基于多判据融合的分布式发电机转子绕组匝间短路在线监测方法

摘要

本发明公开了一种分布式发电机转子绕组匝间短路故障在线监测方法，该方法以分布式在线监测系统对置于发电机转定子间气隙的微分探测线圈输出的感应电势信号进行检测；分布式在线监测系统包括一个上位机，其中设有多种判据相融合的故障诊断算法的软件和故障诊断规则数据库，该上位机通过RS485总线连接有多个数据采集模块，每个数据采集模块对应连接有一台发电机组，构成分布的多台测量单元，由上位机对多台发电机组进行统一管理和进行故障诊断，主要用于解决发电机转子绕组运行状态的在线监测，使得可以根据早期征兆进行故障预报，并能对故障进行诊断和发展状况监测。本发明的方法具有实时采样、实时显示、数据存储等功能，可信度更高。

主权项

1.一种分布式发电机转子绕组匝间短路故障在线监测方法，其特征在于，该方法以分布式在线监测系统对置于发电机转定子间气隙的微分探测线圈输出的感应电势波形数据进行检测；所述的分布式在线监测系统包括一个上位机，其中设有多种判据相融合的故障诊断算法的软件和故障诊断规则数据库，该上位机通过RS485总线连接有多个数据采集模块，每个数据采集模块对应连接有一台发电机组，构成分布的多台测量单元，由上位机对多台发电机组进行统一管理和进行故障诊断，故障诊断的具体步骤如下：1)数据采集模块对各发电机的微分探测线圈输出感应电势波形数据及有功功率、无功功率、转子电压、转子电流、定子电压、定子电流信息进行采集；2)上位机根据设定的周期，对所有测量单元进行轮巡检测，获取各发电机组的相关信息，分别存入对应于该机组的测量信息数据库；3)根据检测的各发电机有功功率、无功功率信息，获得当前工况L(k)，查询上位机的故障诊断规则数据库，获得对应于该工况下的标准无故障波形数据、波形阈值α_w(L_k)、标准励磁电流i_f0，励磁电流变化阈值α_i(L_k)；4)根据检测到的各发电机组的微型探测线圈感应电势波形数据，对谐波进行标号，分别对应于发电机转子N，S极的槽号；5)对检测到的感应电势波形和故障诊断规则数据库中该工况下的标准无故障波形进行比对，给出两波形的相似程度，以及出现差异的具体谐波号，并对该部分进行突出标示；6)将检测到的感应电势波形与其延迟半周期的波形叠加，对叠加后的波形进行如下处理：将小于该工况下波形阈值α_w(L_k)的部分设置为0，则有故障的谐波部分将会超出0，形成突变，对突变部分及位置信息突出标示；7)按照微分探测线圈的限定值法判断：取一个磁极上的一个线圈电压与另一个磁极上相对应的同号线圈电压之差值与二者较大值之比，即：如果按上式算得比值大于下式所计算的数值时，判定被测转子存在匝间短路：按上述公式计算一个周期，给出是否存在短路故障以及短路位置信息；8)将测得的励磁电流值i_f和标准励磁电流i_f0，如果满足$\frac{i_f-i_{f0}}{i_{f0}}\ge {\alpha }_i\left(L_k\right),$则存在匝间短路故障；9)根据步骤5)、6)、7)、8)提供的四种故障诊断结果，查询故障诊断规则数据库中的综合规则数据表，获得最终诊断结果及详细诊断信息。