一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测方法及其装置，涉及水轮发电机转子监测装置领域。该水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测方法，包括以下步骤：S1：数据采集，首先通过数据采集处理单元采集安装在发电机定子+X方位上测量各磁极磁场强度的传感器数据，并进行标记；S2：数据运算，通过数据运算单元对S1步骤中采集的数据进行数据分析运算，数据运算单元采用通过计算“磁场强度系数”来判断水轮发电机转子“磁极匝间短路”的故障。通过磁场强度数据的采集分析，不但在发电机转子匝间短路初期，及时发现故障，而且还能对故障点定位，并及时上送给运行人员，缩短了排查时间，还能应用于不同的水电厂。还能应用于不同的水电厂。还能应用于不同的水电厂。

【技术实现步骤摘要】
一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测方法及其装置


[0001]本专利技术涉及水轮发电机转子监测装置
，具体为一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测方法及其装置。

技术介绍

[0002]转子是组成发电机的重要部件之一，由于转子经常处于动态，且受电、热和机械应力作用，加之制造、安装、维护不当，转子磁极匝间短路故障缺陷屡见不鲜，在发电机转子匝间短路初期，故障表现不明显，对发电机的正常运行影响较小，故一般较容易忽视发电机转子匝间短路问题，但随着故障的继续发展，匝间短路严重时将造成发电机大轴、轴瓦磁化，若磁化严重需进行退磁处理，则负序磁场可能损伤转子，造成转子一点甚至两点接地、烧毁护环等恶性事故的发生，给机组稳定运行产生较大影响。
[0003]因发电机转子安装位置及结构的特殊性，转子磁极匝间短路故障不能通过日常巡检发现，目前主要的发电机转子磁极匝间短路故障检测仪器有很多，但均是在停机状态下进行检测，对于在运行的机组没有有效的监测手段对其进行监测，发电机在运行时多靠人为根据励磁电流和机组震动幅值等数据来分析判断，而且尚没有一套成熟、可靠、系统的分析方法来确定转子磁极匝间短路故障，因此如何在机组运行时实时监测发电机转子磁极匝间短路故障显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测方法及其装置，解决了目前尚没有一套成熟、可靠、系统的分析方法来确定转子磁极匝间短路故障的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测方法，包括以下步骤：
[0006]S1：数据采集
[0007]首先通过数据采集处理单元采集安装在发电机定子+X方位上测量各磁极磁场强度的传感器数据，并进行标记；
[0008]S2：数据运算
[0009]通过数据运算单元对S1步骤中采集的数据进行数据分析运算，数据运算单元采用通过计算“磁场强度系数”来判断水轮发电机转子“磁极匝间短路”的故障；
[0010]S3：计算具体故障的磁极
[0011]若S2步骤中发生水轮发电机转子“磁极匝间短路”的故障，则引入“磁场强度偏差”进行定位发生磁极匝间短路故障的一对磁极，并将存在故障的一对磁极信息传输给告警输出单元，若S2步骤中没发生水轮发电机转子“磁极匝间短路”的故障，则直接将信息传输给告警输出单元。
[0012]优选的，S1步骤中数据采集处理单元将采集到的信息数据通过模数转换处理，实现电信号到用于运算、分析的数字信号转换，并通过识别发电机转子上的键相传感器，判别所采集的磁场强度数据的磁极编号，并进行标记。
[0013]优选的，S2步骤中的“磁场强度系数”为：T＝[ABS(P1+P2)+ABS(P3+P4)...+ABS(Pn
‑
1+Pn)]/n，Pn表示第n个磁极的磁场强度，n表示磁极个数，ABS表示取绝对值，T表示磁场强度系数。
[0014]优选的，S3步骤中的“磁场强度偏差”的算法设计如下：
[0015]T1＝ABS(P1+P2)
[0016]T2＝ABS(P3+P4)
[0017]......
[0018]Tn/2＝ABS(Pn
‑
1+Pn)
[0019]并设定当Tm＞Y(m＝1,2...n/2)时，输出对应的第m对磁极匝间短路故障，Y可根据实际需要进行设置。
[0020]优选的，一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测装置，包括数据采集处理单元，数据运算单元、数据存储单元、告警输出单元，数据采集处理单元均与数据存储单元和数据运算单元为双向连接，数据运算单元和数据存储单元均与告警输出单元为双向连接，告警输出单元与告警输出接口为电性连接，数据采集处理单元与磁场强度采集接口和键相信号接口为电性连接，数据运算单元与参数配置接口为电性连接。
