发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置，主要包括220VAC插座、工频变压器T1、重复脉冲发生单元G1以及负载电阻R2。本实用新型公开的纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置，可产生纳秒级陡前沿脉冲，并可通过调节重复脉冲发生单元G1中的电路参数方便地改变脉冲上升沿时间以及脉冲宽度。该重复脉冲发生装置用于发电机转子匝间短路故障的检测时，可准确获取发电机内、外集电环的响应脉冲与起始时刻，提高了发电机转子匝间短路故障检测与定位的准确性与可靠性。工频变压器T1采用跑道型磁芯骨架并采用隔离结构，因此本实用新型公开的纳秒级陡前沿指数重复脉冲发生装置具有使用安全的特点。
【专利说明】
发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力设备绝缘检测技术及其应用领域，特别是涉及发电机转子匝间短路故障检测与定位相关技术领域。【背景技术】
[0002]现今，世界发电量约80%由汽轮发电机提供。随着我国电力工业的迅速发展，大型汽轮发电机目前已成为国内几大电网的主力机组。据文献显示，2009年全国发电设备总装机容量中100MW及以上容量的火电机组占火电装机总容量的80.38%。然而，发电设备的大型化必然导致单机容量占电网总容量比例的增大，大型汽轮发电设备运行的可靠性和安全性尤为重要和突出，它直接影响发电厂的稳定运行。一旦这样的机组发生故障，特别是恶性故障，就会给电力系统和国民经济带来巨大的经济损失。
[0003]在大型汽轮发电机的各个组成部分中，转子处于高速旋转状态，承受着很大的机械应力和热负荷，对转子的故障检测就显得尤为重要。由于制造过程中的加工工艺不良和运行中各类机电作用的影响，大型汽轮发电机的转子绕组经常会出现匝与匝之间的接触， 即导致转子绕组匝间短路故障的发生。在现场运行中的转子绕组匝间短路故障是发电机各类故障中比较常见的一种，也是影响安全运行的重要原因之一。
[0004]转子绕组存在轻微的匝间短路将导致发电机励磁电流升高、无功功率相对下降、 轴承不平衡振动增加。一旦转子匝间短路的严重程度增加，将会导致转子一点甚至两点接地故障的发生，使得转子大轴磁化，严重者还将烧伤轴颈和轴瓦，对机组本身的安全稳定运行构成巨大威胁。鉴于上述原因，工业界对汽轮发电机转子匝间短路故障开展了相关研究。
[0005]实用新型专利03148934.6通过磁通量探测器生成的信息自动识别发电机转子匝间短路，并通过告警功能向远程操作员发出相关信息。实用新型专利CN201310153154.X公开了一种发电机转子匝间短路故障诊断方法与系统，根据发电机转子正常状态和故障状态下的特征差异进行故障评估与判断。CN102721903公开了一种发电机转子绕组匝间绝缘故障的检测装置及其检测方法，以信号发生器与数字示波器作为核心模块进行现场检测。实用新型专利CN102809727A提出一种基于频响分析的发电机转子匝间短路故障检测方法，通过一RLC构成的传输线模拟脉冲在转子中的传播特征，分析转子匝间故障。实用新型专利 CN103823150A提出一种基于多传感器联合的汽轮发电机转子匝间短路故障诊断方法，利用安装于发电机多个部位的不同类型的传感器所采集的多种故障特征参量和各自的阈值分别进行计算，得到根据每种故障特征参量进行诊断时的故障特征值，然后依据不同诊断方法的可靠性对各故障特征值分配权重，最终通过比较该加权和与综合阈值的大小识别汽轮发电机是否存在转子绕组匝间短路故障。实用新型专利CN104155567公开了一种双馈式发电机转子匝间短路故障位置的定位方法，通过探测线圈和光电装置对发电机转子槽进行编号并确定故障定位。实用新型专利CN104808142A公开了一种模拟双馈发电机转子短路故障的装置及方法，可模拟双馈发电机转子各短路故障类型，且所用发电机的结构跟真实双馈发电机的结构完全相同，实现了可控的各短路故障的模拟。
