一種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，通過雙饋風力發(fā)電機定子繞組上的電壓傳感器測得定子側(cè)電壓信號uab，電流傳感器測得定子側(cè)電流信號ia；將定子側(cè)電壓信號uab和電流信號ia通過信號采集模塊傳輸給計算處理模塊,計算雙饋風力發(fā)電機定子瞬時功率p(t)；濾除定子瞬時功率中的直流分量后對定子瞬時功率信號進行小波分解并確定故障特征頻段,故障特征頻率取為2sf1，計算小波能量譜中故障特征頻帶內(nèi)的能量占整個信號能量的比值，將其作為故障特征量；當故障特征量大于發(fā)電機無故障時特征量的n倍時，則發(fā)出報警提示信息。本發(fā)明在不影響雙饋發(fā)電機工作的情況下就能夠及時檢測其故障，具有很強的抗干擾能力并且實現(xiàn)簡單。
【專利說明】 —種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙饋風力發(fā)電機故障的檢測方法，特別是一種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙饋風力發(fā)電機是目前風力發(fā)電機中應(yīng)用的一種主流機型，風力發(fā)電機通常工作于氣候惡劣的環(huán)境及全天候運行的交變載荷工況下，發(fā)生故障的概率較大，它的典型故障部件包括定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、變流器、發(fā)電機軸承等。其中雙饋發(fā)電機10%的故障是由轉(zhuǎn)子繞組引起的，當它發(fā)生早期的不平衡故障時，機組仍可繼續(xù)運行，但若不能及時檢測而導(dǎo)致故障嚴重程度加劇時，將會使轉(zhuǎn)子電流顯著增大，轉(zhuǎn)子繞組溫度升高，還會引起發(fā)電機轉(zhuǎn)速、定子電壓、有功功率等產(chǎn)生振蕩，甚至被迫停機，若能被及時檢測發(fā)現(xiàn)早期故障，則可以采取有效的措施避免重大事故的發(fā)生，因此對運行中的風力發(fā)電機部件進行狀態(tài)監(jiān)測是非常必要的。
[0003]目前風力發(fā)電機故障診斷方法中較多的是利用電機電流信號分析對采樣的定子電流進行頻譜分析，根據(jù)頻譜中是否存在相應(yīng)的故障特征頻率來檢測故障。但是當雙饋風力發(fā)電機運行于同步轉(zhuǎn)速附近時，它的轉(zhuǎn)差率會很小，轉(zhuǎn)子繞組不平衡故障的主要特征頻率為(I ±2S)fi，其中為定子側(cè)電網(wǎng)基頻，S為轉(zhuǎn)差率，因轉(zhuǎn)差率S小，(IiZsKjf1很接近，且幅值相差很大，這樣導(dǎo)致線電流的頻譜中轉(zhuǎn)子繞組不平衡故障的主要特征頻率(1±28)4容易被基頻淹沒，難以準確檢測風力發(fā)電機的故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，該檢測方法能夠及時、靈敏的檢測出雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障，具有很強的抗干擾能力，并且簡單實用。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一、通過雙饋風力發(fā)電機定子繞組上的電壓傳感器測得定子側(cè)電壓信號Uab,電流傳感器測得定子側(cè)電流信號ia ;
[0008]步驟二、判斷是否達到采樣時間，若未達到采樣時間，則重復(fù)步驟一，否則執(zhí)行步
驟三；
[0009]步驟三、將定子側(cè)電壓信號Uab和定子側(cè)電流信號ia通過信號采集模塊傳輸給計
算處理模塊，計算雙饋風力發(fā)電機定子瞬時功率P (t):
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、通過雙饋風力發(fā)電機定子繞組上的電壓傳感器測得定子側(cè)電壓信號Uab，電流傳感器測得定子側(cè)電流信號ia ； 步驟二、判斷是否達到采樣時間，若未達到采樣時間，則重復(fù)步驟一，否則執(zhí)行步驟 步驟三、將定子側(cè)電壓信號Uab和定子側(cè)電流信號ia通過信號采集模塊傳輸給計算處理模塊，計算雙饋風力發(fā)電機定子瞬時功率P (t):
<img/ > 式中Uml為基波線電壓的幅值，Iml為基波電流的幅值，Ibpl> Ibnl分別為不平衡故障時的兩個特征電流分量的幅值，Q1S電網(wǎng)電壓的角頻率，9為基波電流滯后電壓的相位角，~、I分別為Ibpl、Ibpl兩個電流分量的初相位，s為轉(zhuǎn)差率，t為時間變量； 步驟四、濾除定子瞬時功率中的直流分量； 步驟五、對步驟四中的定子瞬時功率信號進行小波分解并確定故障特征頻段，故障特征頻率取為2sf1; 為定子側(cè)電網(wǎng)基頻； 步驟六、計算小波能量譜中故障特征頻帶內(nèi)的能量占整個信號能量的比值，將其作為故障特征量； 步驟七、當故障特征量大于發(fā)電機無故障時特征量的η倍時，則發(fā)出報警提示信息，否則返回步驟一，其中η大于等于1.6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，其特征在于:所述步驟三中的信號采集模塊采集雙饋風力發(fā)電機定子側(cè)電壓、電流信號時的采樣頻率為 1000Hz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，其特征在于，所述步驟五中小波分解采用dbl小波對定子瞬時功率信號進行4層分解，故障特征頻段位于a4層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法，其特征在于，所述步驟七中的η為2。
【文檔編號】G01R31/34GK103744022SQ201310727577
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】馬宏忠, 張正東, 陳濤濤, 王濤云, 許高俊, 任立志, 梁歡, 姜鴻羽 申請人:河海大學(xué)