[发明专利]一种发电机转子动态匝间短路故障模拟装置及其方法

说明书

本发明公开了一种发电机转子动态匝间短路故障模拟装置及其方法，该装置包括：PWM方波发生器的输出端与直流固态继电器的输入端，直流固态继电器的输出端与发电机的转子短路抽头盘相连；该方法为改变PWM方波发生器发出方波的频率生成相应的方波电压信号，判断方波电压信号的电压值与闭合阈值的大小；当方波电压信号的电压值高于闭合阈值，光电耦合器控制短路电路无触点闭合，使短路电路所连接的转子短路抽头盘短接；当方波电压信号的电压值低于闭合阈值，所连接的转子短路抽头盘为正常桩体。本发明具有可模拟频率范围大、无触点控制等优点，可填补目前对发电机转子动态匝间短路故障模拟实验装置和方法的欠缺与不足。

技术领域

本发明涉及发电机模拟装置技术领域，更具体的说是涉及一种发电机转子动态匝间短路故障模拟装置及其方法。

背景技术

发电机加速和稳定运行状态时会引起机组振动，从而使转子励磁绕组线圈匝间出现绝缘磨损，在磨损部位相接触时，即发生转子匝间短路现象。在发电机运行中，励磁绕组可能会在转子旋转过程中受到离心力的作用，匝间发生压力较大的紧密接触，绕组在离心力的作用下发生压力较大的紧密接触，从而在线匝绝缘磨损处发生匝间短路，随着转子转速的降低，这种紧密接触的压力减小，短路状态消失；另一情况是转子在转频或者振动特性发生变化时，线匝绝缘磨损部位在某一特定的转动频率下，产生单次或者周期性的匝间短路现象。以上两种情况可统称为转子动态匝间短路现象，且属于故障的发展期，经过长时间的运行，可发展成为稳定的转子绕组匝间短路故障。目前，对发电机转子匝间短路的研究多集中在静态匝间短路，转子动态匝间短路却鲜有提及。事实上，发电机转子动态匝间短路故障在发电机运行中时常发生，因此仅考虑转子励磁绕组的静态匝间短路对于发电机的实际运行状态而言是不完整的。

近年来随着电厂规模扩大，发电机单机容量也有所提升，当转子匝间短路发展到一定程度时，会因机端电压下降导致强励，使励磁电流显著增加，无功功率下降；严重时可能会烧伤轴颈及轴瓦，并造成大轴磁化，长期存在易导致接地故障发生。因此发电机转子动态匝间短路故障的模拟装置对于发电机转子动态匝间短路故障的研究有着积极的现实意义。

因此，如何提供一种发电机转子动态匝间短路故障模拟装置及其方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种发电机转子动态匝间短路故障模拟装置及其方法，其目的在于解决现有技术中缺少发电机转子动态匝间短路故障模拟装置的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种发电机转子动态匝间短路故障模拟装置，包括：PWM方波发生器和直流固态继电器；

所述PWM方波发生器的输出端与所述直流固态继电器的输入端，所述直流固态继电器的输出端与发电机的转子短路抽头盘相连；

所述直流固态继电器包括电压判断电路、光电耦合器和短路电路；

所述电压判断电路、所述光电耦合器与所述短路电路依次电连接，所述PWM方波发生器的输出端与所述电压判断电路的输入端电连接，所属电压判断电路的输出端与所述光电耦合器的输入端电连接，所述转子短路抽头盘连接于所述短路电路上。

优选的，还包括直流电源，所述直流电源为所述PWM方波发生器提供直流电压。

优选的，还包括220V交流电源，为所述直流电源供电。

一种发电机转子动态匝间短路故障模拟方法，包括以下步骤：

S1.改变PWM方波发生器发出方波的频率；

S2.根据所模拟机组的动态短路情况来调整短路部分的占空比；

S3.根据频率生成相应的方波电压信号，并输入至直流固态继电器中，并判断方波电压信号的电压值与闭合阈值的大小；