一种发电机定子绕组对地绝缘参数检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种发电机定子绕组对地绝缘状态检测方法及系统，其首先向发电机中性点注入恒幅变频的电流信号，并监测是否发生系统谐振，若发生系统谐振，则采集谐振时的系统谐振频率、电流信号、零序电压信号以及消弧线圈的电流，最后由采集的参数计算出发电机定子绕组对地绝缘电容以及发电机定子绕组对地绝缘电导，所述方法解决了消弧线圈带阻尼电阻情况下，发电机定子绕组对地绝缘参数实时在线谐振测量的技术难题。测量的技术难题。测量的技术难题。

【技术实现步骤摘要】
一种发电机定子绕组对地绝缘参数检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及发电机
，尤其是关于消弧线圈阻尼电阻的一种基于系统谐振的发电机定子绕组对地绝缘参数检测方法。

技术介绍

[0002]发电机是电站的重要设备，其运行的安全性与稳定性对电网的运行质量造成直接的影响。发电机定子绝缘故障是发电机故障中最易发生的故障，根据国内外发电机故障运行数据和总结得出的实际工作经验，发电机定子绕组绝缘破坏首先会引发定子接地故障。若不对其进行实时监测并及时检修将造成更为严重的定子匝间短路故障和内部相间短路故障并导致电机故障程度不断加剧。
[0003]现有发电机定子绕组绝缘状态测量的方法有基波零序电压型绝缘测量方法、三次谐波电压法、外加直流电源监测等方法，但这些方法仅能在绝缘破损后判断绝缘状态，无法满足发电机定子绕组对地绝缘参数的实时测量。然而，实现对发电机定子绝缘进行高精度、易操作的实时监测，可在故障发生初始阶段进行预防检修，避免发生重大经济损失，并降低其对电网稳定性的威胁，具有十分重要的现实意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种发电机定子绕组对地绝缘参数检测方法及系统，其可以实现发电机定子绕组对地绝缘参数实时测量的方法，实时得到发电机定子绕组对地绝缘电容以及，以便在故障发生初始阶段进行预防检修，进一步保障电网的稳定性。
[0005]一方面，本专利技术提供的一种基于系统谐振的发电机定子绕组对地绝缘参数检测方法，包括如下步骤：
[0006]监测是否发生系统谐振，并获取发生系统谐振时的系统谐振频率f
x
、电流信号零序电压信号以及消弧线圈电流
[0007]其中，向经消弧线圈接地的发电机中性点注入恒幅值变频率的电流信号并实时记录零序电压信号
[0008]基于发生谐振时的系统谐振频率f
x
、电流信号零序电压信号以及消弧线圈电流计算出发电机定子绕组对地绝缘电容C
∑
以及发电机定子绕组对地绝缘电导g
∑
；
[0009][0010][0011]f
N
＝50HZ
[0012]式中，n1为发电机中性点零序电压互感器变比，为零序电压的相位，为消弧线圈电流的相位，f
N
为工频频率。
[0013]本专利技术研究发现，在系统谐振情况下发电机定子绕组对地绝缘电容可通过零序电压与消弧线圈电流的无功部分计算，发电机定子绕组对地绝缘电导可通过零序电压与消弧线圈电流的有功部分计算，因此本专利技术通过研究推理得到上述发电机定子绕组对地绝缘参数测量公式，即使消弧线圈的电感值未知，也能实现对发电子定子绕组对地绝缘参数的实时精确测量。
[0014]进一步优选，所述监测是否发生系统谐振是利用监测零序电压信号与注入的电流信号的相位差来实现；
[0015]其中，零序电压信号与注入的电流信号的相位差为零时，发生谐振。
[0016]本专利技术通过研究发现，消弧线圈带有阻尼电阻情况下，谐振频率下注入电流与零序电压夹角仍然满足并联谐振电压电流二者相位相同的关系，但零序电压幅值不再满足并联谐振时幅值最大的关系，因此采用相位差为0作为谐振时的判据。
[0017]进一步优选，注入的所述电流信号的频率是关于时间的函数，所述函数如下：
[0018]f＝kt
[0019]式中，f为注入信号频率，k为一大于0的常数，t为注入的所述电流信号的时间；
[0020]注入的所述电流信号的幅值M
Ii
的范围为：M
Ii
≤10A。
[0021]进一步优选，所述零序电压信号是通过零序电压互感器一次侧测量到的反馈电压。
[0022]进一步优选，所述发电机是经并阻尼型消弧线圈接地或发电机经串阻尼型消弧线圈接地。
[0023]此外，本专利技术还提供一种检测系统，其包括：
[0024]监测模块：用于检测是否发生系统谐振；
[0025]参数获取模块：用于获取发生系统谐振时的系统谐振频率f
