一種交流發電機氣隙磁場檢測裝置及在交流發電機狀態監測和控制方法的應用的製作方法

2023-05-15 07:53:16

專利名稱：一種交流發電機氣隙磁場檢測裝置及在交流發電機狀態監測和控制方法的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及交流發電機氣隙磁場檢測裝置及應用，尤其涉及在線檢測發電機的氣 隙磁場以及將檢測的結果應用於發電機的狀態監測和發電機的控制。
背景技術：
目前，交流發電機的狀態監測對象包括電壓、電流、頻率、轉速、溫度、振動、局部放 電等，通過對這些變量的檢測可滿足發電機的保護和控制的基本要求。但隨著現代發電機 容量的增大，對發電機運行的可靠性提出了更高的要求，對發電機的保護和控制也提出了 更高的要求。目前對發電機的檢測總的來說是將發電機作為一個整體來觀察，缺乏對發電 機內部更精細的監測，在發電機的早期故障監測和精確控制方面都存在不足。發明內容
本發明的目的是提供一種發電機氣隙磁場檢測裝置，可實現從發電機內部磁場層 面上監視發電機的狀態，實現發電機故障的早期監測；發電機的控制系統可依據氣隙磁場 的檢測提高對發電機的控制水平。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是
一種交流發電機氣隙磁場檢測裝置包括安裝於交流發電機的定子上的檢測線圈， 檢測線圈包圍定子內表面的一個區域，檢測線圈的感應電壓與檢測線圈所包圍區域的氣隙 磁場的強度、氣隙磁場的分布情況、氣隙磁場的變化相關；
檢測裝置還包括信號檢測處理電路，信號檢測處理電路與檢測線圈連接，信號檢 測處理電路可檢測和處理檢測線圈的感應電壓；
信號檢測處理電路或檢測處理檢測線圈的感應電壓的基波，或檢測處理檢測線圈 的感應電壓的諧波，或檢測和對比不同檢測線圈的感應電壓，檢測處理的結果可用於發電 機的狀態監測，或用於發電機的運行控制。
可對應發電機的每個極相組各安裝1個檢測線圈；或對應發電機的部分極相組各 安裝1個檢測線圈；
可對應發電機的每個極相組各安裝2個檢測線圈，或對應發電機的部分極相組各 安裝2個檢測線圈，2個檢測線圈對稱布置在定子的兩端；
檢測線圈的節距可接近所述交流發電機的極距，或接近所述交流發電機的極距的 一半；各檢測線圈匝數相等。
可使檢測線圈的中軸線與定子繞組的極相組的中軸線重合；
可使檢測線圈在定子圓周上均勻分布；
檢測線圈可沿發電機的定子槽、定子的端部安裝；或沿定子槽、定子冷卻風道安 裝；或沿定子槽、定子冷卻風道、定子端部安裝；檢測線圈可固定在定子槽中，也可固定在 定子槽的槽口；
一種交流發電機的狀態監測裝置包括檢測線圈和信號檢測處理電路，信號檢測處 理電路或檢測處理檢測線圈的感應電壓的基波，或檢測處理檢測線圈的感應電壓的諧波， 或檢測和對比不同檢測線圈的感應電壓，當發現感應電壓出現異常時，發出報警信號或保 護信號。
當發電機定子繞組出現短路、斷路、接地故障時，信號檢測處理電路或檢測到感應 電壓基波的變化，或檢測到感應電壓諧波的變化，或檢測到不同檢測線圈感應電壓的相對 變化，發出報警或保護信號。
當發電機轉子繞組出現短路、斷路、接地故障時，信號檢測處理電路或檢測到感應 電壓基波的變化，或檢測到感應電壓諧波的變化，或檢測到不同檢測線圈感應電壓的相對 變化，發出報警或保護信號。
當發電機定子與轉子之間同心度出現變化時，信號檢測處理電路或檢測到感應電 壓基波的變化，或檢測到感應電壓諧波的變化，或檢測到不同檢測線圈感應電壓的相對變 化，發出報警或保護信號。
