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基于d-q变换及WOA-LSTM的异步电机定子匝间短路故障诊断方法 被引量:7
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作者 王喜莲 秦嘉翼 耿民 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期56-65,共10页
为了实现对异步电机定子绕组匝间短路故障的可靠在线诊断,提出一种基于d-q变换及鲸鱼优化算法(WOA)优化的长短期记忆网络(LSTM)的故障诊断方法。通过理论推导可知,d-q变换可有效提取定子电流中的特征频谱数据。采用鲸鱼优化算法对长短... 为了实现对异步电机定子绕组匝间短路故障的可靠在线诊断,提出一种基于d-q变换及鲸鱼优化算法(WOA)优化的长短期记忆网络(LSTM)的故障诊断方法。通过理论推导可知,d-q变换可有效提取定子电流中的特征频谱数据。采用鲸鱼优化算法对长短期记忆网络中的3个关键参数进行优化,建立WOA-LSTM故障分类模型。为了验证基于d-q变换和WOA-LSTM故障诊断方法的有效性,分别以小波变换、快速傅里叶变换及d-q变换提取电流频谱数据作为输入数据集,以一台YE2-100L1-4型异步电机为实验对象进行实验验证。研究结果表明:相比于小波变换及快速傅里叶变换,采用d-q变换能更准确的提取出定子电流中的故障特征,更精确地反映电机故障状态,有助于提高故障分类准确率;相比于传统的LSTM算法,经WOA优化后的LSTM算法分类准确率可达98.3%,能可靠地实现不同程度匝间短路故障的诊断。 展开更多
关键词 异步电机 故障诊断 定子绕组匝间短路 d-q变换理论 鲸鱼优化算法 长短期记忆神经网络
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基于Hotelling T2-BiLSTM的同步调相机故障诊断方法 被引量:2
2
作者 李俊卿 张承志 +3 位作者 韩小平 黄涛 何玉灵 孔凡春 《智慧电力》 北大核心 2024年第7期96-102,127,共8页
同步调相机故障会严重影响特高压直流输电工程的稳定性。针对特高压电网中不对称电压条件下同步调相机励磁绕组匝间短路故障难以识别问题,提出基于霍特林T2-双向长短期记忆网络(Hotelling T2-BiLSTM)的同步调相机故障诊断方法。首先,从... 同步调相机故障会严重影响特高压直流输电工程的稳定性。针对特高压电网中不对称电压条件下同步调相机励磁绕组匝间短路故障难以识别问题,提出基于霍特林T2-双向长短期记忆网络(Hotelling T2-BiLSTM)的同步调相机故障诊断方法。首先,从三相电压、三相电流、励磁电流、转子振动和无功功率中提取故障特征,计算Hotelling T2统计量以构建故障检测指标;然后,采用BiLSTM模型对特征进行分类,并利用逻辑回归层进行故障诊断;最后,在动模实验室中进行实验验证其有效性。实验结果表明,所提方法具有较高的故障诊断精度。 展开更多
关键词 同步调相机 不对称电压 励磁绕组匝间短路 Hotelling T2 BiLSTM 故障诊断
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基于d-q理论的双馈异步电机定子匝间短路故障诊断方法
3
作者 秦嘉翼 周锦晗 +3 位作者 王喜莲 耿民 李志国 张川宝 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期185-192,共8页
为实现双馈异步电机定子绕组匝间短路的早期故障诊断,提出一种基于转子电流特征频率分量的故障诊断方法 .首先,通过分析故障后电机的电磁特性,得到故障后转子电流中会产生特征频率分量的结论 .然后,通过对转子单相电流进行特殊的相移构... 为实现双馈异步电机定子绕组匝间短路的早期故障诊断,提出一种基于转子电流特征频率分量的故障诊断方法 .首先,通过分析故障后电机的电磁特性,得到故障后转子电流中会产生特征频率分量的结论 .然后,通过对转子单相电流进行特殊的相移构造出三相电流,并对该组电流进行d-q变换,利用理论推导证明d-q变换后的直流分量幅值能够反映特征谐波的大小,将直流分量作为故障特征量进行双馈异步电机匝间短路故障的诊断.最后,依据有限元法建立故障前后电机的仿真模型,对不同工况下故障特征量的变化进行研究.结果表明:基于d-q理论提取的故障特征量与定子绕组的短路匝数呈正相关,且在转速变化和电压不平衡时也可有效诊断出匝间短路故障;通过设置合理的故障阈值可实现对双馈异步电机定子绕组匝间短路故障的精确辨识.研究结果可以为电机绕组匝间短路故障诊断提供参考. 展开更多
