基于重复脉冲法的汽轮发电机转子绕组匝间短路探测.pdf

甘 肃 电 力 技 术 37 基于重复脉冲法的汽轮发电机 转子绕组匝间短路探测 范天明 曹 强 (嘉峪关宏晟电热有限责ff)2-R 甘肃省嘉峪关市 735100) 乙 【摘 要】 分析 了 3号发电机组励磁绕组匝间短路故障的常见形式和原因，讨论了重复脉冲法 (RSO)的 原理，并结合现场实际情况，在 3号机组上进行了重复脉冲试验。根据试验所得的波形和数据分析验证 了RSO 试验的原理。最后应用MATLAB中的神经网络工具箱建立了转子绕组匝间短路探测的人工神经网络 (ANN)模 型，以实现对发电机转子绕组匝间短路的探测。 【关键词】 汽轮发电机 转子匝问短路 重复脉冲法 (RSO) 人工神经网络 (ANN) 1 引言 RSO重复脉冲法可用于转子匝间短路的早期发 现及短路的故障定位。试验基本过程是采用双脉冲 我国电力工业正处于大电网与大机组的发展 信号发生器对发电机转子两极同时施加一个前沿陡 阶段。随着单机容量的不断增大，机组运行可靠 峭的冲击脉冲波，用双线录波器录得两组响应特性 性显得尤为重要，因此研究发电机在线监测与诊 曲线，将这两组响应特性曲线比较。只有当两响应 断十分必要。 曲线相同时，其差值才为一条直线，表明匝间无短 大型汽轮发电机的转子绕组经常会由于加工 工艺不 良和运行中各类机 电作用的影响造成匝与 路现象存在。否则，将说明匝间存在异常或短路。 匝之间的接触，导致匝间短路故障的发生。转子 经过对响应曲线的计算分析或将检测结果直接与发 匝间短路故障是发电机运行中比较常见的故障， 电机出厂时厂家提供的标准波形进行比较，可判断 也是影响安全运行的主要原因之一。 转子绕组匝间是否存在短路以及短路点的位置。 针对酒钢电厂 3号发电机的现场实际情况 ， 2．1 RSO试验原理 设计并在 3号发电机上进行了转子绕组匝间短路 RSO试验应用的是波过程理论 (行波技术)，当 的重复脉冲试验，建立了人工神经 网络模型，并 信号发生器发出的低压冲击脉冲波沿绕组传播到阻 进行了分析研究。 抗突变点的时候会导致反射波和折射波的出现，因 (1)对采用的试验方法一重复脉冲法 (RSO) 此会在监测点测得与正常回路无阻抗突变时不同的 的原理进行了较深入的分析，根据 3号发电机现 响应特性曲线。匝间短路的程度通过故障点处的波 场的实际情况进行了RSO试验。 阻抗变化大小来反映，显示在波形图上可以用两个 (2)在试验所得波形的基础上，分析并验证 响应特性曲线合成的平展程度来判定，有突出的地 了RSO试验原理的正确性。 方说明匝间存在异常，并且突出的波幅大小就表明 (3)在试验所得数据基础上，利用MATLAB软 短路故障的严重程度。因此，即使绕组出现一匝短 件初步建立了一个转子匝间短路的人工神经网络 路故障，应用 RSO技术对故障识别也有很高的灵敏 (ANN)模型。 度。