當發電機定子與轉子之間出現軸向相對位移時，信號檢測處理電路檢測到安裝在 定子兩端的檢測線圈感應電壓的相對變化，發出報警或保護信號。
當發電機出現失磁故障時，信號檢測處理電路或檢測到感應電壓基波的變化，或 檢測到感應電壓諧波的變化，發出報警或保護信號。
當發電機出現過載時，信號檢測處理電路或檢測到感應電壓基波的變化，或檢測 到感應電壓諧波的變化，發出報警或保護信號。
當發電機外部發生短路或斷路故障時，信號檢測處理電路或檢測到感應電壓基波 的變化，或檢測到感應電壓諧波的變化，或檢測到各相感應電壓的相對變化，發出報警或保 護信號。
一種交流發電機的控制裝置包括檢測線圈和信號檢測處理電路，信號檢測處理電 路可對檢測線圈的感應電壓進行檢測和處理，檢測和處理的結果可用於發電機的控制。
控制裝置還包括交流發電機的控制電路，所述控制電路可將檢測線圈的感應電壓 作為輸入量，或用於發電機的勵磁的控制，或用於發電機的功角的測量和控制，或用於發電 機的電磁功率的計算，或用於發電機的運行狀態的監視。


圖1氣隙磁場檢測裝置及在交流發電機的狀態監測和控制方面應用的原理示意 圖，
圖2檢測線圈在發電機定子槽(成型繞組)中安裝的原理示意圖
圖3檢測線圈在發電機定子槽(散嵌繞組)中安裝的原理示意圖
圖4 二極發電機的檢測線圈安裝原理示意圖。
圖5四極發電機的檢測線圈安裝原理示意圖。
圖6六極發電機的檢測線圈安裝原理示意圖。
圖7八極發電機的檢測線圈安裝原理示意圖。
圖8檢測線圈沿發電機定子槽、定子端部安裝的原理示意圖。
圖9檢測線圈沿發電機定子槽、定子通風道安裝的原理示意圖。
圖10檢測線圈沿發電機定子槽、定子通風道、定子端部安裝的原理示意圖。
圖11發電機定子繞組短路、斷路、接地故障檢測原理示意圖。
圖12發電機轉子繞組短路、斷路、接地故障檢測原理示意圖。
圖13發電機定轉子不同心故障檢測原理示意圖。
圖14發電機定轉子軸向相對位移檢測原理示意圖。
圖15發電機過載、失磁故障檢測原理示意圖。
圖16發電機外部短路、斷路故障檢測原理示意圖。
圖17磁場檢測裝置用於發電機控制的原理示意圖。
圖18 —個根據本發明的發電機狀態監測和系統控制的實施例。
在交流發電機中，主磁場是旋轉磁場，其磁密波沿氣隙圓周按正弦規律分布，並以 同步轉速旋轉，此旋轉磁場與整距線圈交鏈的磁通量稱為主磁通，即氣隙磁通，用Φπι表 示。在交流發電機內部設一檢測線圈，將其嵌放在定子槽中，設檢測線圈中的感應電壓為 ^!，則to = 4. 44ΠΚ Φπι, f是發電機的頻率，W是檢測線圈的匝數，Kw是檢測線圈的繞組 係數。Um的大小反映了檢測線圈所處區域的旋轉磁場磁感應強度的強弱。
本發明的交流發電機磁場檢測裝置正是利用檢測線圈的感應電壓與旋轉磁場的 磁感應強度的對應關係，由檢測處理電路對檢測線圈的感應電壓進行檢測和處理，在發電 機出現定子繞組短路、定子繞組斷路、定子繞組接地、轉子繞組短路、轉子繞組斷路、轉子繞 組接地、定轉子不同心、定轉子軸向相對位移、失磁、過載、外部短路、外部斷路等故障時，或 檢測到檢測線圈感應電壓基波的變化，或檢測到檢測線圈感應電壓諧波的變化，或檢測到 檢測線圈感應電壓的相對變化，從而發現發電機的故障；檢測線圈感應電壓的幅值、頻率、 相位等參數還可用於發電機的控制。