x
、电流信号零序电压信号以及消弧线圈电流
[0026]处理模块：用于根据发生谐振时的系统谐振频率f
x
、电流信号零序电压信号以及消弧线圈电流计算出发电机定子绕组对地绝缘电容C
∑
以及发电机定子绕组对地绝缘电导g
∑
。
[0027]有益效果
[0028]1、本专利技术提供的发电机定子绕组对地绝缘参数检测方法，其通过研究发现的谐振状态下发电机定子绕组对地绝缘电容以及绝缘电导分别可以通过零序电压与消弧线圈电流的无功、有功部分计算得到，进而本专利技术通过实时监测是否发生系统谐振，一旦发生系统谐振则利用推导出的公式计算出上述两个绝缘状态参数，实现了发电机定子绕组对地绝缘参数的实时测量，相较于现有的仅能在绝缘破损后判断绝缘状态的发电机定子绕组对地绝缘参数测量技术，本专利技术所述方法的实时性更能满足实际需求，以便在故障发生初始阶段进行预防检修，进一步保障电网的稳定性。
[0029]2、本专利技术提供的所述方法通过谐振的方式得到发电机定子绕组对地绝缘电容和发电机定子绕组对地绝缘电导的计算公式得到了精确的数值，为预防检修提供依据。解决了现有发电机定子绕组对地绝缘参数测量技术无法准确测量发电机定子绕组对地绝缘的具体数值，仅能对绝缘是否破损进行测量的技术难题。
[0030]3、本专利技术提供的所述方法不论是发电机经并阻尼型消弧线圈接地或是发电机经串阻尼型消弧线圈接地、或不带阻尼型消弧线圈接地下同样适用，测量结果不受消弧线圈阻尼电阻的影响，具有更强的适用性。
[0031]4、本专利技术的零序电压是通过空载零序电压互感器对返回的零序电压进行测量，消除了电压互感器励磁阻抗以及漏阻抗对测量结果造成的误差。
附图说明
[0032]图1是本专利技术提供的中性点经消弧线圈接地发电机定子绕组对地绝缘测量原理图；
[0033]图2是本专利技术提供的发电机中性点经串阻尼型消弧线圈接地的注入信号流通回路图；
[0034]图3是本专利技术提供的发电机中性点经串阻尼型消弧线圈接地的注入信号流通等效回路图；
[0035]图4是本专利技术提供的发电机中性点经并阻尼型消弧线圈接地的注入信号流通回路图；
[0036]图5是本专利技术提供的一种考虑消弧线圈阻尼电阻的发电机定子绕组对地绝缘参数实时在线谐振测量方法流程图；
[0037]图6是本专利技术提供的发电机中性点经串阻尼型消弧线圈接地情况下注入恒幅变频电流信号下反馈零序电压波形；
[0038]图7是本专利技术提供的发电机中性点经串阻尼型消弧线圈接地情况下注入恒幅变频电流信号下注入电流与反馈零序电压相位变化波形；
[0039]图8是本专利技术提供的发电机中性点经并阻尼型消弧线圈接地情况下注入恒幅变频电流信号下反馈零序电压波形；
[0040]图9是本专利技术提供的发电机中性点经串阻尼型消弧线圈接地情况下注入恒幅变频电流信号下注入电流与反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发电机定子绕组对地绝缘参数检测方法，其特征在于：包括如下步骤：监测是否发生系统谐振，并获取发生系统谐振时的系统谐振频率f
x
、电流信号零序电压信号以及消弧线圈电流其中，向经消弧线圈接地的发电机中性点注入恒幅值变频率的电流信号并实时记录零序电压信号基于发生谐振时的系统谐振频率f
x
、电流信号零序电压信号以及消弧线圈电流计算出发电机定子绕组对地绝缘电容C
∑
以及发电机定子绕组对地绝缘电导g
∑
；；；式中，n1为发电机中性点零序电压互感器变比，为零序电压的相位，为消弧线圈电流的相位，f
N
为工频频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述监测是否发生系统谐振是利用监测零序电压信号与注入的电流信号的相位差来实现；其中，零序电压信号与注入的电流信号的相位差为零时，发生系统谐振。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：注入的所述电流信号的频率是关于时间的函数，所述函数如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新琪，虞国平，吴梦可，曾祥君，许林波，李理，李军保，喻锟，黄旭东，刘战磊，顾范华，陈柏宇，张浙波，高军，韩航杰，杨敏，王新，赵慧勉，薛伟盛，赵力航，汪洋叶，王展宏，胥鹏博，
申请(专利权)人：浙江浙能镇海发电有限责任公司长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：