发电机的转子匝间短路故障定位方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及了一种发电机的转子匝间短路故障定位方法、系统及存储介质，该转子匝间短路故障定位方法包括：在发电机的转子旋转一周的时段内，实时采集磁通探测线圈所探测的多个感应电势；根据多个感应电势的数据值及采集序号，确定出每个磁极下各个转子槽所对应的感应电势；对不同磁极下相应转子槽所对应的感应电势进行绝对值比较，并将绝对值最小的感应电势作为第一数据，将绝对值非最小的感应电势作为第二数据，且根据第一数据与第二数据的绝对值差值判断第一数据所对应的相应磁极下的相应转子槽是否发生匝间短路故障。实施本发明专利技术的技术方案，不依赖于转子鉴相信号，适用于不对称磁极结构的发电机，还不受负载状态及转速变化的影响。的影响。的影响。

【技术实现步骤摘要】
发电机的转子匝间短路故障定位方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力系统领域，尤其涉及一种发电机的转子匝间短路故障定位方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]转子绕组匝间短路是同步发电机常见的一种电气故障。现有的故障在线监测装置的基本原理为：如图1所示，磁极之间对称地分布着多个转子槽，转子绕组(励磁绕组)嵌入在转子槽中。转子主磁场是由所有转子线圈共同产生的，转子绕组匝间短路虽然会影响主磁通的强度，但是由于所占比例很小，不容易测量。而漏磁通分别交链于各槽的转子绕组，其大小与该槽内转子线圈匝数成正比，能直接反映出各槽内转子线圈匝数的变化，所以，现有的故障在线监测装置通常将磁通探测线圈固定在定子上，并使其尽量靠近转子铁心，该磁通探测线圈可在转子旋转过程中探测漏磁通的径向分量和切向分量，并对其进行微分，通过对微分波形的分析可判断发电机是否发生了转子绕组匝间短路故障。
[0003]下面结合图2说明发电机空载运行时磁通探测线圈法的原理：X1为图1中的转子绕组(展开后)，各个转子槽中转子绕组所对应的漏磁通如X2所示。而且，如果转子绕组不存在匝间短路，则各个转子槽所对应的感应电压X3的波峰包络线X41、X42连续平滑，其波峰个数和序号与转子槽一一对应。当转子绕组的某槽线圈存在匝间短路时，交链于该槽的漏磁通就会减少，在磁通探测线圈上所感应出的电势就会相应降低，感应电势波形中相应位置的波峰离开包络线而凹缩变短，即表明它对应槽中的转子绕组存在匝间短路故障。
[0004]但是，现有的故障在线监测装置并不具备在线故障定位的功能，只能通过波形进行人工判断。即使有些故障在线监测装置有转子绕组匝间短路故障定位功能，但都需要结合转子鉴相信号(即需要转子位置信息)，而且，仅能对磁极对称的发电机进行转子匝间短路故障在线定位，对于磁极不对称的发电机，如图3所示，并不能进行转子匝间短路故障定位。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的需要结合转子鉴相信号进行故障定位的缺陷，提供一种发电机的转子匝间短路故障定位方法、系统及存储介质。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种发电机的转子匝间短路故障定位方法，包括：
[0007]采集步骤：在发电机的转子旋转一周的时段内，实时采集磁通探测线圈所探测的多个感应电势，其中，所述磁通探测线圈安装在发电机的定子上；
[0008]确定步骤：根据所述多个感应电势的数据值及采集序号，确定出每个磁极下各个转子槽所对应的感应电势；
[0009]判断步骤：对不同磁极下相应转子槽所对应的感应电势进行绝对值比较，并将绝对值最小的感应电势作为第一数据，将绝对值非最小的感应电势作为第二数据，且根据所