圖1是根據本發明的氣隙磁場檢測裝置及在交流發電機的狀態監測和控制方面 應用的原理示意圖。在交流發電機1的定子槽中嵌放檢測線圈7，檢測線圈7的感應電壓送 信號檢測處理電路9，利用檢測線圈7的感應電壓與發電機1的氣隙磁場的對應關係，由信 號檢測處理電路9對發電機1的氣隙磁場的狀況進行檢測和處理，檢測處理的結果送狀態 監測電路10進行判斷，當氣隙磁場出現異常時，狀態監測電路10將發出報警信號或跳閘信 號；檢測處理的結果還可送發電機控制電路11，作為發電機控制的輸入變量參加發電機的 控制。
圖2是檢測線圈在發電機定子槽(成型繞組)中安裝的原理示意圖，圖中2是定 子，3是定子槽，4是定子繞組，5是槽楔，6是絕緣墊片，7是檢測線圈。檢測線圈位於槽楔5 的下面。
圖3是檢測線圈在發電機定子槽(散嵌繞組)中安裝的原理示意圖，圖中2是定 子，3是定子槽，4是定子繞組，5是槽楔，7是檢測線圈。檢測線圈7與發電機的定子繞組4 嵌放在一起。
圖4是根據本發明的二極發電機的檢測線圈安裝原理示意圖。圖如是發電機的 定子繞組A相的展開圖，發電機為2極、72槽，線圈節距為30，每相兩分支，A和X為A相繞 組的引出端，Al和A2是A相的2個極相組。圖4b為檢測線圈的展開圖，對應A相繞組嵌放 2個檢測線圈，兩個檢測線圈al、a2對應2個極相組Al、A2，檢測線圈與對應極相組同軸； 檢測線圈bl、b2和cl、c2分別對應B相和C相繞組；檢測線圈節距為17，檢測線圈匝數相等；三相檢測線圈連接成星形，星點為O，從ao、bo、C0可得到三相感應電壓值；將檢測線圈 al與a2、bl與b2、cl與c2分別按電壓相減的方向連接，從U0、V0、W0可得到三個感應電壓差值。
圖5是根據本發明的四極發電機的檢測線圈安裝原理示意圖。圖fe是發電機的 定子繞組A相的展開圖，發電機為4極、72槽，線圈節距為15，每相四分支，A和X為定子繞 組的引出端，Al、A2、A3、A4是A相的4個極相組。圖恥為檢測線圈的展開圖，對應A相繞 組嵌放2個檢測線圈，兩個檢測線圈al、a2對應2個極相組A1、A3，檢測線圈與對應的極相 組同軸；檢測線圈bl、l32和cl、c2分別對應B相和C相繞組；檢測線圈節距為18，檢測線圈 匝數相等；三相檢測線圈連接成星形，星點為0，從ao、bo、C0可得到三相感應電壓值；將檢 測線圈al與a2、bl與b2、cl與c2分別按電壓相減的方向連接，從uo、no、WO可得到三個 感應電壓差值。
圖6是根據本發明的六極發電機的檢測線圈安裝原理示意圖。圖6a是發電機的定 子繞組A相的展開圖，發電機為6極、72槽，線圈節距為11，每相兩分支，A和X為定子繞組 的引出端，Al、A2、A3、A4、A5、A6是A相的6個極相組。圖6b為檢測線圈的展開圖，對應A 相繞組嵌放6個檢測線圈，6個檢測線圈al、a2、a3、a4、a5、a6對應6個極相組Al、A2、A3、 A4、A5、A6，檢測線圈組與對應的極相組同軸；檢測線圈節距為12，檢測線圈匝數相等；三相 檢測線圈連接成星形，星點為O，從ao可得到A相檢測線圈感應電壓值；將檢測線圈al與 a4、a2與a5、a3與a6分別按電壓相減的方向連接，從ul0、u2o、u3o三端可得到三個A相感 應電壓差值。按相同的規律安裝B相和C相的檢測線圈，可得到B相和C相的感應電壓和 感應電壓的差值。
