一种汽轮发电机定子铁芯端部松动故障的识别判定方法技术

本发明专利技术涉及一种汽轮发电机定子铁芯端部松动故障的识别判定方法，通过铁芯上的温度测点采集定子线圈槽内层间温度和铁芯端部温度测点，并通过发电机温度数据进行异常温度测点的判断，第一阶段确定异常测点后，对内层间温度测点进行分组，每4个一组，进行第二轮时空关系的判断，从而确定汽轮发电机定子铁芯端部松动故障，可在发电机发生潜伏性定子端部松动故障初期提供科学的评价结果，同时也提供合理的检修策略，保障发电机组的安全稳定运行。保障发电机组的安全稳定运行。保障发电机组的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种汽轮发电机定子铁芯端部松动故障的识别判定方法


[0001]本专利技术涉及一种潜伏型汽轮发电机定子铁芯端部松动故障的识别判定方法。

技术介绍

[0002]随着国家经济的快速发展及人民生活水平日益提高，近年来的节能减排、电源结构调整等政策使水电、风电、太阳能发电等清洁能源呈快速发展势头，但清洁能源出力随机性强，波动性大，在电力系统运行中风能基本无法与负荷匹配，削峰填谷能力弱；太阳能间歇性、波动性特点决定了其出力难以保证稳定，这也增大了电网调峰需求和调峰难度。因此燃煤火电机组运行方式从原来的主要承担“基荷”运行转变成深度调峰方式运行，新的运行方式对在役燃煤发电机的适应性、可靠性和经济性等提出了更高的要求。
[0003]大型汽轮发电机组是各火力发电企业的重要主设备，其安全、经济、稳定运行对各发电企业影响重大。当汽轮发电机组长期频繁参与调峰时，会对其定子绕组、定子铁心、转子绕组、转子大轴产生不同程度的影响。事实上，近年来各发电企业已多次发生过因发电机频繁参与深度调峰造成运行异常的情况，有些机组因调峰导致绕组端部振动变化，线棒槽楔松动，特别是在定子绕组端部支撑结构部位和线棒槽口处产生松动和磨损，降低绝缘材料的性能，而由于材料和工艺的分散性，其缺陷在带稳定负荷长期运行时并不会显露出来，造成运行人员无法在故障初期做出准确的识别和判断，因此成为了潜伏型故障存在。
[0004]近年来，电力行业的发电企业多次发生因发电机定子铁芯端部松动磨损定子线棒，最终导致发电机定子接地保护动作非停事件频发，有些甚至致使铁芯烧融，因此在故障发生初期发现潜伏型汽轮发电机定子端部松动故障，已成为严重影响机组安全运行的一个薄弱环节和亟待解决的突出问题。