关键词 双馈异步电机 定子绕组匝间短路 故障诊断 d-q变换理论
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一种基于CGAN-CNN的同步电机转子绕组匝间短路故障诊断方法 被引量:28
4
作者 李俊卿 李斯璇 +2 位作者 陈雅婷 王振兴 何玉灵 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期169-174,共6页
由于同步电机故障样本数量较少,为解决同步电机故障诊断中普遍存在的样本不平衡问题,提出了一种基于条件生成式对抗网络(CGAN)和卷积神经网络(CNN)的同步电机转子绕组匝间短路故障诊断方法。首先,对传感器收集到的数据进行预处理,对正... 由于同步电机故障样本数量较少,为解决同步电机故障诊断中普遍存在的样本不平衡问题,提出了一种基于条件生成式对抗网络(CGAN)和卷积神经网络(CNN)的同步电机转子绕组匝间短路故障诊断方法。首先,对传感器收集到的数据进行预处理,对正常样本和故障样本分别添加标签后输入CGAN中生成大量新样本,将生成的新样本与原始样本混合并划分训练集和测试集;然后,利用CNN训练平衡后的数据集,充分、精准地提取有效故障特征;最后,在输出端利用Softmax分类器输出故障分类结果。通过实验证明,与非平衡数据集相比,利用平衡数据集后的故障识别准确率十分稳定且达到99.5%以上,同时与平衡的原始样本数据相比,生成样本避免了噪声和其他干扰,故障诊断的准确率也更高。 展开更多
关键词 同步电机 条件生成式对抗网络 卷积神经网络 生成样本 转子绕组匝间短路故障 故障诊断
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RBF-NN对发电机转子绕组匝间短路的诊断 被引量:2
5
作者 曲正伟 荣亚君 +2 位作者 刘帅 葛葆华 龚源 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期114-117,共4页
为了能更准确地诊断出发电机转子绕组匝间短路故障,基于改进的双层动态均值聚类分析的径向基神经网络对转子绕组匝间短路故障进行了诊断。同时,通过对同步发电机转子绕组故障信号进行分析,并把从中提取的故障信号的特征量作为学习样本,... 为了能更准确地诊断出发电机转子绕组匝间短路故障,基于改进的双层动态均值聚类分析的径向基神经网络对转子绕组匝间短路故障进行了诊断。同时,通过对同步发电机转子绕组故障信号进行分析,并把从中提取的故障信号的特征量作为学习样本,通过改进的径向基神经网络的训练,使构造的径向基神经网络能够反映样本的特征向量和转子绕组匝间不同程度的短路类型之间的映射关系,从而达到故障诊断的目的。仿真实验表明,该算法可以进行有效的故障诊断,精度优于传统的反向传播BP(back propagation)神经网络。 展开更多
关键词 同步发电机 转子绕组 匝间短路 径向基神经网络 故障诊断
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定子并联支路对主磁场不对称度的弱化效果评估
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作者 陈冰兵 武玉才 +1 位作者 纪璇 朱新凯 《中国电力》 北大核心 2025年第5期189-198,共10页
转子绕组匝间短路是汽轮发电机的一种弱特征电气故障,使得故障检测较为困难。本文研究了汽轮发电机定子绕组并联支路内部环流对转子绕组匝间短路所产生的不对称磁场的弱化效应,推导了故障状态下励磁磁场表达式,得到定子绕组并联支路环... 转子绕组匝间短路是汽轮发电机的一种弱特征电气故障,使得故障检测较为困难。本文研究了汽轮发电机定子绕组并联支路内部环流对转子绕组匝间短路所产生的不对称磁场的弱化效应,推导了故障状态下励磁磁场表达式,得到定子绕组并联支路环流表达式,以及环流所产生的磁场表达式,发现了环流磁场对原本不对称磁场的抵消作用。以一台300 MW汽轮发电机为例进行有限元仿真,证明了汽轮发电机定子绕组并联支路结构对转子绕组匝间短路故障特征的弱化效应,研究结论有助于分析转子绕组匝间短路故障特征的外在表象、原因,也为故障诊断阶段的特征提取提供了理论支持。 展开更多
关键词 汽轮发电机 转子绕组匝间短路 诊断 并联支路环流法 不对称磁场