述第一数据与所述第二数据的绝对值差值判断所述第一数据所对应的相应磁极下的相应转子槽是否发生匝间短路故障。
[0010]优选地，所述确定步骤包括：
[0011]步骤S21，根据所述多个感应电势的数据值确定出D/2个正向波峰电压及D/2个负向波峰电压，其中，D为发电机的转子的槽数；
[0012]步骤S22，根据所述D/2个正向波峰电压的数据值及采集序号，确定出每个N磁极下各个转子槽所对应的感应电势；以及，根据所述D/2个负向波峰电压的数据值及采集序号，确定出每个S磁极下各个转子槽所对应的感应电势。
[0013]优选地，所述步骤S21包括：
[0014]将所述多个感应电势按其数据值分成p个正向电压数据组及p个负向电压数据组，其中，p为磁极对数；
[0015]对于每个正向电压数据组，筛选出局部最大数据，并从所述局部最大数据中确定出最大的D/(2p)个数据，且将所述最大的D/(2p)个数据作为正向波峰电压；
[0016]对于每个负向电压数据组，筛选出局部最小数据，并从所述局部最小数据中确定出最小的D/(2p)个数据，且将所述最小的D/(2p)个数据作为负向波峰电压。
[0017]优选地，所述筛选出局部最大数据，包括：
[0018]通过滑动窗口遍历所述正向电压数据组，而且，对于当前的滑动窗口，若所述当前滑动窗口内最中间的数据大于所述当前滑动窗口内的其它数据，则将所述当前滑动窗口内最中间的数据确定为局部最大数据，其中，所述滑动窗口的长度为大于1的奇数；
[0019]所述筛选出局部最小数据，包括：
[0020]通过滑动窗口遍历所述负向电压数据组，而且，对于当前的滑动窗口，若所述当前滑动窗口内最中间的数据小于所述当前滑动窗口内的其它数据，则将所述当前滑动窗口内最中间的数据确定为局部最小数据。
[0021]优选地，在所述步骤S22中，根据所述D/2个正向波峰电压的数据值及采集序号，确定出每个N磁极下各个转子槽所对应的感应电势，包括：
[0022]对于每组所述D/(2p)个正向波峰电压，将其按从小到大的顺序进行排序，并将排序后的D/(2p)个正向波峰电压依次两两划分为一小组；
[0023]以相应的N磁极与其前一S磁极的中心线为对称轴，按从中间到两边的顺序，依次将各个小组的两个正向波峰电压与所述相应的N磁极下D/(2p)个转子槽一一对应，且使每一小组的两个正向波峰电压所对应的转子槽对称地分布在该对称轴的两端，以及，使同一小组中采集序号小的正向波峰电压所对应的转子槽在采集序号大的正向波峰电压所对应的转子槽沿电机的转子旋转方向的后面。
[0024]优选地，在所述步骤S22中，根据所述D/2个负向波峰电压的数据值及采集序号，确定出每个S磁极下各个转子槽所对应的感应电势，包括：
[0025]对于每组所述D/(2p)个负向波峰电压，将其按从大到小的顺序进行排序，并将排序后的D/(2p)个负向波峰电压依次两两划分为一小组；
[0026]以相应的S磁极与其前一N磁极的中心线为对称轴，按从中间到两边的顺序，依次将各个小组的两个负向波峰电压与所述相应的S磁极下D/(2p)个转子槽一一对应，且使每一小组的两个负向波峰电压所对应的转子槽对称地分布在该对称轴的两端，以及，使同一
小组中采集序号小的负向波峰电压所对应的转子槽在采集序号大的负向波峰电压所对应的转子槽沿电机的转子旋转方向的后面。
[0027]优选地，在所述判断步骤中，根据所述第一数据与所述第二数据的绝对值差值判断所述第一数据所对应的相应磁极下的相应转子槽是否发生匝间短路故障，包括：
[0028]计算所述第一数据与所述第二数据的绝对值差值；
[0029]判断所述绝对值差值是否大于设定值；
[0030]若大于所述设定值，则确定所述第一数据所对应的磁极下的相应转子槽发生匝间短路故障。
