專(zhuān)利名稱(chēng)：水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路定子側(cè)不平衡電流監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路定子側(cè)不平衡電流監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)高校的學(xué)者對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障做出許多理論上的研究，但目前在電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障方面，僅僅在離線檢測(cè)方面有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)可以借鑒，在在線監(jiān)測(cè)方面還未有一個(gè)清晰的技術(shù)規(guī)范形成。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的在線監(jiān)測(cè)、早期預(yù)防和診斷是十分必要的，但是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障監(jiān)測(cè)裝置目前國(guó)內(nèi)外均沒(méi)有成熟可靠相關(guān)產(chǎn)品，大部分發(fā)電廠都認(rèn)為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障監(jiān)測(cè)裝置由于信號(hào)采集難度較大，做成實(shí)用性產(chǎn)品的可能性不大。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路故障后，定子中性點(diǎn)各分支電流會(huì)產(chǎn)生以分?jǐn)?shù)次諧波為主的不平衡電流，完全裂相橫差保護(hù)和零序電流型橫差保護(hù)的不平衡電流理論上主要以分?jǐn)?shù)次諧波為主，不含基波分量。產(chǎn)生的分?jǐn)?shù)次諧波主要跟發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)P有關(guān)，會(huì)出現(xiàn)1/P、2/P......N/P (N為自然數(shù))等次數(shù)的諧波。準(zhǔn)確地檢測(cè)以分?jǐn)?shù)次諧波為主的不平衡電流，是實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障在線監(jiān)測(cè)的必要保證。以每工頻周波N=32點(diǎn)采樣、發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)P=30為例，模擬被測(cè)電流中包含的部分分?jǐn)?shù)次諧波有:5Hz、IOHz、20Hz、30Hz、40Hz，整數(shù)次諧波有:50Hz、150Hz、250Hz，各諧波電流峰值均為10mA，

圖1是采用工頻為基本數(shù)據(jù)窗對(duì)含有上述諧波的故障電流有效值進(jìn)行計(jì)算并仿真，可以看出，常規(guī)的微機(jī)保護(hù)采樣數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度無(wú)法精確計(jì)算以分?jǐn)?shù)次諧波為主的不平衡電流。為了更為精確地計(jì)算以分?jǐn)?shù)次諧波為主的不平衡電流有效值，圖2采用NXP為基本數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度，同樣以每工頻周波N=32點(diǎn)采樣、發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)P=30為例，對(duì)故障電流有效值進(jìn)行計(jì)算并仿真，從圖2可以看出，該方法可以準(zhǔn)確地計(jì)算出包含基波等各次諧波不平衡電流的總有效值(包含各次諧波的不平衡電流總有效值理論值為20mA，分?jǐn)?shù)次諧波不平衡流有效值理論值為15.81mA)，但是無(wú)法濾除不平衡電流中的基波、三次諧波、五次諧波等，對(duì)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障監(jiān)測(cè)的靈敏度造成嚴(yán)重的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路定子側(cè)不平衡電流檢測(cè)方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法濾除不平衡電流中的基波、三次諧波和五次諧波，從而對(duì)故障監(jiān)測(cè)的靈敏度造成影響的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是:一種水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路定子側(cè)不平衡電流檢測(cè)方法，步驟如下:
τ I P(I)根據(jù)發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)，按公式'(丄x5Q) 確定基本數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度，并按公式M=NXP確定基本數(shù)據(jù)窗采樣點(diǎn)數(shù)，其中，T為數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度，P為極對(duì)數(shù)，M為基本數(shù)據(jù)窗采樣點(diǎn)數(shù)，N為每周波采樣點(diǎn)數(shù)；(2)根據(jù)所述數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度T，計(jì)算包含基波、各整數(shù)次諧波和各分?jǐn)?shù)次諧波的不平衡電流總有效值；(3)按照基本數(shù)據(jù)窗采樣點(diǎn)數(shù)M進(jìn)行模擬量采樣和數(shù)據(jù)保存，并根據(jù)采樣數(shù)據(jù)對(duì)不平衡電流總有效值進(jìn)行離散化處理，計(jì)算各分?jǐn)?shù)次諧波和基波、三次諧波、五次諧波的不平衡電流有效值；(4)將離散化的不平衡電流總有效值減去基波、三次諧波和五次諧波不平衡電流有效值，得出分?jǐn)?shù)次諧波不平衡電流總有效值；(5)根據(jù)計(jì)算出的分?jǐn)?shù)次諧波不平衡電流總有效值、各分?jǐn)?shù)次諧波不平衡電流有效值對(duì)水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)。進(jìn)一步地，步驟(2)采用均方根值法計(jì)算包含各次諧波的不平衡電流總有效值，
權(quán)利要求
1.水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路定子側(cè)不平衡電流監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟如下: (O根據(jù)發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)，按公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路定子側(cè)不平衡電流監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟(2)采用均方根值法計(jì)算包含各次諧波的不平衡電流總有效值，即:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路定子側(cè)不平衡電流監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟(3)中采用基于基本數(shù)據(jù)窗的傅氏算法計(jì)算各分?jǐn)?shù)次諧波和基波、三次諧波、五次諧波的不平衡電流有效值，即
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路定子側(cè)不平衡電流監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，計(jì)算分?jǐn)?shù)次諧波不平衡電流總有效值的方法為:
全文摘要
本發(fā)明涉及水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路定子側(cè)不平衡電流監(jiān)測(cè)方法，該方法采用超長(zhǎng)數(shù)據(jù)窗技術(shù)，可以根據(jù)發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)，自動(dòng)調(diào)整數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)不同機(jī)組分?jǐn)?shù)次諧波的準(zhǔn)確計(jì)算，本發(fā)明采用全新的算法，對(duì)故障環(huán)流有效值進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，有效濾除正常運(yùn)行中不平衡電流的基波、三次諧波、五次諧波，極大地提高了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障監(jiān)測(cè)的靈敏度。
文檔編號(hào)G01R19/00GK103245820SQ20131015366
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者郭寶甫, 劉志文, 陳海龍, 孫宇光, 肖志剛, 王威, 李俊霞, 劉艷東, 郭玉寶 申請(qǐng)人:許繼集團(tuán)有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司