本申請(qǐng)屬于電力工業(yè)發(fā)電機(jī)設(shè)備運(yùn)維管理，具體地講，涉及一種定子繞組熱故障診斷方法。

背景技術(shù)：

1、為了保障水冷汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組及其內(nèi)冷水系統(tǒng)的安全運(yùn)行，預(yù)防定子線棒堵塞導(dǎo)致繞組絕緣破壞的故障是重要環(huán)節(jié)。相關(guān)安全規(guī)定提出了明確要求：發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，定子線棒間引水管出水溫差達(dá)到一定閾值時(shí)，需要降低負(fù)荷甚至是停機(jī)處理。

2、目前行業(yè)內(nèi)主要監(jiān)測(cè)手段為在停機(jī)檢修狀態(tài)下，利用超聲波法與熱水流法進(jìn)行測(cè)量，但該方法存在一定局限性，如無(wú)法在運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)繞組內(nèi)冷水流通性進(jìn)行分析、絕緣引水管長(zhǎng)度受限于現(xiàn)場(chǎng)條件無(wú)法滿足測(cè)量要求而導(dǎo)致精度較差、輕微堵塞及傳感器位置偏差較小時(shí)無(wú)法檢出異常等。

3、除此之外，相關(guān)研究人員曾提出較復(fù)雜的溫度機(jī)理模型，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為基礎(chǔ)的模型逐漸廣泛應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域中。如基于高斯過(guò)程回歸、支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等監(jiān)督學(xué)習(xí)方法對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行故障診斷，在已標(biāo)記樣本相對(duì)充足的條件下可取得較高的準(zhǔn)確率。但大量標(biāo)記樣本高度依賴相關(guān)從業(yè)者的經(jīng)驗(yàn)，標(biāo)記時(shí)間成本和標(biāo)記難度都較高，使得基于傳統(tǒng)監(jiān)督學(xué)習(xí)的建模方法很難直接應(yīng)用到定子熱故障診斷領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何提供一種可利用少量標(biāo)記數(shù)據(jù)樣本集且可在運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組進(jìn)行故障診斷的方法。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N定子繞組熱故障診斷方法，該定子繞組熱故障診斷方法包括：

3、對(duì)獲取到的歷史出水溫度序列數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，獲得溫差特征歷史數(shù)據(jù)和趨差特征歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)成數(shù)據(jù)樣本集；

4、對(duì)所述數(shù)據(jù)樣本集的部分樣本進(jìn)行標(biāo)記且剩余樣本不進(jìn)行標(biāo)記；

5、將標(biāo)記的樣本和未標(biāo)記的樣本作為訓(xùn)練樣本，基于圖半監(jiān)督方法訓(xùn)練得到熱故障診斷模型；

6、利用無(wú)線測(cè)量裝置獲取運(yùn)行狀態(tài)下定子繞組的實(shí)時(shí)出水溫度序列數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)時(shí)出水溫度序列數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，獲得溫差特征實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和趨差特征實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；

7、將所述溫差特征實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和所述趨差特征實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入到所述熱故障診斷模型，得到熱故障診斷結(jié)果。

8、可選地，所述對(duì)獲取到的歷史出水溫度序列數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，獲得溫差特征歷史數(shù)據(jù)的方法包括：

9、從所述歷史出水溫度序列數(shù)據(jù)中截取到若干預(yù)定時(shí)間窗口的數(shù)據(jù)片段，各所述數(shù)據(jù)片段包括若干出水溫度測(cè)點(diǎn)時(shí)間序列；

10、計(jì)算得到若干出水溫度測(cè)點(diǎn)時(shí)間序列的溫度中值時(shí)間序列；

11、計(jì)算得到各個(gè)出水溫度測(cè)點(diǎn)時(shí)間序列與所述溫度中值時(shí)間序列的差值序列；

12、計(jì)算得到各個(gè)差值序列的均值，作為溫差特征歷史數(shù)據(jù)。

13、可選地，所述對(duì)獲取到的歷史出水溫度序列數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，獲得趨差特征歷史數(shù)據(jù)的方法包括：

