一種雙饋風力發(fā)電機定子繞組不對稱故障檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙饋風力發(fā)電機定子繞組不對稱故障檢測方法，通過雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)的電流傳感器、電壓傳感器分別測得轉(zhuǎn)子側(cè)電流、轉(zhuǎn)子側(cè)電壓信號；判斷若到達采樣時間，對采集到的電壓信號由線電壓轉(zhuǎn)化為相電壓；將每相的電流、電壓信號相乘得到每相的功率信號；將所得的每相功率信號對應相加得到總的三相功率信號；總的三相功率信號進行傅里葉變換，得到轉(zhuǎn)子側(cè)功率頻譜圖；提取頻譜圖中2f1處的幅值作為特征值，f1為定子側(cè)電網(wǎng)基頻；判斷電機故障狀態(tài)下的特征值是否大于電機無故障狀態(tài)下的特征值的1.2-1.6倍，若大于，則發(fā)出故障報警。該方法能夠進行靈敏的實時在線檢測故障，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)電機定子繞組不對稱故障檢測方法
【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)電機定子繞組不對稱故障檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國并網(wǎng)風力發(fā)電機組安裝容量日益增加，以及海上風力發(fā)電的發(fā)展，提高和保障風力發(fā)電機組運行的可靠性已經(jīng)成為國內(nèi)外關(guān)注的焦點。雙饋風力發(fā)電機是目前風力發(fā)電機中應用的一種主流機型，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，其中雙饋風力發(fā)電機組中很大一部分故障是由定子引起的。因此對雙饋風力發(fā)電機的定子繞組故障在線檢測是極其重要。
[0003]目前，通過監(jiān)測發(fā)電機徑向振動特征來監(jiān)測發(fā)電機繞組故障，但此方法需要外加振動傳感器，對運行中的風力發(fā)電機有技術(shù)上的困難，同時也增加了風力發(fā)電機運行成本。也有從轉(zhuǎn)子側(cè)電流頻譜或電壓頻譜來提取特征量在線檢測雙饋風力發(fā)電機定子繞組故障，然而由于其特征頻率表達式中包含了轉(zhuǎn)差S，如電流頻譜的特征頻率為4=(21^±8)4，為定子側(cè)電網(wǎng)基頻，其中k取正整數(shù)，對轉(zhuǎn)差率s的跟蹤、計算精度的要求很高，計算量大，容易產(chǎn)生誤差。另還有采用軸向磁通，定子負序電流，小波分析等方法來檢測定子繞組故障，但其靈敏度與可靠性還有待驗證。

【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)電機定子繞組不對稱故障檢測方法，該方法能夠進行靈敏的實時在線檢測故障，具有很強的抗干擾能力并且實現(xiàn)簡單。
[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)電機定子繞組不對稱故障檢測方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一、通過雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)的電流傳感器、電壓傳感器分別測得轉(zhuǎn)子側(cè)電流、轉(zhuǎn)子側(cè)電壓信號；
[0008]步驟二、判斷是否到達采樣時間，若未到達采樣時間，則重復步驟一，否則執(zhí)行步
驟三；
[0009]步驟三、對采集到的電壓信號由線電壓轉(zhuǎn)化為相電壓；
[0010]步驟四、將每相的電流、電壓信號相乘得到每相的功率信號；
[0011]步驟五、將步驟四中所得的每相功率信號對應相加得到總的三相功率信號；
[0012]步驟六、對步驟五中所得總的三相功率信號進行傅里葉變換，得到轉(zhuǎn)子側(cè)功率頻譜圖；
[0013]步驟七、提取頻譜圖中2f\處的幅值作為特征值，為定子側(cè)電網(wǎng)基頻；
[0014]步驟八、判斷發(fā)電機故障狀態(tài)下的特征值是否大于電機無故障狀態(tài)下的特征值的1.2-1.6倍，若大于，則發(fā)出故障報警；否則返回步驟一。[0015]作為本發(fā)明的一種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法進一步的優(yōu)化方案，所述步驟一中的電流傳感器為霍爾傳感器，電壓傳感器為低頻電壓測量裝置。
[0016]作為本發(fā)明的一種雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組故障的檢測方法進一步的優(yōu)化方案，所述步驟八中是判斷發(fā)電機故障狀態(tài)下的特征值是否大于電機無故障狀態(tài)下的特征值的