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LSTM-CNN网络在同步电机励磁绕组匝间短路故障预警中的应用 被引量:19
7
作者 李俊卿 陈雅婷 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第4期61-70,共10页
人工智能与电力系统的结合日渐紧密,深度学习在实现电网智能化中起到了重要的作用。为了实现隐极同步电机励磁绕组匝间短路早期故障的在线预警,提出一种基于LSTM-CNN的神经网络预测模型。模型以同步电机正常运行时多个可测量物理量和励... 人工智能与电力系统的结合日渐紧密,深度学习在实现电网智能化中起到了重要的作用。为了实现隐极同步电机励磁绕组匝间短路早期故障的在线预警,提出一种基于LSTM-CNN的神经网络预测模型。模型以同步电机正常运行时多个可测量物理量和励磁电流为网络输入、输出,利用历史数据进行网络训练,并根据拟合输入量与输出量之间的函数关系确定故障预警阈值。以相同的实验数据训练相同层数的LSTM网络、CNN网络与LSTM-CNN网络,结果证明LSTM-CNN网络在训练速度和拟合精度上的综合表现最佳。 展开更多
关键词 深度学习 同步电机 励磁绕组匝间短路 故障预警 LSTM-CNN网络
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基于PSO-SVR的同步发电机励磁电流预测 被引量:2
8
作者 李红连 唐炬 《西北农林科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2013年第6期188-194,共7页
【目的】采用粒子群优化支持向量回归(PSO-SVR)模型对同步发电机励磁电流进行预测,为更准确地实现同步发电机转子绕组匝间短路故障的在线诊断提供依据。【方法】以微型同步发电机动模试验的20组正常运行数据作为训练样本,用剩下的13组... 【目的】采用粒子群优化支持向量回归(PSO-SVR)模型对同步发电机励磁电流进行预测,为更准确地实现同步发电机转子绕组匝间短路故障的在线诊断提供依据。【方法】以微型同步发电机动模试验的20组正常运行数据作为训练样本,用剩下的13组正常运行数据和33组故障运行数据为检验样本,选取机端电压、有功功率、无功功率为输入量,励磁电流为输出量,通过粒子群优化(PSO)支持向量回归(SVR)的结构和参数,建立PSO-SVR预测模型,进而进行励磁电流预测,并与在线实测的励磁电流进行比较,以误差超过阈值诊断为发生匝间短路故障。【结果】PSO-SVR预测模型的预测误差较误差反向传播(BP)神经网络预测模型小;PSO-SVR模型能设置阈值准确诊断运行状态,而BP神经网络预测模型却不能,并且至少有1次误诊情况出现。【结论】PSO-SVR预测模型的精度优于BP神经网络预测模型,能准确地进行转子绕组匝间短路故障诊断,为同步发电机励磁电流预测、转子绕组匝间短路故障的在线诊断提供了一种新途径。 展开更多
关键词 支持向量回归 粒子群优化算法 励磁电流预测 同步发电机 转子绕组 匝间短路故障
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五相鼠笼异步电机定子匝间短路诊断方法
9
作者 党月懋 张睿成 +3 位作者 吴立建 许明阁 詹皓岚 张品佳 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
多相鼠笼异步电机功率密度大、可靠性高,广泛应用于大功率传动领域。由于恶劣运行工况导致的定子匝间短路故障,可使电机性能恶化,甚至造成停机等严重后果,因此本文对其准确诊断进行研究。基于定子匝间短路故障的Park矢量轨迹特征,采用... 多相鼠笼异步电机功率密度大、可靠性高,广泛应用于大功率传动领域。由于恶劣运行工况导致的定子匝间短路故障,可使电机性能恶化,甚至造成停机等严重后果,因此本文对其准确诊断进行研究。基于定子匝间短路故障的Park矢量轨迹特征,采用粒子群优化的卷积神经网络(PSO-CNN)的数据驱动方法,进行定子匝间短路的故障诊断与定位,具有准确率高、获取故障信息全面等优势。首先建立了五相鼠笼异步电机等效模型,进行坐标变换得到Park矢量轨迹,使用对称分量法阐明其轨迹方程与五序分量的关系;进而对定子匝间短路故障不同模式及不同故障严重程度下的Park矢量轨迹进行椭圆参数拟合,得到故障特征参数与故障模式的数据集;最后,采用数据驱动方法进行五相鼠笼异步电机定子匝间短路故障诊断,实现对故障模式与短路匝数比的准确识别,并通过样机实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 数据驱动 故障诊断 定子匝间短路 对称分量法 PARK矢量 五相鼠笼异步电机