圖7是根據本發明的八極發電機的檢測線圈安裝原理示意圖。圖7a是發電機的 定子繞組A相的展開圖，發電機為8極、72槽，線圈節距為8，每相四分支，A和X為定子繞組 的引出端，Al A8是A相的8個極相組。圖7b為檢測線圈的展開圖，對應A相繞組嵌放8 個檢測線圈，8個檢測線圈al a8對應8個極相組Al A8，檢測線圈與對應的極相組同 軸；檢測線圈節距為8，檢測線圈匝數相等；三相檢測線圈連接成星形，星點為0，從a-lo a-8o端可得到A相檢測線圈感應電壓值，a-Ι a-8端電壓相對ο端電壓同相位；從a_l與 a-5、a_2與a-6、a_3與a-7、a_4與a_8分別得到四組感應電壓差值。按相同的規律安裝B 相和C相的檢測線圈，可得到B相和C相的感應電壓差值。
圖8是檢測線圈沿發電機定子槽、定子端部安裝的原理示意圖。檢測線圈7沿定 子槽3和定子2端部安裝，包圍區域長度為定子2全長，寬度為接近發電機定子繞組4的節 距，或接近發電機定子繞組4節距的一半。
圖9是檢測線圈沿發電機定子槽、定子通風道安裝的原理示意圖。檢測線圈7沿 定子槽3和定子通風道8安裝，包圍區域長度為定子鐵芯2長度的一部分，寬度為接近發電 機定子繞組4的節距，或接近發電機定子繞組4節距的一半。
圖10是檢測線圈沿發電機定子槽、定子通風道、定子端部安裝的原理示意圖。對 應定子繞組4的一個極相組安裝兩個檢測線圈7，兩個檢測線圈7位於定子2的兩端，兩個 檢測線圈7均與發電機的1個極相組同軸；檢測線圈7沿定子槽2、定子通風道8、定子端部 固定，包圍分別位於定子2兩端的兩個對稱區域；檢測線圈的寬度為接近發電機定子繞組4 的節距，或接近發電機定子繞組4節距的一半。
圖11是發電機定子繞組短路、斷路、接地故障檢測原理示意圖。發電機定子繞組 短路、斷路、接地故障可以通過檢測線圈感應電壓基波的變化、諧波的變化、不同檢測線圈 感應電壓相對變化發現。當發電機定子繞組出現短路、斷路或接地故障時，問題繞組對應區 域的氣隙磁場發生變化，通過對檢測線圈的感應電壓幅值的監視，可發現定子繞組的短路、 斷路、接地故障；通過對不同檢測線圈感應電壓的相對變化的監視可發現定子繞組的短路、 斷路、接地故障；通過將對應同相定子繞組的兩個檢測線圈按電壓相減的方向串接，監視兩 個檢測線圈感應電壓的差值的變化，也可以發現定子繞組短路、斷路、接地故障；定子繞組 短路、斷路、接地故障有一個產生和發展的過程，發展的過程是一個不穩定期，伴隨著火花 和電弧，對檢測線圈感應電壓的基波和諧波的實時跟蹤分析，可能早期發現定子繞組的短 路或斷路、接地故障。
圖12是發電機轉子繞組短路、斷路、接地故障檢測原理示意圖。發電機轉子繞組 短路、斷路、接地故障可以通過檢測線圈基波的變化、諧波的變化、不同檢測線圈感應電壓 相對變化發現。轉子繞組的短路、斷路、接地會造成檢測線圈感應電壓的變化，隨著轉子的 旋轉，轉子繞組正常部分和故障部分會周期性面對各個檢測線圈，檢測線圈感應電壓將出 現周期性變化，通過監視檢測線圈感應電壓幅值的這種周期性變化，可以發現轉子繞組短 路、斷路、接地故障；通過將兩個檢測線圈按電壓相減的方向串接，監視兩個檢測線圈的感 應電壓的差值，也可以發現轉子繞組短路、斷路、接地故障；檢測線圈感應電壓的周期性變 化也可通過對檢測線圈感應電壓的諧波分析發現；轉子繞組短路、斷路、接地故障有一個產 生和發展的過程，發展的過程是一個不穩定期，伴隨著火花和電弧，對檢測線圈感應電壓的 基波和諧波的實時跟蹤分析，可能早期發現轉子繞組的短路、斷路、接地故障。