[0006]从上述专利公开的技术特征可知，其研究重点主要在于现场检测的手段与诊断方法，对于检测仪器本身性能提升方面的研究成果较少。本实用新型公开的发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置，主要从检测装置本身的特征出发，着眼于如何获得准确的检测数据，从而为故障诊断提供坚实、客观的数据基础。【实用新型内容】
[0007]为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置，具有安全、便携、灵活与准确等特点，解决了当前发电机转子匝间短路故障诊断装置的上升沿陡度与脉冲宽度不能调整而导致匝间故障位置定位失准的问题，提升了相关领域的技术水平，弥补了检测技术在实际应用中的不足。
[0008]为了实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案:发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置，由AC电源插座、工频变压器T1、重复脉冲发生单元G1以及负载电阻 R2组成。所述AC电源插座具有三个接触点，其中接触点G接地，接触点N(零线)与变压器T1原边1脚相连，接触点L(火线)与变压器T1原边2脚相连。所述工频变压器副边3脚与重复脉冲发生单元G1的1点相连，变压器副边4脚与重复脉冲发生单元G1的2点相连。所述重复脉冲发生单元G1的3脚与负载电阻R2的一端相连，重复脉冲发生单元G1的4脚与负载电阻R2的另一端相连。
[0009]所述工频变压器T1采用跑道型磁芯结构，原边输入电压有效值为220VAC，副边输出电压有效值为80VAC。所述工频变压器T1变压器采用隔离结构，原边与副边完全电气隔离，副边中间有抽头，抽头为公共接地端。所述工频变压器n绝缘等级为不低于2kV。
[0010]所述重复脉冲发生单元G1主要由二极管D1、二极管D2、晶闸管S1、稳压电容C1、限流电阻R1、脉冲前沿调节电容C2、脉冲后沿调节电容C3、二极管D5、D6、D7构成。所述重复脉冲发生单元G1的输入端口 1与二极管晶闸管D1的阳极相连;输入端口 2与二极管晶闸管D2的阳极相连;二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连;二极管D2的阴极与稳压电容C1的一端以及限流电阻R1的一端相连，限流电阻R1的另一端同时与晶闸管S1的阳极、二极管D5的阳极以及脉冲前沿调节电容C2的一端相连;稳压电容C1的另一端与脉冲前沿调节电容C2的另一端相连;脉冲前沿调节电容C2的另一端与二极管D7的阴极相连;二极管D5的阴极与二极管D6的阴极相连;二极管D6的阳极与晶闸管S1的门极相连；晶闸管S1的阴极与脉冲后沿调节电容C3的一端以及二极管D7的阳极相连;脉冲后沿调节电容C3的另一端与二极管D7的阴极相连;二极管D7的阳极连接到输出端口 3，二极管D7的阴极连接到输出端口 4。
[0011]采用上述技术方案后，本实用新型至少具有如下优点:
[0012]1、本实用新型采用隔离式架构设计，变压器具有足够绝缘水平，保证了人员操作仪器时的安全性；
[0013]2、本实用新型所述装置体积小，重量轻；
[0014]3、使用本实用新型进行现场检测时，操作人员通过调节重复脉冲发生单元G1的脉冲前沿调节电容C2以及脉冲后沿调节电容C3,可方便地调整高频重复脉冲的指数上升沿、 下降沿与脉冲宽度。提高了工作人员检测的效率，通过调节脉冲的前沿陡度可提高起始时刻的判定准确程度，从而提高定位精度。【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型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，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。
[0016]图1为本实用新型发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置的组成示意图。
[0017]图2为本实用新型发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置脉冲的重复脉冲发生单元G1基本组成示意图。【具体实施方式】
