一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，通過雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子繞組上的電壓傳感器測得定子側(cè)電壓信號uab，電流傳感器測得定子側(cè)電流信號ia；將定子側(cè)電壓信號uab和電流信號ia通過信號采集模塊傳輸給計(jì)算處理模塊,計(jì)算雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子瞬時(shí)功率p(t)；濾除定子瞬時(shí)功率中的直流分量后對定子瞬時(shí)功率信號進(jìn)行小波分解并確定故障特征頻段,故障特征頻率取為2sf1，計(jì)算小波能量譜中故障特征頻帶內(nèi)的能量占整個(gè)信號能量的比值，將其作為故障特征量；當(dāng)故障特征量大于發(fā)電機(jī)無故障時(shí)特征量的n倍時(shí)，則發(fā)出報(bào)警提示信息。本發(fā)明在不影響雙饋發(fā)電機(jī)工作的情況下就能夠及時(shí)檢測其故障，具有很強(qiáng)的抗干擾能力并且實(shí)現(xiàn)簡單。
【專利說明】 —種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障的檢測方法，特別是一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)中應(yīng)用的一種主流機(jī)型，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常工作于氣候惡劣的環(huán)境及全天候運(yùn)行的交變載荷工況下，發(fā)生故障的概率較大，它的典型故障部件包括定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、變流器、發(fā)電機(jī)軸承等。其中雙饋發(fā)電機(jī)10%的故障是由轉(zhuǎn)子繞組引起的，當(dāng)它發(fā)生早期的不平衡故障時(shí)，機(jī)組仍可繼續(xù)運(yùn)行，但若不能及時(shí)檢測而導(dǎo)致故障嚴(yán)重程度加劇時(shí)，將會使轉(zhuǎn)子電流顯著增大，轉(zhuǎn)子繞組溫度升高，還會引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、定子電壓、有功功率等產(chǎn)生振蕩，甚至被迫停機(jī)，若能被及時(shí)檢測發(fā)現(xiàn)早期故障，則可以采取有效的措施避免重大事故的發(fā)生，因此對運(yùn)行中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)部件進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測是非常必要的。
[0003]目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障診斷方法中較多的是利用電機(jī)電流信號分析對采樣的定子電流進(jìn)行頻譜分析，根據(jù)頻譜中是否存在相應(yīng)的故障特征頻率來檢測故障。但是當(dāng)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行于同步轉(zhuǎn)速附近時(shí)，它的轉(zhuǎn)差率會很小，轉(zhuǎn)子繞組不平衡故障的主要特征頻率為(I ±2S)fi，其中為定子側(cè)電網(wǎng)基頻，S為轉(zhuǎn)差率，因轉(zhuǎn)差率S小，(IiZsKjf1很接近，且幅值相差很大，這樣導(dǎo)致線電流的頻譜中轉(zhuǎn)子繞組不平衡故障的主要特征頻率(1±28)4容易被基頻淹沒，難以準(zhǔn)確檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，該檢測方法能夠及時(shí)、靈敏的檢測出雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，并且簡單實(shí)用。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一、通過雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子繞組上的電壓傳感器測得定子側(cè)電壓信號Uab,電流傳感器測得定子側(cè)電流信號ia ;
[0008]步驟二、判斷是否達(dá)到采樣時(shí)間，若未達(dá)到采樣時(shí)間，則重復(fù)步驟一，否則執(zhí)行步
驟三；
[0009]步驟三、將定子側(cè)電壓信號Uab和定子側(cè)電流信號ia通過信號采集模塊傳輸給計(jì)
算處理模塊，計(jì)算雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子瞬時(shí)功率P (t):
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、通過雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子繞組上的電壓傳感器測得定子側(cè)電壓信號Uab，電流傳感器測得定子側(cè)電流信號ia ； 步驟二、判斷是否達(dá)到采樣時(shí)間，若未達(dá)到采樣時(shí)間，則重復(fù)步驟一，否則執(zhí)行步驟 步驟三、將定子側(cè)電壓信號Uab和定子側(cè)電流信號ia通過信號采集模塊傳輸給計(jì)算處理模塊，計(jì)算雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子瞬時(shí)功率P (t):
<img/ > 式中Uml為基波線電壓的幅值，Iml為基波電流的幅值，Ibpl> Ibnl分別為不平衡故障時(shí)的兩個(gè)特征電流分量的幅值，Q1S電網(wǎng)電壓的角頻率，9為基波電流滯后電壓的相位角，~、I分別為Ibpl、Ibpl兩個(gè)電流分量的初相位，s為轉(zhuǎn)差率，t為時(shí)間變量； 步驟四、濾除定子瞬時(shí)功率中的直流分量； 步驟五、對步驟四中的定子瞬時(shí)功率信號進(jìn)行小波分解并確定故障特征頻段，故障特征頻率取為2sf1; 為定子側(cè)電網(wǎng)基頻； 步驟六、計(jì)算小波能量譜中故障特征頻帶內(nèi)的能量占整個(gè)信號能量的比值，將其作為故障特征量； 步驟七、當(dāng)故障特征量大于發(fā)電機(jī)無故障時(shí)特征量的η倍時(shí)，則發(fā)出報(bào)警提示信息，否則返回步驟一，其中η大于等于1.6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，其特征在于:所述步驟三中的信號采集模塊采集雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子側(cè)電壓、電流信號時(shí)的采樣頻率為 1000Hz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，其特征在于，所述步驟五中小波分解采用dbl小波對定子瞬時(shí)功率信號進(jìn)行4層分解，故障特征頻段位于a4層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，其特征在于，所述步驟七中的η為2。
【文檔編號】G01R31/34GK103744022SQ201310727577
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】馬宏忠, 張正東, 陳濤濤, 王濤云, 許高俊, 任立志, 梁歡, 姜鴻羽 申請人:河海大學(xué)