[发明专利]一种调相机转子绕组匝间短路的故障诊断方法及装置

说明书

本发明公开了一种调相机转子绕组匝间短路的故障诊断方法及装置，通过采集调相机不同运行工况下的励磁电流，通过小波降噪以及小波包分解与重构提取特征值，构成特征向量输入径向基函数神经网络，获取到调相机转子绕组当前的故障状态。所述神经网络模型训练后包含励磁电流与匝间短路程度之间的非线性映射。本发明将现场采集数据与仿真数据相结合，弥补了样本数据不足的缺陷，在故障诊断中具有较高的精度和准确性。

技术领域

本发明属于调相机故障诊断技术领域，具体涉及一种调相机转子绕组匝间短路的故障诊断方法，还涉及一种调相机转子绕组匝间短路的故障诊断装置。

背景技术

随着新能源的并网与特高压直流输电的发展，电网对无功调节的要求也逐步提高，在这个电压等级越来越高的时期，系统整体的稳定性和安全性问题也日益突出。调相机是一种大型无功调节设备，其调节无功的能力都较强，在电力系统中可以加强电压的动态调节能力。例如在特高压变电站，调相机可以有效的避免电力系统电压突然提高，尤其在电网侧可以快速吸收大量由于换相失败而产生的无功功率，同时又能大量增加无功，加快故障后系统无功的恢复。因此，大型调相机是电力系统中调节无功的重要装置。

对于大型调相机来说，其励磁绕组匝间短路最初并非十分的严重，大多数情况下，仅是在绕组匝间有稍许的接触，然而这一情况是十分不平稳的。从某种程度来看，调相机的励磁绕组电流越来越大，无功功率不断下降，使轴承振动幅度不断加大。通常而言，励磁绕组匝间短路最开始时，发电机还是可以继续运行的，然而倘若工作条件不佳，比如在三相负荷不对称时，调相机如果持续工作，这时，使得在调相机中产生负序旋转磁场，导致出现匝间短路的转子绕组产生倍频电动势，使得回路得以形成。这样由于短路电流越来越大，短路点温度越来越高，绝缘老化越来越快，这一情况不断反复。因此没有被及时发现的这种轻微故障的调相机如果继续长期运行下去，最终会导致严重的故障。

调相机内部一旦出现较为严重的故障甚至宕机，尤其是当前大型调相机结构复杂，价格非常高，其故障会使电力系统的稳定性和安全性受到影响，造成巨大的经济损失和社会影响。针对调相机转子绕组匝间短路的相关判别方法还较少，且实验数据较少，因此需要一种对调相机转子绕组进行故障诊断的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种调相机转子绕组匝间短路的故障诊断方法，解决了常规电气量检测在调相机故障初期不能及时的鉴别出故障的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种调相机转子绕组匝间短路的故障诊断方法，包括：

获取待诊断调相机励磁电流信号；

从励磁电流信号中提取特征构成特征向量；

将特征向量输入预先通过径向基函数神经网络训练而构建成的故障诊断模型进行故障诊断，得到调相机转子绕组匝间短路故障程度。

进一步的，在获取励磁电流信号后，还包括：

对励磁电流信号进行降噪处理。

进一步的，所述对励磁电流信号进行降噪处理的过程为：

使用改进的小波阀值函数对励磁电流信号进行降噪，改进的小波阀值函数为：

式中，w_j,k表示去噪之前的小波分解系数，T表示阀值，N表示调节参数，变量a≥0，b≈1。

进一步的，所述从励磁电流信号中提取特征构成特征向量，包括：

对调相机励磁电流信号进行三层小波包分解，可以获取各层的分解波形；

将分解后的各频段的波形按小波包分解系数由低到高进行重构；

计算各个频段内的能量值；