[0018]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0019]如图1所示，发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置，主要由AC电源插座、 工频变压器n、单相全桥整流电路H1、重复脉冲发生单元G1以及负载电阻R2组成。
[0020]如图2所示，重复脉冲发生单元G1主要由二极管D1、二极管D2、晶闸管S1、稳压电容 C1、限流电阻R1、脉冲前沿调节电容C2、脉冲后沿调节电容C3、二极管D5、D6、D7构成。所述重复脉冲发生单元G1的输入端口 1与二极管晶闸管D1的阳极相连;输入端口 2与二极管晶闸管 D2的阳极相连;二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连;二极管D2的阴极与稳压电容C1的一端以及限流电阻R1的一端相连，限流电阻R1的另一端同时与晶闸管S1的阳极、二极管D5 的阳极以及脉冲前沿调节电容C2的一端相连;稳压电容C1的另一端与脉冲前沿调节电容C2 的另一端相连;脉冲前沿调节电容C2的另一端与二极管D7的阴极相连;二极管D5的阴极与二极管D6的阴极相连;二极管D6的阳极与晶闸管S1的门极相连；晶闸管S1的阴极与脉冲后沿调节电容C3的一端以及二极管D7的阳极相连;脉冲后沿调节电容C3的另一端与二极管D7 的阴极相连;二极管D7的阳极连接到输出端口 3，二极管D7的阴极连接到输出端口 4。
[0021]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置，其特征在于:由AC电源插座、工频变 压器T1、重复脉冲发生单元G1以及负载电阻R2组成；所述AC电源插座具有三个接触点，其中接触点G接地，接触点N为零线且与变压器T1原 边1脚相连，接触点L为火线且与变压器T1原边2脚相连；所述工频变压器副边3脚与重复脉冲发生单元G1的1点相连，变压器副边4脚与重复脉 冲发生单元G1的2点相连；所述重复脉冲发生单元G1的3脚与负载电阻R2的一端相连，重复脉冲发生单元G1的4脚 与负载电阻R2的另一端相连。2.根据权利要求1所述的发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置，其特征在于: 所述工频变压器T1采用跑道型磁芯结构，原边输入电压有效值为220VAC，副边输出电压有 效值为80VAC，副边中间有抽头，抽头为公共接地端;所述工频变压器T1变压器采用隔离结 构，原边与副边电气隔离;所述工频变压器T1绝缘等级为不低于2kV。3.根据权利要求1所述的发电机转子匝间短路用指数重复脉冲发生装置，其特征在于: 所述重复脉冲发生单元G1主要由二极管D1、二极管D2、晶闸管S1、稳压电容C1、限流电阻R1、 脉冲前沿调节电容C2、脉冲后沿调节电容C3、二极管D5、D6、D7构成;所述重复脉冲发生单元 G1的输入端口 1与二极管晶闸管D1的阳极相连;输入端口 2与二极管晶闸管D2的阳极相连； 二极管D1的阴极与二极管D2的阴极相连;二极管D2的阴极与稳压电容C1的一端以及限流电 阻R1的一端相连，限流电阻R1的另一端同时与晶闸管S1的阳极、二极管D5的阳极以及脉冲 前沿调节电容C2的一端相连;稳压电容C1的另一端与脉冲前沿调节电容C2的另一端相连； 脉冲前沿调节电容C2的另一端与二极管D7的阴极相连;二极管D5的阴极与二极管D6的阴极 相连;二极管D6的阳极与晶闸管S1的门极相连；晶闸管S1的阴极与脉冲后沿调节电容C3的 一端以及二极管D7的阳极相连;脉冲后沿调节电容C3的另一端与二极管D7的阴极相连;二 极管D7的阳极连接到输出端口 3，二极管D7的阴极连接到输出端口 4。
【文档编号】G01R1/28GK205643427SQ201620388261
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】伍国梅
【申请人】西安浩能电气科技有限公司