圖13是發電機定轉子不同心故障檢測原理示意圖。發電機定轉子不同心故障可 以通過檢測線圈基波的變化、諧波的變化、不同檢測線圈感應電壓的相對變化發現。定轉 子不同心會造成氣隙磁場的變化，導致檢測線圈感應電壓的變化，通過對檢測線圈的感應 電壓幅值的監視，可發現定轉子不同心故障；通過對不同檢測線圈感應電壓的相對變化的 監視可發現定轉子不同心故障；通過將兩個檢測線圈按電壓相減的方向串接，監視兩個檢 測線圈感應電壓的差值的變化，也可以發現定轉子不同心故障；針對動偏心，檢測線圈感應 電壓的周期性變化也可通過對檢測線圈感應電壓的諧波的分析發現；定轉子不同心時，由 於氣隙圓周的氣隙長度會發生變化，檢測線圈對應區域氣隙長度的變化導致槽諧波發生變 化，對檢測線圈感應電壓的槽諧波的進行監視，可發現轉子偏心程度的變化。
圖14是發電機定轉子軸向相對位移檢測原理示意圖。定轉子軸向相對位移檢測 需參考圖10。定轉子軸向相對位移將導致位於定子兩端的檢測線圈所包圍的區域的氣隙磁 通發生相對變化，通過對位於定子鐵芯的兩端的兩個檢測線圈感應電壓差值的檢測，可以 監視發電機轉子軸向位移。
圖15是發電機過載、失磁故障檢測原理示意圖。發電機過載、失磁將導致氣隙磁 場發生變化，監測檢測線圈感應電壓的變化，可發現過載和失磁故障。
圖16是發電機外部短路、斷路故障檢測原理示意圖。發電機出現外部短路、斷路 故障，將導致檢測線圈感應電壓的變化，監視檢測線圈感應電壓的變化，可發現發電機外部 短路、斷路故障；發電機外部短路、斷路故障為非對稱故障時，將導致各相檢測線圈感應電 壓不平衡，監測各相檢測線圈感應電壓的不平衡程度，可發現發電機外部短路、斷路故障。
圖17是磁場檢測裝置用於發電機控制的原理示意圖。可將對應各相定子繞組的 檢測線圈感應電壓的幅值、頻率和相位作為輸入量，用於發電機勵磁的控制，或用於功角的 測量和控制，或用於電磁功率的計算，或用於發電機的運行狀態的監視。具體實施例
圖18是根據本發明的發電機狀態監測和系統控制的實施例。通過對檢測線圈感 應電壓的基波、諧波的分析和對不同檢測線圈感應電壓的對比分析，實現交流發電機的定 子繞組短路、定子繞組斷路、定子繞組接地、轉子繞組短路、轉子繞組斷路、轉子繞組接地、 定轉子不同心、定轉子軸向相對位移、失磁、過載、外部短路、外部斷路等故障的判斷；同時， 將檢測線圈感應電壓送發電機的控制系統，參加發電機的控制。
利用設置在發電機內部的檢測線圈監視發電機氣隙磁場的變化，對發電機進行狀 態監測，以及用於發電機的控制，給發電機的狀態監測和控制帶來了新的手段和效果，可依 據發電機內部磁場強度、形狀、分布和狀態，更深入地進行發電機的狀態監測，早期發現問 題，及時處理，減少經濟損失，提高運行可靠性；在發電機的控制方面，也利於進行更精細的 控制，控制發電機處於更合理、更安全、更高效的運行狀態。
1、檢測發電機的氣隙磁場，不同於檢測發電機的槽漏磁場，檢測線圈的信號強，諧 波成份小，信號穩定，有利於狀態監測和用於發電機的控制。
2、利用定子槽、定子冷卻通風道安裝檢測線圈，不影響發電機本身的結構，不對發 電機的性能造成任何影響，不影響發電機的絕緣結構，安裝方便，既可應用於新制發電機， 又可應用於已投運的發電機。
3、利用檢測線圈檢測氣隙磁場，合理選擇檢測線圈的節距和檢測線圈的軸向長 度，可使檢測線圈的感應電壓處於合適範圍，便於信號檢測處理電路的檢測和處理。
4、利用磁場對稱性檢測發電機定子繞組的短路、斷路、接地故障，靈敏度高，可早 期發現故障；對於極數多的發電機，可對應各個極相組安裝檢測線圈，進行橫向對比，發現 問題繞組；與目前採用的定子繞組裂相橫差保護法相比，靈敏度高，成本低，定位清晰。