1.3倍來發(fā)出故障報警。
[0017]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本發(fā)明功率譜的特征頻率為2f1; 為定子側(cè)電網(wǎng)基頻，特征頻率不受轉(zhuǎn)差率s的影響，即在轉(zhuǎn)差發(fā)生輕微改變或存在誤差的情況下，特征頻率不會隨之改變，具有很強的抗干擾能力；在不影響雙饋風力發(fā)電機運行方式下即可以實現(xiàn)在線檢測故障；該方法提高了檢測發(fā)電機故障的靈敏度、檢測可靠并且實現(xiàn)簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明方法的流程圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的實驗原理圖。
[0020]圖3是本發(fā)明定子繞組無故障狀態(tài)下轉(zhuǎn)子側(cè)功率頻譜圖。
[0021]圖4是本發(fā)明定子繞組故障狀態(tài)下轉(zhuǎn)子側(cè)功率頻譜圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明:
[0023]如圖1所示，一種雙饋風力發(fā)電機定子繞組不對稱故障檢測方法，包括以下步驟:
[0024]步驟一、通過雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)的電流傳感器、電壓傳感器分別測得轉(zhuǎn)子側(cè)電流、轉(zhuǎn)子側(cè)電壓信號；
[0025]步驟二、判斷是否到達采樣時間，若未到達采樣時間，則重復步驟一，否則執(zhí)行步
驟三；
[0026]步驟三、對采集到的電壓信號由線電壓轉(zhuǎn)化為相電壓，設(shè)為a、b、c三相；
[0027]步驟四、將每相的電流、電壓信號相乘得到每相的功率信號，以A相為例:
[0028]Pa=UaXia Cl)
[0029]其中，Ua為雙饋機相電壓的瞬時值，ia為雙饋機相電流的瞬時值，Pa為雙饋機的單相瞬時功率；
[0030]步驟五、將步驟四中所得的每相功率信號對應相加得到總的三相功率信號，總的功率信號為:P=Pa+Pb+Pc ;式中，pa、Pb、P。分別為a、b、c三相的功率，P為三相總功率；
[0031]步驟六、對步驟五中所得總的三相功率信號進行傅里葉變換，得到轉(zhuǎn)子側(cè)功率頻譜圖；
[0032]步驟七、提取頻譜圖中2f\處的幅值作為特征值，為定子側(cè)電網(wǎng)基頻；以A相為
例，正常情況下的雙饋風力發(fā)電機，轉(zhuǎn)子側(cè)電流、電壓均為理想的正弦波，可分別寫成
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種雙饋風力發(fā)電機定子繞組不對稱故障檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、通過雙饋風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)的電流傳感器、電壓傳感器分別測得轉(zhuǎn)子側(cè)電流、轉(zhuǎn)子側(cè)電壓信號； 步驟二、判斷是否到達采樣時間，若未到達采樣時間，則重復步驟一，否則執(zhí)行步驟三， 步驟三、對采集到的電壓信號由線電壓轉(zhuǎn)化為相電壓； 步驟四、將每相的電流、電壓信號相乘得到每相的功率信號； 步驟五、將步驟四中所得的每相功率信號對應相加得到總的三相功率信號； 步驟六、對步驟五中所得總的三相功率信號進行傅里葉變換，得到轉(zhuǎn)子側(cè)功率頻譜圖； 步驟七、提取頻譜圖中2f\處的幅值作為特征值，為定子側(cè)電網(wǎng)基頻； 步驟八、判斷發(fā)電機故障狀態(tài)下的特征值是否大于電機無故障狀態(tài)下的特征值的1.2-1.6倍，若大于，則發(fā)出故障報警；否則返回步驟一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋風力發(fā)電機定子繞組不對稱故障檢測方法，其特征在于，所述步驟一中的電流傳感器為霍爾傳感器，電壓傳感器為低頻電壓測量裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋風力發(fā)電機定子繞組不對稱故障檢測方法，其特征在于，所述步驟八中是判斷發(fā)電機故障狀態(tài)下的特征值是否大于電機無故障狀態(tài)下的特征值的1.3倍來發(fā)出故障報警。
【文檔編號】G01R31/34GK103744023SQ201310727580
【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, 許高俊, 陳濤濤, 王濤云, 梁歡, 姜鴻羽, 任立志 申請人:河海大學