[发明专利]发电机中的电气缺陷检测

说明书

一种用于监视和检测双馈异步电机中的缺陷的方法，所述双馈异步电机包括定子和转子，所述方法由计算机装置实现。该方法包括：a.接收定子的电流和电压测量值，以及定子和转子之间的相对转速的测量值；b.推导出统计量或作为时间函数的功率；c.对所得的定子功率进行谐波分析，包括对定子功率进行小波变换；d.将所得的谐波表示与参考谐波表示进行比较，其中根据转速测量结果选择所述参考谐波表示，以便根据比较鉴定的可能差异来检测所述电机中的可能缺陷。

技术领域

本发明来自旋转电机领域，典型地是发电机，并且特别是双馈感应发电机或“DFIG”。

背景技术

已知通过电测量来监视DFIG，以便检测可能的缺陷。由于DFIG是风力涡轮机中必不可少的组件，因此此类监视特别适用于预防性监视和维护风力涡轮机的情况。低成本和非侵入式的电气测量可以远程、基本实时地、自动地进行。因此，可以在较早发现较小缺陷时，在这些缺陷恶化并导致维修成本很高的重大故障之前，计划这种监视预防操作。

在已知的监视方法中，当关闭DFIG时必须执行许多监视方法，这意味着中断它们的正常运行并因此在风力涡轮机的情况下中断能量的产生。

在风力涡轮机的情况下，其他已知的方法是基于振动分析的。振动分析是在运行过程中进行的(不中断能量产生)，用于检测风力机运动链中的许多异常现象。同样，振动分析对于检测DFIG中的缺陷导致的异常现象也不可靠。当通过振动分析检测到其原因位于DFIG内的异常时，通常会发现缺陷很严重，必须采取紧急措施。光维护操作不充分或不再足够。

最后，存在基于电测量的缺陷监测和检测方法。所述方法通常包括通过傅立叶变换对测量的电流进行谐波分析。然后，寻求每种已知缺陷类型的特征频率。由于其性质，这会阻止对随时间变化的精细监视，因为测量是随时间平均的。此外，此类方法仅在恒定频率下有效，而在DFIG中实际上并非如此。频率振动在风力涡轮机DFIG中特别重要，因为频率取决于风速，风速本身随时间变化。最后，申请人观察到，最常见缺陷的特征频率在频率上接近DFIG的基频，以至于难以区分。至少对于某些DFIG缺陷，这使这种监视方法变得更加复杂和不可靠。没有检测到真实异常和识别虚拟异常(“假阳性”)的风险很高。

发明内容

本发明用于改善情况。

提出了一种用于监视和检测双馈异步电机中的缺陷的方法，所述双馈异步电机包括定子和转子。该方法通过计算机手段来实现。该方法包括：

a.接收定子的至少一个相的电流测量值和电压测量值，以及定子和转子之间的相对转速的测量值，作为输入和时间的函数；

b.从接收到的电流和电压测量值推导出作为时间函数的定子功率；

c.对所得的定子功率执行谐波分析，其中所述谐波分析包括对所得的定子功率进行小波变换，从而得到作为频率函数的定子功率的谐波表示；

d.将所得的谐波表示与参考谐波表示进行比较，其中根据转速测量选择参考谐波表示，以便根据比较鉴定的可能差异来检测所述电机中的可能缺陷。

然后，可以生成并发送警报信号，以便可以计划维护或修理操作。

根据另一方面，提出了一种用于监视至少一个双馈异步电机的系统，该系统包括至少一个电压传感器、一个电流传感器、一个转速传感器和一个计算模块，其中每个传感器被设置为将测量数据发送到至少一个计算模块，并且所述计算模块被布置用于实施诸如本发明中描述的方法。根据另一方面，提出了一种计算机程序，该计算机程序包括指令，该指令用于在由处理器执行该程序时实现诸如本申请所定义的方法的全部或一部分。根据本发明的另一方面，提出了一种计算机可读的非易失性记录介质，其上记录了这样的程序。

可以任选地实现以下段落中公开的特征。它们可以彼此独立或组合实现：

在该方法中，可以进一步根据电机的无功功率和定子电压来选择参考谐波表示。