利用微粒群算法提取的正负序相量检测感应电机定子故障

针对感应电机电流中转子断条故障特征分量、谐波和噪声影响定子故障诊断结果的问题,提出一种利用骨干微粒群优化(BBPSO)算法提取基波正、负序相量的故障检测方法。该方法利用BBPSO算法提取出三相定子电流的基波幅值和相位,进而直接计算出总的负序电流。由于在实际电机中,供电电压不平衡、电机先天不平衡和负载的变化等都会影响负序电流的大小,因此通过等效负序阻抗和支持向量机来消除这些非故障因素的影响,从而得到仅与定子故障相对应的残余负序电流,实现感应电机的定子故障诊断。实际电机实验结果表明,采用所提方法提取的残余负序电流能够更加可靠地诊断感应电机定子故障。     

派克矢量旋转变换在感应电机定子故障诊断中的应用

负序电流是感应电机定子故障的主要故障特征量之一,但是在实际电机中,供电电压不平衡,电机制造和装配误差造成的先天不平衡、负载的大小变化等都会影响负序电流的大小,因此不考虑这些因素的影响而单纯从负序电流的大小来诊断定子故障及故障的严重程度容易出现误判。当定子故障发生时,总的负序电流是由负序电压产生的负序电流分量、电机先天不平衡产生的负序电流分量以及定子绕组故障引起的负序电流分量的相量和构成的。该文通过派克矢量的旋转变换,可以在大量谐波和噪声存在的情况下,求得电流和电压的基波正序和负序相量,并通过负序阻抗和径向基函数神经网络排除负序电流中其他非故障因素的影响,得到负序电流中与定子故障相对应的分量,并以此为依据进行故障诊断。实验结果表明,该方法是一种可行、有效的方法。     

瞬时功率分解算法在感应电机定子故障诊断中的应用

分析了电压不平衡、电压及负载的动态变化在故障负序电流检测中的表现；揭示了电机的负序感抗受电机自身固有不对称，铁磁饱和程度以及转子漏抗、转子几何静偏心的影响而非常数；提出了一种基于瞬时功率分解算法(IPDT)的感应电机定子线圈故障诊断方法，导出了故障负序电流的近似表达式：利用该方法可消除非故障因素产生负序电流的影响。实验结果证实，电机在不同条件下运行时，用该方法检测定子线圈故障，均可提高故障识别的精度。     

基于模型和模糊逻辑的感应电动机定子绕组匝间故障诊断

在相轴模型的基础上,提出了一种感应电动机定子绕组匝间短路故障模型.该模型通过对定子绕组某相发生不同程度匝间短路故障的仿真,比较了正常时和故障时定子侧电流幅值的变化,从而验证了故障相电流大于正常相电流的结论.在此基础上,运用模糊诊断理论以及Simulink的fuzzy工具对感应电动机定子匝间短路故障进行模糊诊断,诊断结果表明,根据模糊规则采用的隶属度函数法能较好地反映出电机定子匝间故障程度.     

基于相关分析的感应电机定子故障诊断方法研究

分析了感应电机定子线圈短路故障时的振动特征及定子电流的谱特性，指出由于受电机固有不对称等因素的影响，单纯利用振动谱分析或定子电流信号频谱分析(MCSA)诊断定子线圈短路故障，不能得到准确可靠的诊断结果；提出了一种基于相关分析的感应电机定子故障诊断方法，能有效提取电机定子故障时的特征信息，利用该方法可提高故障识别的精度；实验结果证实，基于相关分析得到的谱特征可以作为感应电机定子线圈短路故障诊断的依据。     

变频电源驱动的感应电机定子短路故障诊断方法

针对由变频电源驱动的感应电机,分析了电网负序电压分量对感应电机定子电流的影响,发现电网负序电压分量不会在定子电流中产生负序电流。因此,对变频电源驱动的感应电机定子故障进行诊断,不再需要对电网负序电压对定子电流的影响进行补偿。基于对逆变器直流侧电流的分析,提出了一种基于逆变器直流侧电流的定子故障诊断方法和一种评估定子故障严重程度的故障严重因子,这种故障严重因子完全独立于电源与负载,同时在物理意义上还具"阻抗"的概念。采用在电机两相之间接短路电阻的方法,模拟定子线圈非金属性短路故障进行实验。实验结果表明:该方法不需要对电网负序电压的影响进行补偿,而且只需要采集一路电流信号,其算法也相对简单,是一种简单有效的方法。     