[0031]本专利技术还构造一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序在被执行时实现以上任一项所述的发电机的转子匝间短路故障定位方法的步骤。
[0032]本专利技术还构造一种发电机的转子匝间短路故障定位系统，包括处理器，所述处理器在执行所存储的计算机程序时实现以上所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发电机的转子匝间短路故障定位方法，其特征在于，包括：采集步骤：在发电机的转子旋转一周的时段内，实时采集磁通探测线圈所探测的多个感应电势，其中，所述磁通探测线圈安装在发电机的定子上；确定步骤：根据所述多个感应电势的数据值及采集序号，确定出每个磁极下各个转子槽所对应的感应电势；判断步骤：对不同磁极下相应转子槽所对应的感应电势进行绝对值比较，并将绝对值最小的感应电势作为第一数据，将绝对值非最小的感应电势作为第二数据，且根据所述第一数据与所述第二数据的绝对值差值判断所述第一数据所对应的相应磁极下的相应转子槽是否发生匝间短路故障。2.根据权利要求1所述的发电机的转子匝间短路故障定位方法，其特征在于，所述确定步骤包括：步骤S21，根据所述多个感应电势的数据值确定出D/2个正向波峰电压及D/2个负向波峰电压，其中，D为发电机的转子的槽数；步骤S22，根据所述D/2个正向波峰电压的数据值及采集序号，确定出每个N磁极下各个转子槽所对应的感应电势；以及，根据所述D/2个负向波峰电压的数据值及采集序号，确定出每个S磁极下各个转子槽所对应的感应电势。3.根据权利要求2所述的发电机的转子匝间短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤S21包括：将所述多个感应电势按其数据值分成p个正向电压数据组及p个负向电压数据组，其中，p为磁极对数；对于每个正向电压数据组，筛选出局部最大数据，并从所述局部最大数据中确定出最大的D/(2p)个数据，且将所述最大的D/(2p)个数据作为正向波峰电压；对于每个负向电压数据组，筛选出局部最小数据，并从所述局部最小数据中确定出最小的D/(2p)个数据，且将所述最小的D/(2p)个数据作为负向波峰电压。4.根据权利要求3所述的发电机的转子匝间短路故障定位方法，其特征在于，所述筛选出局部最大数据，包括：通过滑动窗口遍历所述正向电压数据组，而且，对于当前的滑动窗口，若所述当前滑动窗口内最中间的数据大于所述当前滑动窗口内的其它数据，则将所述当前滑动窗口内最中间的数据确定为局部最大数据，其中，所述滑动窗口的长度为大于1的奇数；所述筛选出局部最小数据，包括：通过滑动窗口遍历所述负向电压数据组，而且，对于当前的滑动窗口，若所述当前滑动窗口内最中间的数据小于所述当前滑动窗口内的其它数据，则将所述当前滑动窗口内最中间的数据确定为局部最小数据。5.根据权利要求3所述的发电机的转子匝间短路故障定位方法，其特征在于，在所述步骤S22中，根据所述D/2个正向波峰电压的数据值及采集序号，确定出每个N磁极下各个转子槽所对应的感应电势，包括：对于每组所述D/(2p)个正向波峰电压，将其按从小到大的顺序进行排序，并将排序后的D/(2p)个正向波峰电压依次两两划分为一小组；以相应的N磁极与其前...

【专利技术属性】
技术研发人员：何力，任仰凯，黄清林，熊国都，牟华，屈天龙，杨德广，李洪学，何鹏，任晓南，宗卫晶，段贤稳，魏利峰，房志强，张伟，黄勇，王谦，邱波，汪南华，郝亮亮，
申请(专利权)人：岭东核电有限公司辽宁红沿河核电有限公司福建宁德核电有限公司中广核核电运营有限公司广西防城港核电有限公司大亚湾核电运营管理有限责任公司岭澳核电有限公司北京交通大学中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：