14、根據(jù)各個(gè)差值序列與所述溫差特征歷史數(shù)據(jù)計(jì)算得到趨差特征歷史數(shù)據(jù)。

15、可選地，所述對(duì)所述數(shù)據(jù)樣本集的部分樣本進(jìn)行標(biāo)記且剩余樣本不進(jìn)行標(biāo)記的方法包括：

16、將所述部分樣本中的異常樣本標(biāo)記為1，將所述部分樣本中的正常樣本標(biāo)記為0，將所述剩余樣本均標(biāo)記為-1。

17、可選地，所述無(wú)線測(cè)量裝置包括溫度傳感器和無(wú)線通信模塊，所述溫度傳感器用于伸入到定子繞組的出水管并測(cè)量得到實(shí)時(shí)出水溫度序列數(shù)據(jù)，所述無(wú)線通信模塊用于向外界發(fā)送實(shí)時(shí)出水溫度序列數(shù)據(jù)。

18、可選地，所述實(shí)時(shí)出水溫度序列數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度大于或等于預(yù)定時(shí)間窗口。

19、可選地，所述定子繞組熱故障診斷方法還包括：

20、當(dāng)熱故障診斷結(jié)果為異常時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

21、本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N定子繞組熱故障診斷方法，具有如下技術(shù)效果：

22、利用圖半監(jiān)督方法基于少量標(biāo)記樣本和大量未標(biāo)記樣本即可訓(xùn)練得到熱故障診斷模型，降低了數(shù)據(jù)標(biāo)記成本，利用無(wú)線測(cè)溫解決發(fā)電機(jī)定子繞組冷水系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下測(cè)溫困難的問(wèn)題，并且極大程度緩解現(xiàn)場(chǎng)布線困難的問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種定子繞組熱故障診斷方法，其特征在于，所述定子繞組熱故障診斷方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子繞組熱故障診斷方法，其特征在于，所述對(duì)獲取到的歷史出水溫度序列數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，獲得溫差特征歷史數(shù)據(jù)的方法包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定子繞組熱故障診斷方法，其特征在于，所述對(duì)獲取到的歷史出水溫度序列數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，獲得趨差特征歷史數(shù)據(jù)的方法包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子繞組熱故障診斷方法，其特征在于，所述對(duì)所述數(shù)據(jù)樣本集的部分樣本進(jìn)行標(biāo)記且剩余樣本不進(jìn)行標(biāo)記的方法包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子繞組熱故障診斷方法，其特征在于，所述無(wú)線測(cè)量裝置包括溫度傳感器和無(wú)線通信模塊，所述溫度傳感器用于伸入到定子繞組的出水管并測(cè)量得到實(shí)時(shí)出水溫度序列數(shù)據(jù)，所述無(wú)線通信模塊用于向外界發(fā)送實(shí)時(shí)出水溫度序列數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定子繞組熱故障診斷方法，其特征在于，所述實(shí)時(shí)出水溫度序列數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度大于或等于預(yù)定時(shí)間窗口。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子繞組熱故障診斷方法，其特征在于，所述定子繞組熱故障診斷方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N定子繞組熱故障診斷方法，該方法包括：對(duì)獲取到的歷史出水溫度序列數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，獲得溫差特征歷史數(shù)據(jù)和趨差特征歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)成數(shù)據(jù)樣本集；對(duì)數(shù)據(jù)樣本集的部分樣本進(jìn)行標(biāo)記且剩余樣本不進(jìn)行標(biāo)記；將標(biāo)記的樣本和未標(biāo)記的樣本作為訓(xùn)練樣本，基于圖半監(jiān)督方法訓(xùn)練得到熱故障診斷模型；利用無(wú)線測(cè)量裝置獲取運(yùn)行狀態(tài)下定子繞組的實(shí)時(shí)出水溫度序列數(shù)據(jù)，并進(jìn)行特征提取，獲得溫差特征實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和趨差特征實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，輸入到熱故障診斷模型，得到熱故障診斷結(jié)果。利用圖半監(jiān)督方法基于少量標(biāo)記樣本和大量未標(biāo)記樣本即可訓(xùn)練得到熱故障診斷模型，降低了數(shù)據(jù)標(biāo)記成本，利用無(wú)線測(cè)溫解決定子繞組在運(yùn)行狀態(tài)下測(cè)溫困難的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：姚馳宇,李潑,陳聰,陳功,桂晶,王偉,王曉劍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽淮南平圩發(fā)電有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23