基于电流波动特征的永磁同步电机匝间短路与局部退磁故障分类诊断研究

针对永磁同步电机匝间短路故障与局部退磁故障难以区分的问题,该文提出一种基于电机同相与异相电流幅值波动特征的故障分类诊断方法。在分析定子绕组匝间短路故障与转子局部退磁故障对电流幅值影响机理的基础上,分别提取转子旋转一周内同相电流幅值波动特征和异相电流幅值之间的波动特征,建立了故障分类诊断指示器。仿真与实验结果表明,该指示器可有效识别定子绕组匝间短路故障与转子局部退磁故障。该文提出的方法可直接嵌入永磁同步电机控制软件,不需要增加额外的传感设备,具有较好的实用价值。     

永磁同步电机不对称运行负序分量特性分析

定子故障、转子故障以及其它原因均有可能引起永磁同步电机定子不对称运行,以往文献更多关注于常规电机某种故障下的负序电流分量,并未对负序分量进行全面的分析。以电动汽车驱动用永磁同步电机作为研究对象,建立了其仿真模型和实验平台,对定子绕组三相不平衡故障引起的不对称运行状态下的负序电流和负序阻抗进行了较为深入的研究。实验和仿真分析结果表明,随着故障不平衡度的增加,非故障相之间的夹角越来越偏离120°;故障状态下的负序电流远大于正常运行时的负序电流;故障状态下的负序阻抗远小于正常运行时的负序阻抗,且具有一定的鲁棒性。这些结论的获得为基于负序分量的永磁同步电机故障下的诊断提供了研究基础。     

基于定子电流特征分析的双馈风电机组叶轮不平衡故障诊断

针对双馈风电机组叶轮不平衡故障诊断,提出一种基于导数分析的定子单相电流故障特征分析方法。首先,基于双馈感应发电机以及风力机传动链模型,详细推导了叶轮不平衡故障下双馈感应发电机定子电流的表达式,并获得其对应的故障特征频率。其次,为了凸显定子电流故障特征频率,基于导数分析思路,引入叶轮不平衡下定子电流故障特征定义及其表达式,提出基于定子单相电流的叶轮不平衡故障诊断方法。最后,建立考虑叶轮不平衡故障的双馈风电机组仿真模型,对机组在不同风速和不平衡度下的故障特征进行仿真分析。结果表明与直接对定子电流、叶轮转速进行频谱分析相比,所述方法能够有效地提取出叶轮不平衡故障特征,且通过监测特征频率幅值的变化情况,可以有效地判断出不平衡故障严重程度。     

利用失电残余电压诊断异步电机转子绕组故障

对利用失电残余电压诊断异步电机转子绕组故障进行研究。首先，对电机失电后定子残余电压进行分析，讨论了定子失电残余电压的产生、性质；其次，分析了完好电机和转子绕组故障电机定子失电残余电压的谐波成分；最后，通过仿真计算与实测研究，验证了理论分析的正确性和基于失电残余电压的电机转子绕组故障诊断方法的可行性。     

水轮发电机定子单相接地故障定位新方法

分析了大型水轮发电机绕组基波电势的分布特征,推导了定子单相接地故障时的基波零序电压故障分量的相位与过渡电阻、故障位置的关系,提出了一种综合利用基波零序电压故障分量幅值和相位信息的定子单相接地故障定位新原理,并对该定位方法的误差进行了理论分析。理论分析和仿真测试结果表明:所提方法适用于大型水轮发电机,且不受中性点接地方式的影响,提高了故障定位的准确性。所提方法简单易行,仅需测量基波零序电压和相电压,无需增加额外设备。     

水轮发电机铁心松动引发定子接地故障的分析及处理

本文针对一起由于水轮发电机定子端部铁心松动致使硅钢片滑出引发定子接地故障,详细分析了定子铁心松动的原因以及由此引发定子接地故障的机理及过程,介绍故障处理方法,并提出预防类似故障的建议。     

不依赖注入式原理的定子单相接地故障定位方法

提出了一种发电机中性点经配电变压器高阻接地的发电机定子单相接地故障定位方法,为故障排查提供定性参考.根据定子单相接地故障后三相机端对地电压的特点,判断出故障相别.将机端三相电压均以故障相电动势表示,通过比较三相电压的平方差,即可求得定子接地故障过渡电阻值和接地故障位置.该方法不依赖于注入式定子接地保护,简单易行,可广泛推广应用.现场录波数据验证了该方法的正确性.     

