电励磁同步电机的定转子绕组内部故障诊断方法及系统技术方案

本申请涉及一种电励磁同步电机的定转子绕组内部故障诊断方法及系统，电励磁同步电机内设置有至少一个探测线圈，方法包括：采集至少一个探测线圈的实际端口电压，从实际端口电压提取至少一个故障特征，并基于至少一个故障特征计算定子内部短路故障的保护灵敏度和转子励磁绕组匝间短路故障的监测灵敏度；根据保护灵敏度和/或监测灵敏度诊断电励磁同步电机的定转子绕组内部故障类型，其中，在保护灵敏度大于或等于第一预设阈值时，故障类型为定子内部短路故障，且在监测灵敏度大于或等于第二预设阈值时，故障类型为励磁绕组匝间短路故障。由此，实现定转子绕组内部故障的检测功能并利用算法程序在线诊断故障类型，提升了故障检测的灵敏度。检测的灵敏度。检测的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
电励磁同步电机的定转子绕组内部故障诊断方法及系统


[0001]本申请涉及电力系统检测
，特别涉及一种电励磁同步电机的定转子绕组内部故障诊断方法及系统。

技术介绍

[0002]作为电能生产及应用的基本设备，同步电机的安全可靠运行具有重大意义。定子绕组内部短路是同步电机中一种常见的破坏性很强的故障，必须及时切除以避免或减轻故障损害。
[0003]由于制造过程中加工工艺的不良和运行中各类机、电、热等作用的共同影响，因匝间绝缘容易被磨损而引起的励磁绕组匝间短路故障，也是同步电机的一种常见故障，尽管不像定子内部短路的破坏性那么严重而必须马上切除，但会造成励磁电流显著增加、发电机输出无功功率减小、机组振动加剧等问题。如果励磁绕组匝间短路故障继续发展，短路点处的局部过热还可能使故障演化为转子一点甚至两点接地故障，损坏转子铁芯并可能引起转子大轴磁化，严重情况还会烧伤轴颈和轴瓦，给机组的安全运行带来巨大威胁。
[0004]目前大型发电机广泛采用的主保护等内部故障的检测保护装置，需要安装的电流互感器体积大、数量多，难以应用于移动能源平台等有限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电励磁同步电机的定转子绕组内部故障诊断方法，其特征在于，所述电励磁同步电机内设置有至少一个探测线圈，其中，所述方法包括以下步骤：采集所述至少一个探测线圈的实际端口电压；从所述至少一个探测线圈的实际端口电压提取至少一个故障特征，并基于所述至少一个故障特征计算定子内部短路故障的保护灵敏度和转子励磁绕组匝间短路故障的监测灵敏度；以及根据所述保护灵敏度和/或所述监测灵敏度诊断所述电励磁同步电机的定转子绕组内部故障类型，其中，在所述定子内部短路故障的保护灵敏度大于或等于第一预设阈值时，所述定转子绕组内部故障类型为定子内部短路故障，且在所述转子励磁绕组匝间短路故障的监测灵敏度大于或等于第二预设阈值时，所述定转子绕组内部故障类型为励磁绕组匝间短路故障。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定子内部短路故障的保护灵敏度计算公式如下：其中，U
d,1
为所述实际端口电压中的基波有效值，U
d,3
为所述实际端口电压中的3次谐波有效值，U
d,5
为所述实际端口电压中的5次谐波有效值，k为自然数，K
tol.1
为定子内部短路保护的可靠系数，n为所述电励磁同步电机的实际运行转速，I
fd
为所述电励磁同步电机实际运行中的励磁电流直流分量，n
normal
为所述电励磁同步电机正常运行时的转速，I
fd.normal
为所述电励磁同步电机正常运行时的励磁电流，U
d.normal,1
为所述电励磁同步电机正常运行时所述实际端口电压的基波有效值，U
d.normal,3
为所述电励磁同步电机正常运行时所述实际端口电压的3次谐波有效值，U
d.normal,5
为所述电励磁同步电机正常运行时所述实际端口电压的5次谐波有效值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转子励磁绕组匝间短路故障的监测灵敏度计算公式如下：其中，P为所述电励磁同步电机的极对数，U
d,K/P
为所述实际端口电压中的K/P次谐波有效值，K为自然数，而且不取为P的整数倍，K
tol.2
为励磁绕组匝间短路监测的可靠系数，n为所述电励磁同步电机的实际运行转速，I
fd
为所述电励磁同步电机实际运行中的励磁电流直流分量，n
normal
为所述电励磁同步电机的正常运行时的转速，I
fd.normal
为所述电励磁同步电机正常运行时的励磁电流，，U
d.normal，K/P
为所述电励磁同步电机正常运行时所述实际端口电压的K/P次谐波有效值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述保护灵敏度和/或所述监测灵敏度诊断所述电励磁同步电机的定转子绕组内部故障类型，进一步包括：获取所述定子内部短路的保护门槛值的第一修正值和/或所述转子励磁绕组匝间短路的报警门槛值的第二修正值；基于所述第一修正值对所述定子内部短路的保护门槛值进行修正，并基于所述第二修正值对所述转子励磁绕组匝间短路的报警门槛值进行修正；根据修正后的定子内部短路的保护门槛值和/或所述转子励磁绕组匝间短路的报警门槛值识别所述电励磁同步电机的定转子绕组内部故障类型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在获取所述定子内部短路的保护门槛值的第一修正值和/或所述转子励磁绕组匝间短路的报警门槛值的第二修正值之前，还包括：检测并识别所述定子内部短路故障的保护灵敏度小于所述第一预设阈值且所述转子励磁绕组匝间短路故障的监测灵敏度小于所述第二预设阈值后，检测所述定子内部短路故障的保护灵敏度是否大于或等于第三预设阈值，或者所述转子励磁绕组匝间短路故障的监测灵敏度是否大于或等于第四预设阈值；如果是，则将所述定子内部短路故障的动作量作为所述第一修正值，并将所述转子励磁绕组匝间短路故障的监测量作为所述第二修正值；其中，所述第三预设阈值小于所述第一预设阈值，所述第四预设阈值小于所述第二预设阈值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一修正值对所述定子内部短路的保护门槛值进行修正，并基于所述第二修正值对所述转子励磁绕组匝间短路的报警门槛值进行修正的计算公式如下：值进行修正的计算公式如下：7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一个故障特征包括：奇数次谐波和分数次谐波。8.根据权利要求1
‑
7任一项所述的方法，其特征在于，还包括：输出所述电励磁同步电机的定转子绕组内部故障诊断结果。9.一种电励磁同步电机的定转子绕组内部故障诊断系统，其特征在于，所述电励磁同步电机内设置有至少一个探测线圈，其中，所述系统包括：采集模块，用于采集所述至少一个探测线圈的实际...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宇光，尹超，李玮珍，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：