动系统(2)运行期间能够执行该方法而提出：连续地分析由变流器(6)产生的变流器信号(R、S、T)的信号形状，其中，在变流器信号(R、S、T)具有正弦形的信号形状期间，检测测量信号(M)，其中，将测量信号(M)与参考信号(R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量电驱动系统中的局部放电的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于测量电驱动系统中的局部放电的方法，电驱动系统包括旋转电机和变流器。
[0002]本专利技术还涉及一种控制单元，其具有用于执行这种方法的构件。
[0003]此外，本专利技术涉及一种计算机程序，其用于在控制单元中运行时执行这种方法。
[0004]此外，本专利技术涉及一种具有计算机程序的计算机程序产品。
[0005]本专利技术还涉及一种用于执行这种方法的局部放电测量系统。
[0006]此外，本专利技术涉及一种驱动系统，其具有至少一个旋转电机、至少一个变流器和至少一个局部放电测量系统。

技术介绍

[0007]这种方法在驱动系统中使用，驱动系统的变流器馈电的旋转电机、尤其能够利用三相交流电压和至少1MW的功率运行的马达。这种旋转电机具有至少1kV、例如6.6kV的供电电压。
[0008]由于绝缘材料中的不均匀性，但也由于电导体之间的自由空间未填充有绝缘材料，在旋转电机运行期间能够发生局部放电，其中，局部放电对应于不完全的电击穿，电击穿局部地发生在绝缘部中、尤其发生在强烈不均匀的场分布的位置处，并且造成绝缘材料的损坏。这意味着通过局部放电造成老化过程的加速。
[0009]因此，对于绝缘系统使用相应的监视和诊断方法。除了化学绝缘诊断外，使用电诊断方法，该方法尤其用于定子绕组的绝缘系统。至今为止，电的局部放电测量仅能够离线地、即在旋转电机的静止状态中执行，因为对于测量需要平滑的、正弦形的电压信号。这种正弦信号在设施的静止状态期间经由参考源馈入。由于设施的静止状态进而与其关联的生产停止，离线测量是高成本的。
[0010]公开文献DE102011080115A1描述了一种用于在高压机器处用于局部放电测量的耦合输出单元。该耦合输出单元的电子构件是合成材料铸块的集成的组成部分，该组成部分定位在绝缘支架的上侧上。两个电容器的串联属于耦合输出单元的电子构件。
[0011]公开文献US2002/0097065A1描述一种用于评估具有可变转速的马达中的绝缘故障的方法。
[0012]公开文献US2006/0022679A1描述一种用于识别马达中的三相绝缘部的局部放电的设备。
[0013]公开文献EP2402775A1描述一种用于旋转电机的绝缘测试/诊断方法。
[0014]公开文献EP3136116A1描述一种用于测量局部放电特性的局部放电测量设备，当将重复的浪涌电压施加到待测物体上时，观察局部放电特性。

