一种同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法技术

本发明专利技术属于电气故障诊断技术领域，具体涉及一种同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法。本发明专利技术包括如下步骤：步骤1：采集同步调相机健康状态下的相电流I

【技术实现步骤摘要】
一种同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法


[0001]本专利技术属于电气故障诊断
，具体涉及一种同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法。

技术介绍

[0002]可再生能源的大量接入，输电电压等级和容量的不断提高使得远距离特高压直流输电系统变得更加复杂，无功不足问题凸显。新一代大型同步调相机容量更大、可靠性更高、动态维持电压能力更强，能够为输电系统及时提供充足的无功功率。因此，近些年新型调相机被广泛应用于高压直流输电以提高系统的稳定性。作为电力系统重要的无功补偿装置，调相机出现故障后的检修期较长，故障将会造成巨大的直接和间接经济损失，继而威胁电力系统的稳定运行。故障诊断是保证大型设备安全工作的有效手段，新一代大型调相机投入电网时间较短，安全运行经验欠缺，所以调相机故障诊断的研究迫在眉睫。
[0003]定子绕组匝间短路故障发生后会在故障回路中产生破坏力很强的电磁力，若不及时诊断并将故障切除，很容易导致绕组及铁心烧毁，甚至影响整个电力系统的稳定。现有的故障诊断方法极少计及运行工况对故障特征量造成的影响。因此，研究大型同步调相机定子绕组匝间短路故障特征，排除运行状态波动对调相机故障特性的干扰，快速准确的监测调相机的运行状态，获得可靠的特征量，及时诊断早期故障并避免故障程度的进一步加深是目前急需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：克服上述现有技术的缺陷，提出了一种同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法。
[0005]本专利技术为实现上述专利技术目的，采取的技术方案如下：一种同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法，包括如下步骤：步骤1：采集同步调相机健康状态下的相电流I
ph
和励磁电流I
f
，并计算参数η＝I
ph
/I
f
；步骤2：实时测量同步调相机的三相电流和励磁电流，且将三相电流中幅值最小的相电流作为I
p
；步骤3：计算故障特征量FI＝I
p
/ηI
f
；步骤4：设置故障阈值δ，当FI＜1
‑
δ时判定为定子绕组匝间短路故障。
[0006]进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述步骤1包括：健康状态下，定子三相电流平衡，可选取任意一相的相电流计算η＝I
ph
/I
f
；其中，I
ph
代表相电流50Hz分量的幅值，I
f
代表励磁电流中的直流分量。
[0007]进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述步骤2包括：比较三相电流的50Hz分量幅值，将幅值最小的作为I
p
。
[0008]进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述步骤3包括：根据实时测量到的励磁电流直流分量I
f
选择对应的η，从而计算出故障特征量FI；FI的值始终小于等于1，当FI等于1是表明无故障，FI越小故障越严重。
[0009]进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述步骤4包括：根据调相机的结构性能和
实际诊断需求，设置故障阈值δ。
[0010]本专利技术所述的一种同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0011]本专利技术提出的一种同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法可以诊断早期定子绕组匝间短路故障且不受运行工况的影响。在实际的工程应用中，无需额外的监测装置，也无需对调相机进行改装即可获得相电流，因此本专利技术所提的故障诊断方法易于现场实施。
附图说明
[0012]图1是本专利技术涉及的同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法流程图；
[0013]图2是本专利技术涉及的同步调相机定子绕组匝间短路故障示意图；
[0014]图3是定子绕组匝间短路故障仿真模型；
[0015]图4是本专利技术涉及的定子绕组匝间短路故障时故障相相电流的50Hz分量幅值；
[0016]图5是本专利技术涉及的基于FI的故障诊断结果。
具体实施方式
[0017]下面结合附图详细的描述本专利技术的作进一步的解释说明，以使本领域的技术人员可以更深入地理解本专利技术并能够实施，但下面通过参考实例仅用于解释本专利技术，不作为本专利技术的限定。
[0018]如图1所示，一种同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法，包括如下步骤：步骤1：采集同步调相机健康状态下的相电流I
ph
和励磁电流I
f
，并计算参数η＝I
ph
/I
f
；步骤2：实时测量同步调相机的三相电流和励磁电流，且将三相电流中幅值最小的相电流作为I
p
；步骤3：计算故障特征量FI(Fault indicator)＝I
p
/ηI
f
；步骤4：设置故障阈值δ，当FI＜1
‑
δ时判定为定子绕组匝间短路故障。
[0019]步骤1包括：健康状态下，定子三相电流平衡，可选取任意一相的相电流计算η＝I
ph
/I
f
；其中，I
ph
代表相电流50Hz分量的幅值，I
f
代表励磁电流中的直流分量。
[0020]步骤2包括：比较三相电流的50Hz分量幅值，将幅值最小的作为I
p
。
[0021]步骤3包括：根据实时测量到的励磁电流直流分量I
f
选择对应的η，从而计算出故障特征量FI；FI的值始终小于等于1，当FI等于1是表明无故障，FI越小故障越严重。
[0022]步骤4包括：根据调相机的结构性能和实际诊断需求，设置故障阈值δ。
[0023]本实施例所涉及的调相机是上海电机厂有限公司生产的TTS
‑
300
‑
2型300Mvar双水内冷型调相机，具体参数如表1：
[0024]表1TTS
‑
300
‑
2型同步调相机参数
[0025][0026]同步调相机定子绕组匝间短路故障示意图如图2所示。根据表1中的调相机参数，建立仿真模型如图3所示。当同步调相机工作于过励磁状态，仿真励磁电流分别为1500A，1600A，和1700A，故障严重程度分别为以下五种类型：
[0027](1)无故障时表示为S1；
[0028](2)a1支路1匝短路，过渡电阻r＝2Ω，表示为S2；
[0029](3)a1支路1匝短路，过渡电阻r＝1Ω，表示为S3；
[0030](4)a1支路2匝短路，过渡电阻r＝2Ω，表示为S4；
[0031](5)a1支路2匝短路，过渡电阻r＝1Ω，表示为S5。
[0032]不同运行工况和故障程度下，故障相电流的50Hz分量幅值如图4所示。由图4可见，运行工况和故障程度均会对故障相电流造成影响。为了抑制运行工况对相电流的干扰，利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：采集同步调相机健康状态下的相电流I
ph
和励磁电流I
f
，并计算参数η＝I
ph
/I
f
；步骤2：实时测量同步调相机的三相电流和励磁电流，且将三相电流中幅值最小的相电流作为I
p
；步骤3：计算故障特征量FI＝I
p
/ηI
f
；步骤4：设置故障阈值δ，当FI＜1
‑
δ时判定为定子绕组匝间短路故障。2.根据权利要求1所述的一种同步调相机定子绕组微弱匝间短路故障诊断方法，其特征在于，所述步骤1包括：健康状态下，定子三相电流平衡，可选取任意一相的相电流计算η＝I
ph
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【专利技术属性】
技术研发人员：蒋梦瑶，王红梅，张欣欣，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：