负载工况下自动识别发电机转子绕组匝间短路故障的方法

摘要

本发明公开了一种负载工况下自动识别发电机转子绕组匝间短路故障的方法，该方法对磁通量探测器的感应电势波形积分获得磁密波形，提取故障特征，并给出了两个新的计算方法的结合获取故障检测结果，一个是比较磁密波形半周期对称位置的转子齿谐波波峰和波谷之间偏差的计算方法，该方法解决了传统方法磁通量探测器感应电势波形在负载工况下非对称而导致无法准确监测故障的问题；另一个是比较磁密波形转子齿谐波峰峰值的计算方法，该方法解决了传统方法在发电机转子对称位置出现匝间短路故障的情况下无法监测到故障的问题。本发明的方法可以满足发电机负载工况下在线监测的要求，且故障诊断的准确性得到进一步提高，漏报率有很大降低。

主权项

1.一种负载工况下自动识别发电机转子绕组匝间短路故障的方法，其特征在于，该方法对磁通量探测器的感应电势波形积分获得磁密波形，提取故障特征，用两种计算方法的结合获取故障检测结果，具体包括以下步骤：1)在发电机气隙中安装磁通量探测器，每5s采集一次数据，每次采集30ms即1.5个周期的感应电势数据流；2)对感应电势波形中的转子大齿段进行分析和识别，截取第一个大齿段之后20ms的数据，即1个周期的完整波形；3)对单周期感应电势波形数据积分得到单周期磁密波形数据；4)利用磁密波形对称比较法分析单周期磁密波形，对发电机转子绕组匝间短路故障进行分析和识别；所述的磁密波形对称比较法的具体步骤是：A)对单周期磁密波形中转子齿谐波的波峰和波谷进行分析和识别；B)根据磁密波形起始段的波峰值判断磁密波形前半周期的基波变化趋势，如果波峰值逐渐增大，表明前半周期基波的变化趋势是逐渐上升，则将前半周期转子齿谐波的波峰值和后半周期转子齿谐波的波谷值按顺序存入数组A；如果波峰值逐渐减小，表明前半周期基波的变化趋势是逐渐下降，将后半周期转子齿谐波的波峰值和前半周期转子齿谐波的波谷值按顺序存入数组A；数组A元素数目为N，N对应为转子槽总数；C)利用数组中的数据计算半周期对称位置的波峰和波谷之间的幅值偏差E[i-1]：即计算数组中第i(1≤i≤N/2)个数据A[i-1]与第(i+N/2)个数据A[i-1+N/2]的差；D)设置磁密波形对称位置波峰和波谷之间的幅值偏差阈值α2；E)计算全部偏差的平均值E；F)计算任一幅值偏差E[i-1]与E之间的差值，判断该差值是否超出阈值α2，如果超出阈值则说明存在故障点，若偏差E[i-1]为正，故障位于转子N极第i槽，若偏差E[i-1]为负，故障位于转子S极第i槽；如果没有超出阈值则说明无故障；5)利用磁密波形谐波峰峰值法分析单周期磁密波形，对发电机转子绕组匝间短路故障进行分析和识别；所述的磁密波形谐波峰峰值法的具体步骤是：a)对单周期磁密波形转子齿谐波的波峰和波谷进行分析和识别，并对转子齿谐波进行编号；b)每个转子齿谐波的波峰值和波谷值相减，计算每个转子齿谐波的峰峰值；c)对磁密波形的谐波峰峰值按一维样条进行插值计算；d)采用二进离散小波变换的快速算法----Mallat算法抓取插值计算后的谐波峰峰值曲线突变点；e)设置突变阈值α3，并判断突变点是否超出阈值；如果超出阈值则说明存在故障点，故障位于突变点处，如果没有超出阈值则说明没有故障点；6)将两种计算方法的结果综合给出最终的故障检测结果。