[发明专利]发电机转子匝间短路故障诊断方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种发电机转子匝间短路故障诊断方法与系统。

背景技术

发电机转子匝间短路是发电机的典型故障之一。转子匝间短路初期，故障对机组正常运行影响不大，故障特征相对不明显，因此往往容易被忽略；当转子匝间短路严重时，转子电流显著增大、温度急剧升高，使发电机无功功率输出受限、机组振动加剧，对发电机寿命产生影响，甚至有发生恶性事故的可能。因此，对发电机匝间短路故障进行综合诊断，及时发现转子匝间短路故障隐患，从而提前进行适当的人工干预，防止故障的扩大和事故的发生，具有重大的现实意义。

目前，国内对发电机转子匝间短路故障的研究，主要还停留在发电机转子本身原因的分析和研究上。传统的研究方法主要包括：测点直流电阻，测量交流阻抗和功率损耗，神经元建模分析和小波分析。这些分析方法或系统，只能提供转子本身测点参数的实时数据显示、分析与故障事后报警；同时，对于外部原因引起的转子匝间短路，如发电机密封瓦漏油等故障，还缺少有效的分析和预警方法。无法对发电机转子运行状态进行整体和定量的评估，也无法在转子出现匝间短路的初期征兆提供早期预警。

发明内容

基于上述情况，本发明提出了一种发电机转子匝间短路故障诊断方法与系统，以提高对发电机转子匝间短路故障诊断的可靠性。

一种发电机转子匝间短路故障诊断方法，包括步骤：

利用正常状态数据模型对发电机转子的实时数据进行分析，得出发电机转子当前运行状态与历史正常状态的相似度；

判断当前运行状态与历史正常状态的相似度是否低于正常状态相似度基准值；

若当前运行状态与历史正常状态的相似度低于正常状态相似度基准值，则利用故障状态数据模型对发电机转子实时数据中的匝间短路特征参数进行分析，得出当前运行状态与历史故障状态的相似度；

判断当前运行状态与历史故障状态的相似度是否高于故障状态相似度基准值，若高于，则判定发电机转子临近匝间短路，

所述正常状态数据模型为利用发电机转子正常工况历史数据所建立的正常状态数据模型；

所述正常状态相似度基准值为利用所述正常状态数据模型对建模时使用的正常工况历史数据进行分析所得的正常状态的相似度基准值；

所述故障状态数据模型为利用发电机转子匝间短路特征参数在匝间短路发生前的历史数据所建立的故障状态数据模型；

所述故障状态相似度基准值为利用所述故障状态数据模型对建模时使用的匝间短路特征参数在匝间短路发生前的历史数据进行分析所得的故障状态的相似度基准值。

一种发电机转子匝间短路故障诊断系统，包括：

正常状态分析单元，用于利用正常状态数据模型对发电机转子的实时数据进行分析，得出发电机转子当前运行状态与历史正常状态的相似度，并判断该相似度是否低于正常状态相似度基准值；

故障状态分析单元，用于在当前运行状态与历史正常状态的相似度低于正常状态相似度基准值时，利用故障状态数据模型对发电机转子实时数据中的匝间短路特征参数进行分析，得出当前运行状态与历史故障状态的相似度，并判断该相似度是否高于故障状态相似度基准值，若高于，则判定发电机转子临近匝间短路，

所述正常状态数据模型为利用发电机转子正常工况历史数据所建立的正常状态数据模型；

所述正常状态相似度基准值为利用所述正常状态数据模型对建模时使用的正常工况历史数据进行分析所得的正常状态的相似度基准值；

所述故障状态数据模型为利用发电机转子匝间短路特征参数在匝间短路发生前的历史数据所建立的故障状态数据模型；

所述故障状态相似度基准值为利用所述故障状态数据模型对建模时使用的匝间短路特征参数在匝间短路发生前的历史数据进行分析所得的故障状态的相似度基准值。

本发明发电机转子匝间短路故障诊断方法与系统，根据发电机转子正常状态和匝间短路发生前的历史数分别建立正常状态数据模型和故障状态数据模型，先利用正常状态数据模型对实时数据进行分析，确定发电机转子是否异动，若异动则采用故障状态数据模型对实时数据进行分析，确认发电机转子是否将要发生匝间短路，以便进行早期预警。其中的分析过程所依赖的模型是在海量历史数据的基础上建立起来的，因而分析结果更合理，避开了一直依赖于规则、专家经验判断以及事后处理的模式。使得现场对发电机转子匝间短路故障的监测分析更简单可靠，并且可以对发电机转子匝间短路故障进行早期预警提示，及时将故障解决在萌芽状态，有利于机组的正常运行。

附图说明