技术实现思路

[0005]针对上述情况，为克服现有技术之不足，本专利技术之目的就是提供一种汽轮发电机定子铁芯端部松动故障的识别判定方法，可有效识别和判定发电机发生了潜伏型定子铁芯端部松动故障，对该初期故障提供预警和决策，最终确保机组的安全稳定运行。
[0006]本专利技术解决的技术方案是：
[0007]一种汽轮发电机定子铁芯端部松动故障的识别判定方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一、选取温度测点
[0009]以汽轮发电机定子铁芯中心线为界，左侧为励端，右侧为汽端，由励端左侧到汽端右侧分为d
max
个铁芯段，分别为#1段、#2段、#3段
…
#d段
…
#d
max
段；
[0010]每个铁芯段沿圆周方向分别为m个部分；
[0011]选取其中一个铁芯段#d段上布置在各个部分槽内上下层线棒之间的m个温度测点作为定子线圈槽内层间温度测点；
[0012]选取均布在铁芯段#(d+1)段上铁芯端部处的n个温度测点作为铁芯端部温度测点，n＝m/7；
[0013]步骤二：发电机温度数据采集
[0014]通过电厂DCS系统获取发电机定子线棒层间m个测点温度数据和定子铁芯n个温度数据；层间温度数据[Tc1、Tc2
……
Tcm]，汽端铁芯温度数据[Tx1、Tx2
……
Txn]，上述测点获取每个测点每20秒采样1个温度数据，故每20秒获取m个测点的层间温度数据和n个测点的铁芯温度数据；
[0015]步骤三：数据优化
[0016]将m个层间温度测数据中最大5个值[Tcmax1、Tcmax2、Tcmax3、Tcmax4、Tcmax5]和最小5个值[Tcmin1、Tcmin2、Tcmin3、Tcmin4、Tcmin5]剔除，再对剩下的m
‑
10个层间温度测数据进行求平均值计算，得到层间温度平均值Tcavg，，剔除掉的10个测点数据仅该步骤剔除，后续步骤仍然参与计算；
[0017]步骤四：异常测点判断
[0018]第一阶段：进行可能性识别与判断
[0019]为防止测点短时空间干扰的存在，利用连续20min数据进行判断与识别：
[0020]a.定子线棒层间温度异常测点判据
[0021](1)层间温度平均值Tcavg
‑
各个测点的层间温度得到的差值连续2min数据大于6℃的测点判定为异常测点；
[0022](2)连续5min数据，出现至少3次层间温度值大于150℃的测点判定为异常测点；
[0023](3)连续2min出现层间温度值恒为0℃的测点判定为异常测点；
[0024]上述定子线棒层间温度异常判据均为“或”关系；
[0025]b.定子铁芯温度异常测点判据
[0026](1)连续5min数据，出现至少3次定子铁芯温度
‑
历史最高铁芯温度大于15℃的测点；
[0027](2)连续5min数据，出现至少3次铁芯温度值大于150℃的测点；
[0028](3)连续2min数据，出现铁芯温度值恒为0℃的测点；
[0029]上述定子铁芯温度异常判据均为“或”关系；
[0030]将异常测点保存记录在测点异常数据库中；
[0031]第二阶段：进一步确定性识别与判断
[0032](1)常规时空关系判断
[0033]每4个定子线圈槽内层间温度测点组成1组，测点号分组规律为(1
‑
4)、(2
‑
5)、(3
‑
6)
……
(m、1
‑
3)，共m个组合，针对任意组合中，若第一阶段存在1个定子线棒层间温度异常测点，同时在后期运行中，根据第一阶段判据若发现在该组合中又新出现1个或2个以上定子线棒层间温度异常测点，则判断这2个或2个以上定子线棒层间温度异常测点附近存在发电机定子端部松动情况，具体端部松动范围为以异常测点为球心半径为20cm的球体范围内；
[0034](2)两类测点特殊时空关系判断
[0035]每4个定子线圈槽内层间温度测点组成1组，测点号分组规律为(1
‑
4)、(2
‑
5)、(3
‑
6)
……
(m、1
‑
3)，共m个组合，汽端定子铁芯端部温度测点位于定子线圈槽内层间温度3+7b和4+7b号测点附近，其中b＝0、1、
……
(n
‑
1)，构成对应关系，针对存在与铁芯温度测点对应的定子线圈槽内层间温度测点的任意组合中，若第一阶段存在1个定子线棒层间温度异常
测点，同时在后期运行中，根据第一阶段判据若发现在该组合中对应铁芯温度测点为异常测点，则判断2个异常测点附近存在发电机定子端部松动情况，具体端部松动范围为以异常测点为球心半径为20cm的球体范围内。
[0036]本专利技术方法提出的一种潜伏型汽轮发电机定子端部松动故障的识别与判定方法，通过铁芯上的温度测点采集定子线圈槽内层间温度和铁芯端部温度测点，并通过发电机温度数据进行异常温度测点的判断，第一阶段确定异常测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽轮发电机定子铁芯端部松动故障的识别判定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、选取温度测点以汽轮发电机定子铁芯中心线为界，左侧为励端，右侧为汽端，由励端左侧到汽端右侧分为d
max
个铁芯段，分别为#1段、#2段、#3段
…
#d段
…
#d
max
段；每个铁芯段沿圆周方向分别为m个部分；选取其中一个铁芯段#d段上布置在各个部分槽内上下层线棒之间的m个温度测点作为定子线圈槽内层间温度测点；选取均布在铁芯段#(d+1)段上铁芯端部处的n个温度测点作为铁芯端部温度测点，n＝m/7；步骤二：发电机温度数据采集通过电厂DCS系统获取发电机定子线棒层间m个测点温度数据和定子铁芯n个温度数据；层间温度数据[Tc1、Tc2
……
Tcm]，汽端铁芯温度数据[Tx1、Tx2
……
Txn]，上述测点获取每个测点每20秒采样1个温度数据，故每20秒获取m个测点的层间温度数据和n个测点的铁芯温度数据；步骤三：数据优化将m个层间温度测数据中最大5个值[Tcmax1、Tcmax2、Tcmax3、Tcmax4、Tcmax5]和最小5个值[Tcmin1、Tcmin2、Tcmin3、Tcmin4、Tcmin5]剔除，再对剩下的m
‑
10个层间温度测数据进行求平均值计算，得到层间温度平均值Tcavg，剔除掉的10个测点数据仅该步骤剔除，后续步骤仍然参与计算；步骤四：异常测点判断第一阶段：进行可能性识别与判断为防止测点短时空间干扰的存在，利用连续20min数据进行判断与识别：a.定子线棒层间温度异常测点判据(1)层间温度平均值Tcavg
‑
各个测点的层间温度得到的差值连续2min数据大于6℃的测点判定为异常测点；(2)连续5min数据，出现至少3次层间温度值大于150℃的测点判定为异常测点；(3)连续2min出现层间温度值恒为0℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙彬，张晓鹏，韩金华，郑豫生，武震宇，田自强，杨威，梅雪傲，
申请(专利权)人：大唐三门峡发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：