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永磁同步发电机匝间短路故障对绕组绝缘温升特性的影响 被引量:3
10
作者 何玉灵 李勇 +3 位作者 张文 白怡凡 徐明星 王晓龙 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期18-30,共13页
本文分析了永磁同步发电机匝间短路故障前后的绕组绝缘温升特性。首先推导了正常情况和匝间短路故障下的气隙磁通密度,相电流、铁心损耗和绕组铜耗解析表达式;然后建立了发电机三维有限元仿真模型,将电磁场中计算得到的各类损耗作为热... 本文分析了永磁同步发电机匝间短路故障前后的绕组绝缘温升特性。首先推导了正常情况和匝间短路故障下的气隙磁通密度,相电流、铁心损耗和绕组铜耗解析表达式;然后建立了发电机三维有限元仿真模型,将电磁场中计算得到的各类损耗作为热源导入温度场计算绕组绝缘温度分布;最后实测了LR-5型故障模拟永磁同步发电机组在不同短路程度下的绕组绝缘温度,理论分析、仿真计算与实验结果相互吻合。结果表明:匝间短路故障后在故障绕组电流的作用下,绕组绝缘温度明显上升,并且随着短路程度的增加而加剧,由绕组绝缘热载荷分布不均而引起的变形、应变和应力也将增加;绕组鼻端处绝缘易因高温而受损,可通过改进冷却散热结构,或在鼻端绝缘局部涂覆耐热涂层提高鼻端绝缘的可靠性。 展开更多
关键词 永磁同步发电机 绕组绝缘 匝间短路 温升特性 危险位置
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核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路时转子涡流损耗研究 被引量:4
11
作者 辛鹏 戈宝军 陶大军 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期72-80,共9页
为研究核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路时转子涡流损耗特性,推导了核电半速汽轮发电机空载运行时励磁绕组匝间短路故障下,定子分数次谐波环流产生的合成磁动势表达式,分析合成磁动势相对于转子的转速,揭示了转子表面产生涡流的原因... 为研究核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路时转子涡流损耗特性,推导了核电半速汽轮发电机空载运行时励磁绕组匝间短路故障下,定子分数次谐波环流产生的合成磁动势表达式,分析合成磁动势相对于转子的转速,揭示了转子表面产生涡流的原因以及涡流的频率特性。结合涡流损耗计算方法,以一台核电半速汽轮发电机为例进行了仿真验证。在此基础上,对核电半速汽轮发电机励磁绕组不同位置发生相同程度匝间短路,以及励磁绕组发生不同程度匝间短路过程进行了仿真,计算了转子各阻尼条及槽楔中的涡流及涡流损耗,揭示了励磁绕组匝间短路时影响转子阻尼条及槽楔中涡流和涡流损耗的因素。为核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路故障时,分析转子发热的影响因素提供了理论基础。 展开更多
关键词 核电半速汽轮发电机 励磁绕组 匝间短路 涡流损耗
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变压器绕组匝间短路与低压侧出口短路的电磁力特征对比分析 被引量:1
12
作者 咸日常 郑小刚 +3 位作者 李嘉洋 张海强 赵如杰 胡玉耀 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期160-168,共9页