5、利用氣隙磁場監視轉子繞組短路、斷路、接地故障，既可以利用磁場對稱性進行 判斷，又可以利用磁場畸變帶來的諧波進行判斷，可在發電機運行過程中進行在線監測，靈 敏度高，實用性強。
6、利用氣隙磁場監視轉子偏心故障，既可利用磁場對稱性進行判斷，又可利用槽 諧波的變化進行判斷，有利於發電機的安全穩定運行；若沿發電機的軸向多設幾組檢測線 圈，可觀察各段的氣隙均勻情況，更好地判斷系統的穩定性。
7、對於水輪發電機等立式安裝設備，可利用氣隙磁場監視轉子軸向位移，利於相 關問題的發現和處理。
8、可利用氣隙磁場進行發電機的失磁監測；也可利用氣隙磁場進行發電機的過載 監測；還可利用氣隙磁場進行發電機的外部故障監測。
9、將氣隙磁場數據用於發電機的控制，將發電機的磁感應強度控制在合適的範 圍，減小損耗，提高運行效率；利用氣隙磁場測量和控制功角，利於發電機的安全穩定運行。
本發明的交流發電機氣隙磁場檢測裝置的檢測線圈安裝位置不限於定子槽、定子 通風道，例如可設法固定在定子鐵心內表面；檢測線圈在定子槽中也不限於槽楔下，例如可安裝在槽的底部，或固定在槽口處；檢測線圈的匝數也不限於1匝，可以根據感應電壓的大 小確定合適匝數；檢測線圈的布置方式不局限於前述的數種，針對不同極數、槽數、結構的 發電機可以採用不同的布置方式，不同的檢測方案；氣隙磁場的監測也不僅限於利用檢測 線圈，可利用其他磁場檢測元件或裝置；只要是檢測交流發電機氣隙磁場，利用電子裝置對 氣隙磁場進行檢測和處理，檢測和處理的結果用於發電機的狀態監測和發電機的控制，均 屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種交流發電機氣隙磁場檢測裝置，其特徵是所述檢測裝置包括安裝於交流發電機(1)的定子(2)上的檢測線圈(7)，檢測線圈(7) 包圍定子O)內表面的一個區域，檢測線圈(7)的感應電壓與檢測線圈(7)所包圍區域的 氣隙磁場的強度、氣隙磁場的分布情況、氣隙磁場的變化相關；所述檢測裝置還包括信號檢測處理電路(9)，信號檢測處理電路(9)與檢測線圈(7)連 接，信號檢測處理電路(9)可檢測和處理檢測線圈(7)的感應電壓；信號檢測處理電路(9)或者檢測處理檢測線圈(7)的感應電壓的基波，或者檢測處理 檢測線圈(7)的感應電壓的諧波，或者檢測和對比不同檢測線圈(7)的感應電壓，檢測處理 的結果可用於發電機的狀態監測，或用於發電機的運行控制。
2.根據權利要求1所述的檢測裝置，其特徵是對應發電機的每個極相組各安裝1個 檢測線圈；或對應發電機的部分極相組各安裝1個檢測線圈；
3.根據權利要求1所述的檢測裝置，其特徵是對應發電機的每個極相組各安裝2個 檢測線圈；或對應發電機的部分極相組各安裝2個檢測線圈；所述2個檢測線圈對稱布置 在定子的兩端；
4.根據權利要求1-3所述的檢測裝置，其特徵是所述檢測線圈的節距接近所述交流 發電機的極距，或接近所述交流發電機的極距的一半；各檢測線圈匝數相等。
5.根據權利要求1-3所述的檢測裝置，其特徵是檢測線圈的中軸線與定子繞組的極 相組的中軸線重合；
6.根據權利要求1-3所述的檢測裝置，其特徵是所述檢測線圈在定子圓周上均勻分布；
7.根據權利要求1-3所述的檢測裝置，其特徵是所述檢測線圈沿發電機的定子槽、定 子的端部安裝；或沿定子槽、定子冷卻風道安裝；或沿定子槽、定子冷卻風道、定子端部安 裝；檢測線圈可固定在定子槽中，也可固定在定子槽的槽口 ；