[0021]优选的，数据运算单元提供参数配置接口，参数配置接口根据发电机转子磁极实际个数，配置相应的数值。
[0022]优选的，告警输出单元用于对外输出对应的监视信号，存储单元用于存储告警输出单元一段时间内的告警状态信息，告警输出单元采用了标准的工业用modbus通信协议。
[0023]优选的，告警输出单元采用了标准的工业用modbus通信协议。
[0024]本专利技术具备以下有益效果：
[0025]本专利技术通过通过磁场强度数据的采集分析，不但在发电机转子匝间短路初期，及时发现故障，而且还能进行磁极对故障点定位，将告警信息及时上送给运行人员，极大的缩短故障排查时间，以提前制定检修处置措施，避免故障的进一步扩大造成机组事故停机的发生，对提高机组运行的稳定性，延长设备使用周期具有很好的意义，同时该装置还能通过设置不同的发电机转子磁极对数，应用于不同的水电厂。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的装置系统图；
[0027]图2为本专利技术的数据处理流程图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，本专利技术实施例提供一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测装置，包括数据采集处理单元，数据运算单元、数据存储单元、告警输出单元，所述数据采集处理单元均与数据存储单元和数据运算单元为双向连接，所述数据运算单元和数据存储单元均与告警输出单元为双向连接，所述告警输出单元与告警输出接口为电性连接，所述数据采集处理单元与磁场强度采集接口和键相信号接口为电性连接，所述数据运算单元与参数配置接口为电性连接，可通过磁场强度数据的采集分析，不但在发电机转子匝间短路初期，及时发现故障，而且还能进行磁极对故障点定位，将告警信息及时上送给运行人员，极大的缩短故障排查时间，以提前制定检修处置措施，避免故障的进一步扩大造成机组事故停机的发生，对提高机组运行的稳定性，延长设备使用周期具有很好的意义。
[0031]所述数据运算单元提供参数配置接口，所述参数配置接口根据发电机转子磁极实际个数，配置相应的数值，仅需要根据发电机转子磁极实际个数，配置相应的数值，即可应用于不同的发电机组。
[0032]所述告警输出单元用于对外输出对应的监视信号，所述存储单元用于存储告警输出单元一段时间内的告警状态信息，所述告警输出单元采用了标准的工业用modbus通信协议，包括磁极匝间短路故障状态，磁极对匝间短路故障状态，各磁极磁场强度数据等。
[0033]如图1
‑
2所示，本专利技术实施例提供一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测方法，使用上述装置，包括以下步骤：
[0034]S1：数据采集
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：数据采集首先通过数据采集处理单元采集安装在发电机定子+X方位上测量各磁极磁场强度的传感器数据，并进行标记；S2：数据运算通过数据运算单元对S1步骤中采集的数据进行数据分析运算，数据运算单元采用通过计算“磁场强度系数”来判断水轮发电机转子“磁极匝间短路”的故障；S3：计算具体故障的磁极若S2步骤中发生水轮发电机转子“磁极匝间短路”的故障，则引入“磁场强度偏差”进行定位发生磁极匝间短路故障的一对磁极，并将存在故障的一对磁极信息传输给告警输出单元，若S2步骤中没发生水轮发电机转子“磁极匝间短路”的故障，则直接将信息传输给告警输出单元。2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测方法，其特征在于：所述S1步骤中数据采集处理单元将采集到的信息数据通过模数转换处理，实现电信号到用于运算、分析的数字信号转换，并通过识别发电机转子上的键相传感器，判别所采集的磁场强度数据的磁极编号，并进行标记。3.根据权利要求1所述的一种水轮发电机转子磁极匝间短路故障实时监测方法，其特征在于：所述S2步骤中的“磁场强度系数”为：T=[ABS（P1+P2）+ABS（P3+P4）...+ABS（Pn
‑
1+Pn）]/n，所述Pn表示第n个磁极的磁场强度，所述n表示磁极个数，所述ABS表示取绝对值，所述T表示磁场强度系数。4.根据权利要求1所述的一种水轮发电机转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴明，查荣瑞，燕翔，李艺轩，李和良，陈金德，段春晖，薛松，何战勇，文强，武锦涛，李辉，郭梦颖，李畇邑，汪宇航，王妍，刘乙人，王薇，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：