电力变压器作为电网的关键设备,其绕组绝缘状态直接关系到电网运行安全性和供电可靠性,一旦低压侧出口短路极易引起绕组匝间绝缘损伤,进而发生绕组匝间短路故障。为进一步研究变压器绕组匝间短路和低压侧出口短路故障的暂态过程,探寻绕... 电力变压器作为电网的关键设备,其绕组绝缘状态直接关系到电网运行安全性和供电可靠性,一旦低压侧出口短路极易引起绕组匝间绝缘损伤,进而发生绕组匝间短路故障。为进一步研究变压器绕组匝间短路和低压侧出口短路故障的暂态过程,探寻绕组发热、受力薄弱环节,揭示绕组绝缘故障形成和发展机理,通过建立与实际结构尺寸相同的变压器电-磁-力耦合模型,在开展绕组单匝匝间短路试验的前提下,利用有限元仿真软件,呈现绕组在不同工况下的电磁暂态过程,对比分析绕组电动力分布特征,探究不同故障工况对绕组绝缘的影响规律。结果表明:变压器绕组匝间短路故障时短路匝电流明显高于三相出口短路电流,与额定负载工况对比,变压器在绕组匝间短路和低压出口故障时,流经短路匝和绕组的电流最大值分别增大5318%和3314%,空间磁场强度最大值分别增大1511%和2111%,绕组线匝电磁力密度最大值分别增大5210%和11489%;变压器绕组匝间短路故障极易烧毁绕组绝缘,三相出口短路故障易引起绕组的失稳变形、绝缘劣化。 展开更多
关键词 变压器 匝间短路 出口短路 电磁暂态 绕组电动力
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抽水蓄能机组励磁绕组匝间短路漏磁检测研究 被引量:6
13
作者 齐鹏 李永刚 +2 位作者 马明晗 武玉才 黄嘉 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期32-43,共12页
抽水蓄能机组定子铁心背部漏磁场可有效反应励磁绕组的运行状态,通过对励磁绕组匝间短路前后的漏磁特征进行研究,以实现对其匝间绝缘健康水平的在线监测。首先,推导励磁绕组健康状态与匝间短路状态下的漏磁表达式,得到不同状态所对应的... 抽水蓄能机组定子铁心背部漏磁场可有效反应励磁绕组的运行状态,通过对励磁绕组匝间短路前后的漏磁特征进行研究,以实现对其匝间绝缘健康水平的在线监测。首先,推导励磁绕组健康状态与匝间短路状态下的漏磁表达式,得到不同状态所对应的磁密特征谐波;其次,搭建发电容量为278 MVA的抽水蓄能机组二维有限元仿真模型,据此分析匝间短路故障前后径向漏磁及切向漏磁时/频域特征的演变规律,并得到空载工况的径向、切向漏磁峰值分别为111、102μT,负载工况的径向、切向漏磁峰值分别为115、112.5μT,可为漏磁传感器选型提供参考;最后,通过在同步发电机定子铁心背部加装磁通门传感器,采集不同匝间短路程度下的径向、切向及轴向漏磁信号,获其空载工况峰值分别为51.9、40.4、28.2μT,负载工况峰值分别为56.5、47.3、38.4μT,动模机组监测结果证明了,漏磁信号时域特征波形及频谱特征谐波变化可有效表征励磁绕组匝间绝缘健康水平,为励磁绕组匝间短路状态监测拓展了新的技术路径。 展开更多
关键词 抽水蓄能机组 励磁绕组 匝间短路 漏磁特性 在线监测
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新型同步调相机转子匝间短路故障定位方法 被引量:1
14
作者 孙川 徐钢 +3 位作者 李成博 蔚超 王伟 程明 《电力工程技术》 北大核心 2024年第1期238-245,共8页
转子绕组匝间短路故障是新型同步调相机的一种典型故障,对调相机长期运行和电网稳定都有严重影响。为保障新型同步调相机高可靠稳定运行,文中提出一种转子绕组匝间短路故障在线诊断与定位的方法。从故障导致的气隙磁场磁动势畸变出发,... 转子绕组匝间短路故障是新型同步调相机的一种典型故障,对调相机长期运行和电网稳定都有严重影响。为保障新型同步调相机高可靠稳定运行,文中提出一种转子绕组匝间短路故障在线诊断与定位的方法。从故障导致的气隙磁场磁动势畸变出发,推导出定子同相两支路将出现偶次谐波环流现象,并通过对支路环流进行傅里叶分解,提取谐波中的明显特征量。对该特征量进行分析,得出其大小仅与故障所在转子上的空间位置有关,而与故障匝数无关的结论,最后通过查表的方式来实现故障诊断与定位。文中基于已规模投入使用的TTS-300-2型同步调相机开发有限元软件的仿真模型,并搭建基于新型调相机的模拟机实验平台进行实验。仿真与实验结果验证了利用支路环流谐波进行转子匝间短路故障定位的有效性。 展开更多
关键词 同步调相机 匝间短路故障 磁动势 故障定位 有限元 转子绕组
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基于光纤漏磁场测量的变压器磁平衡保护研究 被引量:7
15
作者 邓祥力 朱宏业 +2 位作者 严康 张展 刘世明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期628-642,共15页
