CN113466753A - 同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法、系统，属于电机的故障诊断领域；获取对定子匝间短路故障造成的支路内电流环流，基于现有方法中对于故障相的判断结果，利用同步调相机的相电流和故障相支路环流，计算出各支路电流。本发明能够对同步调相机定子匝间短路故障后的各支路电流进行计算，该方法无需新增特殊的传感器，可以通过同步调相机稳定运行时的电气监测量在线对定子匝间短路故障后的各支路电流进行计算。

Description

同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法、系统

技术领域

本发明是同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法、系统，属于电机的故障诊断领域。

背景技术

随着直流特高压输电技术的发展，大容量新型调相机成为满足系统无功动态需求的最优选择，并逐渐投入到直流特高压换流站中运行。同步调相机的投入运行，可以在系统出现故障的时候维持系统电压稳定，并为系统提供短路容量，对系统的暂态变量有较强的支撑能力然而，同步调相机的故障会对电力系统的稳态运行产生较大影响。

由于调相机运行的过程中，定子绕组会承受较大的机械应力和热应力，容易导致绝缘被破坏，从而导致匝间短路故障。轻微的短路故障不会影响调相机的正常运行，经常被忽视。然而故障会造成绕组温度升高以及较大的机械振动，进一步破坏绕组的绝缘，使得故障恶化，甚至造成更严重的停机事故。对于多支路并联的同步调相机，定子匝间短路故障会导致支路之间产生严重的环流，但是对外表现在相电流中的变化较小，难以反应故障的严重程度。然而对于每条绕组支路分别安装电流传感器会遇到成本较高以及安装困难等方面的问题，因此基于现有同步调相机机组的可监测量对故障时的支路电流进行判断具有重要意义。

发明内容

第一方面，针对现有技术的不足，本发明提出了同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法，在同步调相机稳态运行时，对同步调相机定子匝间短路的支路电流进行有效计算。

同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法，包括以下步骤：

获取故障相支路环流i_m；

获得各相电流i_a,i_b,i_c，i_a为A相电流，i_b为B相电流，i_c为C相电流；

定子匝间短路故障后的各支路电流：

A相故障：

B相故障：

C相故障：

在一些公开中，所述故障相支路环流i_m的获取包括以下步骤：

由调相机机组的监测系统获得稳定运行时同步调相机的中性点接地电压u_G和电流i_G；

选取同步调相机未发生系统故障时的相电阻L_s和相电感R_s；

故障相支路环流i_m：

其中ω为定子电角频率，delay为相位延迟函数，延迟的相位为ωL_s/R_s。

在一些公开中，所述ω为50Hz。

在一些公开中，所述u_G，i_G，i_a，i_b，i_c由调相机机组的监测系统获得。

第二方面，针对现有技术的不足，本发明提出了同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的系统，对现有同步调相机机组的可监测量故障时的支路电流。

同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的系统，所述同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的系统系统包含处理器，处理器用于执行程序，进行实现第一方面的所述同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法。

有益效果：

本公开能够在同步调相机稳态运行时，对同步调相机定子匝间短路的支路电流进行有效计算；本公开无需安装额外的传感器设备，利用同步调相机的现有运行监测量即可完成故障诊断；本公开较为简便，无需大量的计算，可写入实时监控系统中，可后续用于定子匝间短路严重程度的识别。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为A相定子匝间短路前后A1支路的实际值与估测值对比；

图2为A相定子匝间短路前后A2支路的实际值与估测值对比。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。

额定容量300Mvar，定子额定电压20kV，额定频率50Hz，定子额定电流8660A，额定励磁电压323V，额定励磁电流2381A。同步调相机近空载运行时，A相突发匝间短路故障，对A相的的各支路电流进行计算：

1)由调相机机组的监测系统获得稳定运行时同步调相机的中性点接地电压u_G和电流i_G；

2)选取同步调相机未发生系统故障时的相电阻L_s和相电感R_s；

3)将上述参量带入故障相支路环流计算公式，得到故障相支路环流i_m：

其中ω为定子电角频率，在电网中通常为50Hz。delay为相位延迟函数，延迟的相位为ωL_s/R_s.

4)由调相机机组监测系统获得各相电流i_a,i_b,i_c；

5)结合各相电流和故障相支路环流，可以计算出不同故障情况下，定子匝间短路故障后的各支路电流。

A相故障：

图1为A相定子匝间短路前后A1支路的实际值与估测值对比；图2为A相定子匝间短路前后A2支路的实际值与估测值对比。可以看出，当定子某一相绕组出现匝间短路故障时，两条支路的电流均可以准确的计算出来。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本公开的基本原理、主要特征和本公开的优点。本行业的技术人员应该了解，本公开不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本公开范围内。

Claims (5)

1.同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法，其特征在于：包括以下步骤：

获取故障相支路环流i_m；

获得各相电流i_a,i_b,i_c，i_a为A相电流，i_b为B相电流，i_c为C相电流；

定子匝间短路故障后的各支路电流：

A相故障：

B相故障：

C相故障：

2.根据权利要求1所述的同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法，其特征在于，所述故障相支路环流i_m的获取包括以下步骤：

由调相机机组的监测系统获得稳定运行时同步调相机的中性点接地电压u_G和电流i_G；

选取同步调相机未发生系统故障时的相电阻L_s和相电感R_s；

故障相支路环流i_m：

其中ω为定子电角频率，delay为相位延迟函数，延迟的相位为ωL_s/R_s。

3.根据权利要求2所述的同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法，其特征在于，所述ω为50Hz。

4.根据权利要求2所述的同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法，其特征在于，所述u_G，i_G，i_a，i_b，i_c由调相机机组的监测系统获得。

5.同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的系统，其特征在于，所述同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的系统系统包含处理器，处理器用于执行程序，进行实现权利要求1-4任一的所述同步调相机定子匝间短路并联支路电流获取的方法。

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