[发明专利]基于机电量关联分析的发电机定子端部绕组劣化诊断方法

权利要求书

1.一种大型汽轮发电机定子绕组端部劣化的在线诊断方法，该方法基于对绕组电流和绕组端部振动量的同步测量和关联分析诊断发电机定子端部绕组的劣化，具体包括步骤：

1)传感器配置：在发电机定子绕组端部的励磁侧和汽机侧的三相绕组上分别装设6支光纤振动传感器，其中a、b、c相每相各2支；利用发电机定子三相电流互感器测量定子绕组三相电流；

2)信号测量：机电量测量装置以高采样率同步采集各测点的发电机定子绕组三相电流以及定子绕组端部的振动；主机定时20ms，利用窄带带通数字滤波器提取电流的50Hz工频分量I，提取振动的100Hz分量的振幅A；计算相邻周波电流的变化量△I；计算正序电流I₁和负序电流I₂；存储历史样本记录W以及Z₁，W＝{I，I²，A}、Z₁＝{I₁，I₁²，A}；

3)运行工况判别：通过发电机定子三相电流突变量识别是否发生电气冲击，当步骤2)中计算的电流变化量△I小于相邻周波电流变化量的限定值△I_ZD时，判定发电机处于稳态运行工况，否则判定发生了电气冲击；当发生电气冲击时，利用正序电流I₁和负序电流I₂的比较，判别电气冲击的类型，当I₁＞5I₂时，判为对称性电气冲击，否则为非对称性电气冲击；

4)特征向量的计算：对各振动测点定义特征向量X_i＝{I_i，ΔA_i，D_Ai}，i＝1，2，...，12；可以本次测量的相电流I为索引，即I_i＝I，与历史样本记录W比较；或以正序电流I₁为索引，即I_i＝I₁，与历史样本记录Z₁比较；通过检索和插值得到等值电流下的历史样本记录中的参考振幅A_s，计算实测振幅A_i相对于基准振幅A_s的振幅变化量ΔA_i，以及各个测点的振幅变化量的离散度D_Ai；当发电机处于稳态运行工况或对称性电气冲击时，可以相电流I为索引，也可以正序电流I₁为索引，计算ΔA_i和D_Ai；当发电机处于非对称性电气冲击时，只能以相电流I为索引，且不计算D_Ai；

5)诊断方法及判据：定义稳态运行工况以及发生电气冲击时的振幅变化量ΔA_i的限定值分别为ΔA_set和△A_setc，振幅变化量△A超过限定值的时间定值分别为T_set和T_setc；当第i个振动测点的振幅变化量ΔA_i大于振幅变化量的限定值且超过限定值的时间超过时间定值时，或振幅变化量的离散度D_Ai超过振幅变化量的离散度的限定值且超过限定值的时间超过时间定值时，对第i个振动测点发出端部绕组劣化报警信号。

2.根据权利要求1所述的一种大型汽轮发电机定子绕组端部劣化的在线诊断方法，其中信号测量的特征在于各振动信号和各电流信号的采样率不低于3.6kHz。

3.根据权利要求1所述的一种大型汽轮发电机定子绕组端部劣化的在线诊断方法，其中特征向量的计算方法的特征为：其中ΔA_i、D_Ai，i＝1，2，…，12的计算公式如下：

ΔA_i＝A_i-A_s

EAi=|ΔAi-ΔAi‾|]]>

EA=Σi=16|ΔAi-ΔAi‾|6]]>

D_Ai＝|E_Ai-E_A|

式中：A_i为第i个振动测点的实测100Hz分量的振幅；

A_s为A_i相关的绕组电流在历史样本记录中对应的100Hz分量的基准振幅。