针对变压器绕组变形、轻微匝间故障等早期故障,传统的保护方案一般难以进行有效的诊断,根据变压器绕组漏磁场变化可以灵敏地检测出绕组的早期故障,但缺乏适用于工程应用的绕组漏磁场分析的解析方法和在线测量方案。针对这些问题,该文计... 针对变压器绕组变形、轻微匝间故障等早期故障,传统的保护方案一般难以进行有效的诊断,根据变压器绕组漏磁场变化可以灵敏地检测出绕组的早期故障,但缺乏适用于工程应用的绕组漏磁场分析的解析方法和在线测量方案。针对这些问题,该文计算了简化模型下的变压器绕组漏磁场分布,通过测量绕组上、下表面和中部的漏磁感应强度,提出故障分量磁平衡保护的整定方法和判别逻辑。最后,建立了Ansys的仿真模型和动模实验模型,验证了保护方案具有不受负荷变化及不受励磁涌流的影响,并且区内故障检测灵敏度高的优点。 展开更多
关键词 变压器保护 匝间短路 绕组变形 磁平衡保护
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抽水蓄能电机转子匝间短路无传感器检测方法 被引量:2
16
作者 齐鹏 李永刚 马明晗 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期6431-6443,共13页
定位筋作为抽水蓄能电机的固有部件,其感应电动势可有效反映转子绕组匝间绝缘健康水平。首先,通过引入衰减系数法推导了杂散磁通与气隙主磁通之间的关系,进而获取了定位筋感应电动势在匝间短路状态下的特征谐波,据此提出了谐波幅值比阈... 定位筋作为抽水蓄能电机的固有部件,其感应电动势可有效反映转子绕组匝间绝缘健康水平。首先,通过引入衰减系数法推导了杂散磁通与气隙主磁通之间的关系,进而获取了定位筋感应电动势在匝间短路状态下的特征谐波,据此提出了谐波幅值比阈值检测法;其次,根据抽水蓄能电站服役机组运行参数搭建了二维电磁仿真模型,分析了匝间短路故障前后定位筋感应电动势时/频域特征的演变规律,并验证了谐波幅值比阈值检测法的有效性;最后,结合信号调理装置对动模实验机组不同匝间短路程度下的定位筋感应电动势信息进行采集。监测结果表明,故障磁极所对应的定位筋感应电动势时域特征幅值及基频幅值均呈衰减趋势,其频谱分数次谐波幅值呈递增趋势,进一步计算多个周期信号的谐波幅值比,据此构建统计箱线图并设定故障检测阈值,可有效为转子绕组匝间绝缘故障防御提供指导。 展开更多
关键词 抽水蓄能电机 转子绕组 匝间短路 定位筋感应电动势 谐波幅值比阈值检测法
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基于电磁噪声的汽轮发电机转子匝间短路非侵入式检测方法研究 被引量:1
17
作者 张西豪 李永刚 +2 位作者 马明晗 齐鹏 刘闻韬 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期25-35,共11页
汽轮发电机的电磁噪声中蕴含着丰富的设备状态信息,可非接触地监测转子匝间绝缘健康状况。对汽轮发电机电磁噪声理论进行推导分析,定性得到了汽轮发电机在空载和负载工况下,转子匝间短路前后电磁噪声特征的演变规律。随后通过搭建汽轮... 汽轮发电机的电磁噪声中蕴含着丰富的设备状态信息,可非接触地监测转子匝间绝缘健康状况。对汽轮发电机电磁噪声理论进行推导分析,定性得到了汽轮发电机在空载和负载工况下,转子匝间短路前后电磁噪声特征的演变规律。随后通过搭建汽轮发电机电磁噪声检测实验平台,对所提理论进行实验验证。实验结果表明,无论机组处于空载或负载工况,转子匝间短路均会引起发电机噪声频谱中分数次特征谐波幅值增加,且与故障程度呈正相关。本研究充分利用电磁噪声实现了汽轮发电机组非侵入式的状态监测,为汽轮发电机的健康状态评估提供了有益指导。 展开更多
关键词 汽轮发电机 转子绕组 匝间短路 电磁噪声 在线监测 故障诊断
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基于对称分量法的调相机定子故障特征分析
18
作者 谷兵 蒋琛 +3 位作者 黄思遥 蔚超 王伟 程明 《电力工程技术》 北大核心 2024年第2期210-217,共8页
