[发明专利]基于励磁磁势计算的同步发电机转子匝间短路监测方法

摘要

基于励磁磁势计算的同步发电机转子匝间短路监测方法，属电力系统主设备继电保护及在线监测技术领域，其特征在于，首先利用发电机相电压、相电流及定子漏阻抗，计算出实际运行时的励磁磁势；再根据该工况下的励磁电流，计算出正常励磁绕组所应产生的励磁磁动势；正常运行时，两励磁磁势的计算结果应相同，而发生转子匝间短路时实际的励磁磁动势将小于根据正常励磁绕组得到的计算结果，由此形成故障判据；一台典型同步发电机负载运行时发生的转子绕组匝间短路的实验表明，本发明提出的方法能实现对转子匝间短路故障的监测，并可应用于不具备分支电流互感器安装条件的同步发电机。

主权项

1.基于励磁磁势计算的同步发电机转子匝间短路监测方法，其特征在于，所述方法是依次按以下步骤进行的：步骤（1），计算发电机气隙电势E_δ：E·δ=U·+I·(R+jXσ)]]>其中：和分别为A相电压和电流相量，R和X_σ分别为定子每相的电阻和漏抗；步骤（2），计算气隙电势E_δ对应的气隙基波磁动势F_δ：首先查发电机的空载特性曲线表，得到E_δ对应的阶梯波转子磁动势幅值F_f，由于空载特性是在转子正常时测得，这时E_δ对应的气隙基波磁动势大小为F_δ=k_fF_f其中：k_f为转子磁动势的波形因数，其值为磁动势的基波有效值与幅值之比，与励磁线圈在转子上的分布情况有关，是发电机的固有参数，在时空相矢图上，F_δ超前90°；步骤（3），计算定子三相合成电枢磁动势F_a：Fa=1.35IN1pkdp1]]>其中：N₁为定子绕组每相串联匝数，k_dp1为定子基波绕组因数，p为极对数，在时空相矢图上，F_a与A相电流相量方向相同；步骤（4），得到如图1所示的发电机时空相矢量图，进而求得发电机实际运行时的励磁磁动势基波分量大小F_f1'：Ff1′=|Fδ-Fa|]]>；步骤（5），根据实测的励磁电流直流分量计算出发电机正常运行时的转子基波励磁磁动势：Ff1=12kfNfIf]]>其中：N_f为励磁绕组的总匝数，I_f为实测的励磁电流直流分量；步骤（6），进行故障判断：若，则认为发电机转子绕组存在匝间短路故障，发报警信号；其中：σ>0为误差系数，应根据实际发电机的正常运行状态对其进行整定，保证各种工况下正常运行时。