一种基于定子铁芯温度实时检测定子铁芯短路故障的方法与流程

1.本发明涉及一种基于定子铁芯温度实时检测定子铁芯短路故障的方法，属于发电机故障检测技术领域。


背景技术：

2.大型发电机组定子一般由定子铁芯、定子绕组和定子基座及其辅助设备组成，定子铁芯作为发电机的电磁回路，是发电机的重要组成部分。定子铁芯由高导磁、低功耗，冷轧无取向薄的扇形硅钢片堆叠完成，每张硅钢片正反面均匀涂有高阻绝缘漆，保证片间拥有良好的绝缘性，防止形成涡流，减少损耗。当发生硅钢片间短路，轻者导致定子铁芯局部发热，严重时会导致定子铁芯和绕组被烧损破坏，影响设备和电网的安全运行，良好的硅钢片间绝缘是保证发电机正常运行的必要条件。
3.定子铁芯叠装完成后需要进行磁化试验，检查定子铁芯制造和现场安装的整体质量、片间的绝缘是否良好，如果绝缘损坏造成铁芯片间短路，在短路区域形成局部过热，在试验过程中通过测量定子铁芯单位质量损耗，铁芯轭部、齿部等各部位温升参数综合判断铁芯的安装质量。该检测方法一般在定子铁芯安装、改造或机组大修时才具备条件开展，试验过程复杂、噪声大、技术要求高，存在一定破坏性，整个试验耗时费力。目前还没有根据机组运行状态实时诊断、分析定子铁芯短路故障的方法。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种基于定子铁芯温度实时检测定子铁芯短路故障的方法，以用于快速、准确诊断定子铁芯短路故障，避免因定子铁芯片间短路的早期故障发展成发电机定子铁芯熔焊事故，造成发电机被迫停运。本发明通过实时监测定子铁芯、定子线棒温度，对定子铁芯短路故障进行检测并预警，供运维人员尽早发现故障并制处置措施，保障机组安全稳定运行，延长发电机使用寿命。
5.本发明的技术方案是：一种基于定子铁芯温度实时检测定子铁芯短路故障的方法，包括获取发电机各部位定子铁芯和定子线棒温度、获取k个最大定子铁芯温度、 k个最小定子铁芯温度、定子铁芯温度平均值；根据k个最大定子铁芯温度、定子铁芯温度平均值计算出k个最大定子铁芯温度的方差值，k个最大定子铁芯温度的方差值大于阈值时，提取k个最大定子铁芯温度的定子温度传感器编号，根据编号作对比分析，判断发电机定子铁芯存在短路故障点。
6.所述方法的具体步骤如下：
7.step1、通过发电机组现有的温度传感器及其相连的计算机，实时获取发电机各部位定子铁芯和定子线棒温度；
8.step2、根据步骤step1获得的各部位定子铁芯铁芯温度值，筛选出k个最大定子铁芯温度，即为max1、max2
……
max(k-1)、maxk；
9.step3、根据步骤step1获得的各部位定子铁芯铁芯温度值，筛选出k个最小定子铁
芯温度，即为min1、min2
……
min(k-1)、mink；
10.step4、设定子铁芯温度传感器为a个，根据步骤step1获得的各部位定子铁芯铁芯温度值，及步骤step2步骤step3筛选的最大值、最小值，使用剩余定子铁芯温度值，按照下式计算定子铁芯温度平均值：
[0011][0012]
式中表示各部位定子铁芯的温度平均值，ti表示剩余各定子铁芯温度值；
[0013]
step5、根据步骤step2筛选的k个最大定子铁芯温度及步骤step4计算的定子铁芯温度平均值，按照下式计算k个最大定子铁芯温度的方差值：
[0014][0015]
式中x为表示k个最大定子铁芯温度中的某一个值，即x＝(max1、max2
……ꢀ
max(k-1)、maxk)，σ2表示k个最大定子铁芯温度的方差值；
[0016]
step6、根据步骤step5的计算结果，当σ2》d时，提取步骤step1获取的max1、 max2
……
max(k-1)、maxk的定子温度传感器编号n1、n2……n(k-1)、nk；其中 d表示阈值，为一定值；d值为人为设定的一个定值，由运维人员根据运行优良的机组横向对比，确定一个合适的值。
[0017]
step7、设定子铁芯均匀分布n层、m列测温电阻，测温点序号纵向顺序编号，根据步骤step6获取的数据，进行如下对比：
[0018][0019]
step8、根据步骤step7的计算，进行如下分析：当其中两个及以上等式满足，即判断发电机定子铁芯存在短路故障，短路故障点即为编号为n1的定子铁芯温度传感器位置附近；
[0020]
step9、根据步骤step8的分析结果，及时制定检查及处置措施。
[0021]
本发明的有益效果是：本发明能快速、准确诊断定子铁芯短路故障，避免因定子铁芯片间短路的早期故障发展成发电机定子铁芯熔焊事故，造成发电机被迫停运。本发明通过实时监测定子铁芯、定子线棒温度，对定子铁芯短路故障进行检测并预警，供运维人员尽早发现故障并制处置措施，保障机组安全稳定运行，延长发电机使用寿命。
具体实施方式
[0022]
实施例1：一种基于定子铁芯温度实时检测定子铁芯短路故障的方法，所述方法具体包括：
[0023]
(1)通过发电机组现有的温度传感器及其相连的计算机，实时获取发电机各部位定子铁芯和定子线棒温度，结果如表1所示。
[0024]
表1为发电机组定子铁芯温度
[0025][0026]
(2)根据步骤(1)获得的各部位定子铁芯铁芯温度值，筛选出5个最大定子铁芯温度，即为58.5℃、57.3℃、57.3℃、57.2℃、57.0℃；
[0027]
(3)根据步骤(1)获得的各部位定子铁芯铁芯温度值，筛选出5个最小定子铁芯温度，即为43℃、46.3℃、48.3℃、48.7℃、48.9℃；
[0028]
(4)定子铁芯温度传感器为a＝54个，根据步骤(1)获得的各部位定子铁芯铁芯温度值，及步骤(2)步骤(3)筛选的最大值、最小值，使用剩余定子铁芯温度值，按照下式计算定子铁芯温度平均值：
[0029][0030]
式中表示各部位定子铁芯的温度平均值，ti表示剩余各定子铁芯温度值；
[0031]
(5)根据步骤(2)筛选的5个定子铁芯最大值及步骤(4)计算的定子铁芯平均值，按照下式计算5个最大定子铁芯温度的方差值：
[0032][0033]
(6)根据步骤(5)的计算结果，当σ2》25时，提取步骤(1)获取的max1、 max2
……
max(k-1)、maxk的定子温度传感器编号n1、n2、n3、n4、n5分别为5、6、8、4、2；
[0034]
(7)设定子铁芯均匀分布n＝3层、m＝18列测温电阻，根据步骤(6)获取的数据，进行如下对比：
[0035][0036]
带入具体对比：
[0037]
[0038]
(8)根据步骤(7)的计算，进行如下分析：满足4个等式，判断发电机定子铁芯存在短路故障，短路故障点即为编号为5号的定子铁芯温度传感器位置附近。
[0039]
(9)根据步骤(8)的分析结果，及时制定检查及处置措施。
[0040]
上面结合对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。