传统同步调相机定子绕组匝间短路故障机理分析方法通常认为电机定子电流接近三相对称,并以此为基础建立同步调相机故障电流的数学表征。但是,一旦发生定子绕组匝间短路故障,同步调相机三相定子电流的对称性将遭到破坏,使得传统故障机理... 传统同步调相机定子绕组匝间短路故障机理分析方法通常认为电机定子电流接近三相对称,并以此为基础建立同步调相机故障电流的数学表征。但是,一旦发生定子绕组匝间短路故障,同步调相机三相定子电流的对称性将遭到破坏,使得传统故障机理分析方法所建立的数学表征无法准确反映电机内部电气量的变化。文中通过引入对称分量法,建立故障后同步调相机瞬时有功/无功功率的数学模型,提出利用瞬时有功/无功功率中的2次谐波进行定子绕组匝间短路故障诊断。仿真和实验的结果表明:相较于利用定子电流3次谐波与基波幅值之比诊断故障的传统方法,文中方法在轻微故障状态下能提高至少7倍的诊断灵敏度,更易完成早期故障诊断。同时,所提方法中的故障特征量不受同步调相机工况和故障位置的影响,具有强鲁棒性。 展开更多
关键词 同步调相机 定子绕组匝间短路 对称分量法 瞬时功率 故障诊断 特高压直流输电系统
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双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析 被引量:6
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作者 庞彬 周紫烨 +1 位作者 齐晓帆 郑涵升 《河北大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期9-16,共8页
针对双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理尚不明确且无法为故障诊断提供理论依据的问题,开展了双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析.首先,结合有限元仿真及解析推导,分析转子匝间短路下双馈异步风力发电机的气隙... 针对双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理尚不明确且无法为故障诊断提供理论依据的问题,开展了双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析.首先,结合有限元仿真及解析推导,分析转子匝间短路下双馈异步风力发电机的气隙磁密规律,得到转子所受的不平衡磁拉力;然后,考虑转子不平衡磁拉力的情况下构建双馈异步风力发电机转子-轴承系统非线性动力学模型,利用非线性动力学仿真获取转子匝间短路故障下系统的振动仿真信号;最后,在双馈异步风力发电机故障模拟实验台上进行转子匝间短路故障实验,利用实验分析验证非线性动力学仿真结果的有效性.非线性动力学仿真及实验分析结果均表明,转子匝间短路故障下双馈异步风力发电机转子-轴承系统振动信号的频谱存在转频的谐波成分,通过检测转频的谐波分量可诊断双馈异步风力发电机转子匝间短路故障,有效揭示了双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理. 展开更多
关键词 双馈异步风力发电机 转子匝间短路 非线性动力学 振动特性 故障诊断
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变压器油间气泡局部放电对绝缘性能的影响
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作者 李继方 周一帆 +1 位作者 周星耀 韩爱山 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第17期7159-7167,共9页
准确描述电力变压器匝间短路故障时油中产生的气泡对绕组间绝缘性能的影响,对其稳定运行具有重要意义。针对变压器绕组匝间短路故障,首先建立瞬态模式下变压器“电路-磁场”的多物理场耦合模型,探究故障情况下变压器绕组的电流和电磁特... 准确描述电力变压器匝间短路故障时油中产生的气泡对绕组间绝缘性能的影响,对其稳定运行具有重要意义。针对变压器绕组匝间短路故障,首先建立瞬态模式下变压器“电路-磁场”的多物理场耦合模型,探究故障情况下变压器绕组的电流和电磁特征;进而建立变压器匝间短路建模,磁电耦合及场强分布,进一步分析变压器油中气泡的放电特性,最后利用COMSOL软件建立仿真模型。将收集到的一台油浸式变压器连续运行数据及筛选出的低压短路故障时的数据进行仿真。仿真结果表明:电场在穿过气泡时会产生畸变,场强瞬间增大,并且电场的畸变次数随着气泡数量的增加而增多,匝间变压器油绝缘强度下降,对变压器的绝缘性能造成较大影响。 展开更多
关键词 电力变压器 绝缘性能 多物理场耦合 绕组匝间短路 变压器油中气泡
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