8.一種交流發電機的狀態監測裝置，其特徵是所述狀態監測裝置包括檢測線圈(7) 和信號檢測處理電路(9)，信號檢測處理電路(9)或者檢測處理檢測線圈(7)的感應電壓的 基波，或者檢測處理檢測線圈(7)的感應電壓的諧波，或者檢測和對比不同檢測線圈(7)的 感應電壓，當發現感應電壓出現異常時，發出報警信號或保護信號。
9.根據權利要求8所述的狀態監測裝置，其特徵是當發電機定子繞組出現短路、斷 路、接地故障時，所述信號檢測處理電路或檢測到感應電壓基波的變化，或檢測到感應電壓 諧波的變化，或檢測到不同檢測線圈感應電壓的相對變化，發出報警或保護信號。
10.根據權利要求8所述的狀態監測裝置，其特徵是當發電機轉子繞組出現短路、斷 路、接地故障時，所述信號檢測處理電路或檢測到感應電壓基波的變化，或檢測到感應<電壓 諧波的變化，或檢測到不同檢測線圈感應電壓的相對變化，發出報警或保護信號。
11.根據權利要求8所述的狀態監測裝置，其特徵是當發電機定子與轉子之間同心度 出現變化時，所述信號檢測處理電路或檢測到感應電壓基波的變化，或檢測到感應電壓諧 波的變化，或檢測到不同檢測線圈感應電壓的相對變化，發出報警或保護信號。
12.根據權利要求8所述的狀態監測裝置，其特徵是當發電機定子與轉子之間出現軸 向相對位移時，所述信號檢測處理電路檢測到安裝在定子兩端的檢測線圈感應電壓的相對 變化，發出報警或保護信號。
13.根據權利要求8所述的狀態監測裝置，其特徵是當發電機出現失磁故障時，所述 信號檢測處理電路或檢測到感應電壓基波的變化，或檢測到感應電壓諧波的變化，發出報 警或保護信號。
14.根據權利要求8所述的狀態監測裝置，其特徵是當發電機出現過載時，所述信號 檢測處理電路或檢測到感應電壓基波的變化，或檢測到感應電壓諧波的變化，發出報警或 保護信號。
15.根據權利要求8所述的狀態監測裝置，其特徵是當發電機外部發生短路或斷路故 障時，所述信號檢測處理電路或檢測到感應電壓基波的變化，或檢測到感應電壓諧波的變 化，或檢測到各相感應電壓的相對變化，發出報警或保護信號
16.一種交流發電機的控制裝置，其特徵是所述控制裝置包括檢測線圈(7)和信號檢 測處理電路(9)，信號檢測處理電路(9)可對檢測線圈(7)的感應電壓進行檢測和處理，檢 測和處理的結果可用於發電機的控制。
17.根據權利要求16所述的控制裝置，其特徵是所述控制裝置還包括交流發電機(1) 的控制電路，所述控制電路可將檢測線圈的感應電壓作為輸入量，或用於發電機的勵磁的 控制，或用於發電機的功角測量和控制，或用於發電機電磁功率的計算，或用於發電機的運 行狀態的監視。
全文摘要
一種交流發電機氣隙磁場檢測裝置包括安裝於交流發電機的定子上的檢測線圈，檢測線圈包圍定子內表面的一個區域，檢測線圈的感應電壓與檢測線圈所包圍區域的氣隙磁場的強度、氣隙磁場的分布情況、氣隙磁場的變化相關；檢測裝置還包括信號檢測處理電路，信號檢測處理電路與檢測線圈連接，信號檢測處理電路可檢測和處理檢測線圈的感應電壓；信號檢測處理電路或檢測處理檢測線圈感應電壓的基波，或檢測處理檢測線圈感應電壓的諧波，或檢測和對比不同檢測線圈的感應電壓，檢測處理的結果可用於發電機的狀態監測，包括監測定轉子繞組故障、定轉子不同心、定轉子軸向相對位移、失磁、過載、外部短路斷路等；信號檢測處理的結果還可用於發電機的運行控制。
文檔編號H02H7/06GK102033210SQ20091017971
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月30日 優先權日2009年9月30日
發明者田京濤 申請人:田京濤