技术实现思路

[0015]本专利技术所基于的目的是：提出一种用于测量电驱动系统中局部放电的方法，该方
法能够在电驱动系统运行期间执行。
[0016]根据本专利技术，通过用于一种用于测量电驱动系统中的局部放电的方法来实现目的，电驱动系统包括旋转电机和变流器，其中，连续地分析由变流器产生的变流器信号的信号形状，其中，在变流器信号具有正弦形的信号形状期间，检测测量信号，其中，测量信号与参考信号比较，其中，在测量信号与参考信号偏差超过阈值期间，检测局部放电。
[0017]此外，根据本专利技术，目的通过具有用于执行这种方法的构件的控制单元来实现。
[0018]此外，通过计算机程序来实现目的，该计算机程序用于在控制单元中运行时执行这种方法。
[0019]此外，根据本专利技术，目的通过具有这种计算机程序的计算机程序产品来实现。
[0020]此外，根据本专利技术，目的通过用于执行这种方法的局部放电测量系统来实现，局部放电测量系统具有至少一个信号分析设备、局部放电测量设备和控制单元。
[0021]此外，根据本专利技术，目的通过驱动系统来实现，该驱动系统具有至少一个旋转电机、至少一个变流器和至少一个局部放电测量系统。
[0022]参考方法在下面详述的优点和优选的设计方案按意义能够转用于控制单元、计算机程序、计算机程序产品、局部放电系统和驱动系统。
[0023]本专利技术所基于的考量是：在驱动系统运行期间检测局部放电，其中，这种驱动系统通过旋转电机和变流器形成，变流器为了旋转电机的运行而设有尤其三相的交流电流信号。旋转电机能够以至少1kV、例如6.6kV的运行电压在马达运行或发电机运行中运行。这种在运行期间在线测量需要平滑的、正弦形的交流电流信号，这在变流器运行中与电网运行相比很少达到。在变流器开关过程期间发生电压阶跃，电压阶跃与测量的局部放电信号叠加并且因此妨碍诊断。
[0024]为了实现在驱动系统运行期间能够实现局部放电测量，连续地分析由变流器产生的、尤其三相的交流电流信号的信号形状，该交流电流信号被称为变流器信号。一旦变流器信号具有正弦形的曲线，就通过在旋转电机处检测测量信号来执行局部放电测量。随后，将测量信号与参考信号尤其通过数字作差进行比较。当测量信号与参考信号的偏差超过阈值时，则检测局部放电。
[0025]由局部放电测量系统检测局部放电，局部放电测量系统包括用于分析变流器信号的曲线的信号分析设备和局部放电测量设备，局部放电测量设备布置在旋转电机的区域中。
[0026]通过控制单元控制方法过程。用于执行这种方法的构件包括计算机程序和例如微控制器或其他可编程逻辑模块。控制单元例如布置在局部放电测量设备中。
[0027]一旦变流器信号具有正弦形的信号形状，触发信号、尤其数字的触发信号就采取用于检测测量信号的第一状态。通过触发信号允许检测测量信号并且通过非常短的延迟来启动，这导致更长的检测时间进而导致更高的精度。
[0028]在一个优选的实施方式中，得出局部放电的数量和/或持续时间。这种信息能够实现得到关于绝缘材料的老化过程的结论。例如，通过及时的维护能够防止旋转电机的进一步损坏和/或长的失效时间。
[0029]一旦转换器信号偏离正弦形的信号形状，特别是数字的触发信号特别有利地采取第二状态用于中断检测测量信号。这种类型的、特别是数字的触发信号是可靠的、不易受干
扰的且容易实现的。
[0030]在另一有利的设计方案中，在信号分析设备或IT基础设施中产生触发信号。IT基础设施例如是本地的计算机系统和/或云。IT基础设施提供存储空间、计算能力和/或应用软件。在云中经由因特网提供存储空间、计算能力和/或应用软件作为服务能力。通过这样中央地产生触发信号保证同步的信号处理。
[0031]在另一有利的实施方式中，借助于FFT分析变流器信号的信号形状。可将FFT理解为快速傅里叶变换。通过使用FFT能够以高的精度和速度得出：变流器信号的信号形状是否并且何时是正弦形的。
[0032]在一个优选的实施方式中，在旋转电机的定子绕组系统的至少一个馈电线处截取测量信号。这种截取是容易可得的并且尤其通过现有的支撑绝缘体低成本地并且在没有显著结构变化的情况下实现。
[0033]在另一有利的设计方案中，在旋转电机的定子绕组系统的至少一个线圈处截取测量信号。在线圈处的直接截取能够实现非常精确的测量。
[0034]在另一有利的设计方案中，经由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测量电驱动系统(2)中的局部放电(Te)的方法，所述电驱动系统包括旋转电机(4)和变流器(6)，其中，连续地分析由所述变流器(6)产生的变流器信号(R、S、T)的信号形状，其中，在所述变流器信号(R、S、T)具有正弦形的信号形状期间，检测测量信号(M)，其中，将所述测量信号(M)与所述参考信号(R
S
)比较，其中，在所述测量信号(M)与所述参考信号(R
S
)的偏差超过阈值(S
W
)期间，检测局部放电(Te)，其中，一旦所述变流器信号(R、S、T)具有正弦形的信号形状，触发信号(Tr)、特别是数字的触发信号就采取用于检测所述测量信号(M)的第一状态。2.根据权利要求1所述的方法，其中，得出所述局部放电(Te)的数量和/或持续时间。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，一旦所述变流器信号(R、S、T)与所述正弦形的信号形状有偏差，所述触发信号(Tr)、特别是数字的触发信号就采取用于中断所述测量信号(M)的检测第二状态。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在信号分析设备(24)或IT基础设施(20)中产生所述触发信号(Tr)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助于FFT分析所述变流器信号(R、S、T)的信号形状。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述旋转电机(4)的定子绕组系统(9)的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿图尔，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：