一次典型的定子接地故障分析与优化保护原理

通过对一次典型的定子接地故障情况和保护录波数据分析,证明了保护动作行为的正确性.在分析过程中发现定子接地故障点离机端近,接地电阻在燃弧过程中很快减小,故障零序电压很快升高,保护也及时切除了故障.文中对基波零序电压和外加电源定子接地保护的原理进行了比较分析,提出了测量式定子接地保护的概念,以及定子接地保护的灵敏性、可靠性、速动性,同时可对发电机定子绕组做出安全、健康的评估.     

发电机定子绕组接地故障诊断

通过简要分析常规试验方法 ,查找发电机定子绕组接地故障时存在的问题 ,提出了在故障绕组中通入安全电流 ,利用电磁感应原理 ,结合绕组连接结构和槽电位图 ,使用钳形电流表进行故障部位定点测量的方法     

注入式发电机定子接地保护的自适应整定

与通常的20 Hz电源注入式定子接地保护接地电阻高定值、低定值整定方案相比,自适应整定方案能够根据接地电流的允许值大小,按照发电机接地故障位置自动调整接地电阻的整定值,实现按照故障的严重程度执行保护动作.但现行的自适应保护原理在推导接地电阻整定值时没有考虑接地故障电流3次谐波分量的影响,当发电机中性点附近发生故障时,由于3次谐波电流较大,导致现行的自适应20 Hz注入式接地保护在发电机中性点附近存在保护定值整定偏低和拒动的情况.在综合考虑了接地故障电流基波分量和3次谐波分量影响的基础上,按照有效值定义的接地电流允许值大小自适应整定20 Hz注入式接地保护的接地电阻动作值,实现了20 Hz注入式定子接地保护无死区的自适应整定,有利于发电机的安全运行.     

发电机出口电容器缺陷引起定子接地保护动作诊断方法

发电机出口电容器缺陷引起的定子接地保护动作难以通过检查绝缘电阻发现,故障位置不易查找。首先通过建立定子接地等效电路分析了其故障产生机理,然后利用定子相电压构成的三相参照系,对比分析了出口电容器缺陷和过渡电阻接地时的零序电压相位特征,并提出了相应的实用诊断新方法。该方法利用故障录波图判断零序电压在三相参照系的位置,并进一步结合发电机每相对地总电容及中性点接地电阻即可实现故障的快速诊断。最后,通过一起故障实例验证了所提方法的有效性。     

切换频率式定子接地保护

分析了外加电源内部电阻对定子接地保护的影响 ,比较导纳判据和电流判据的优缺点 ,探讨保护灵敏度与外加电源频率和发电机中性点接地方式之间的关系。在此基础上 ,提出切换频率式定子接地保护方案 ,提高了保护灵敏度和可靠性。     

基于定子电流监测方法的电机故障诊断

电机是一种复杂的旋转机械,其故障种类多而且难以辨别。为了对小功率异步电机的常见故障进行正确快速地诊断,采用小波分析技术对几种常见故障所引起的定子电流变化进行了多分辨率分析。从能量分布的角度出发,快速且较为准确地诊断出电机故障。诊断效果表明,小波分析是对电机故障进行定子电流诊断的有效方法,同时为电机故障在线实时诊断提供了理论依据。     

异步电动机定子匝间短路故障诊断方法

分析了异步电动机定子线圈匝间短路故障时的振动特征及定子电流的谱特性。指出由于受电动机结构固有不对称等因素的影响，单纯利用振动频谱分析法或定子电流信号频谱分析法诊断定子线圈匝间短路故障，不能得到准确可靠的诊断结果。提出一种异步电动机定子匝间短路故障的诊断方法，能有效提取电动机定子匝间短路故障时的特征信息，提高故障识别精度。实验结果证明，利用该方法得到的谱特征可以作为异步电动机定子匝间短路故障诊断的依据。