利用改进的二阶广义积分器锁相环诊断感应电机转子断条故障

当进行感应电机转子断条故障诊断时,定子电流中(1±2S)f0故障特征频率容易被基波频率淹没,采用故障特征频率进行转子故障诊断难以达到满意效果。为解决故障特征频率被淹没的问题,提出一种基于改进二阶广义积分器锁相环技术的基波消去故障诊断方法。首先构建以改进二阶广义积分器为核心的单相锁相环,自适应捕捉定子电流基波频率和幅值,然后重构定子电流基波成份,并分离出故障特征电流,最后对故障特征电流进行频谱分析,凸显故障特征频率。该方法能在电网电压频率波动情况下自适应捕捉定子电流基波成份,具有较好的抗干扰能力;而且不需要采集电压信号,节约硬件开销。实验结果表明:该方法能对转子故障进行有效诊断。     

瞬时功率频谱分析在牵引电机转子故障诊断的应用研究

针对故障特征频率容易被基波频率淹没的问题,提出一种基于网侧瞬时功率的转子故障诊断方法。当交流调速系统牵引电机发生转子断条故障时,定子电流中故障特征频率(1±2s)f1分量通过变频器向变频器一次侧(网侧)传播。通过频谱分析发现,变频器网侧电流信号和定子电流信号都存在故障特征频率容易被基波频率淹没的问题。该方法选用网侧瞬时功率进行频谱分析,使得转子断条故障特征频率转换成2sf1的频谱分量,消除了基波频率影响,突出故障特征频率。且只需采集单相电流,简化了硬件结构。实验表明:该方法能对转子故障进行有效诊断。     

基于小波包频带-能量重构的电机断条故障诊断

异步电机转子断条故障特征分量(1±2s)f与基波频率f相比,幅值较小、易被主频淹没。在研究小波包分解与重构的特征基础上,讨论了小波包分解树的频带分布规律,确定以sym8小波对电机定子电流信号进行12层分解,并通过对故障特征频带的信号能量重构来判断电机有无转子断条。运用该方法能避免基波频率对故障特征分量的影响,故障特征检测更明显,并能诊断转子轻微断条故障。仿真和试验结果证明了该方法的有效性。     

基于人工神经元的电机断条故障诊断方法

笼型电动机的转子常发生断条故障,由于电气三相不平衡,在定子电流中感应出(1±2s)f1谐波分量,这为检测电机转子故障提供了方便.但是,因为转差率s很小,故障的谐波信号分量与基波分量很接近,而且由于基波分量很大,常常掩盖故障信号.基于自适应噪声干扰对消原理,提出了一种用人工神经元进行电机断条故障信号提取的方法.该方法将基波部分作为要消除的部分,采用与基波电流同源的电压经过神经元的计算,将电机定子的基波电流滤除大部分,从而可以明显地发现电机断条故障的信号.由于很难获得合适的神经元学习率及动量系数,本文提出了使用改进的遗传算法对神经元学习率及动量系数进行择优的算法.实验中采用了Y100-L4-2.2KW型电机,在人为使转子产生断条故障情况下,使用霍尔电流传感器与电压传感器分别测量了故障电机的电流和电压,采取FFF对电流进行计算,实验结果验证了本文提出方法的正确性.     

采用Park变换感应电机转子复合故障检测

针对感应电机转子断条与偏心故障特征受定子电流基波信号的影响而难以提取的难点,提出了一种基于旋转Park变换滤波的感应电机转子复合故障检测方法.该方法利用电压与电流基波频率相等,通过旋转Park变换,将电流Park矢量的基波正序分量完全滤除而不影响其它的谐波分量,从而使转子断条和偏心故障特征更清晰地显示出来,然后对旋转Park变换滤波后的电流Park矢量的频谱进行分析,可以准确检测到电机转子复合故障时的故障特征.解决了电流频谱分析方法转子故障特征频率分量容易被基波湮没而难以突出故障特征的问题.实验结果表明,应用该方法可有效的对电机转子复合故障进行实时检测.     

一种感应电机转子断条早期故障诊断方法

针对感应电机转子发生早期断条故障时,定子电流故障特征频率容易被基波频率淹没,导致电机转子断条故障发现不及时的问题,采用多回路方程建立感应电机发生转子断条故障的模型,推导了dq0坐标系下感应电机发生早期断条故障的模型。在该故障模型的基础上,利用参数辨识和滑窗技术得到电机等效参数变化曲线。该方法得到的电机等效参数曲线对转子早期断条故障具有明显的故障特征信号,通过辨识曲线特征可诊断电机转子断条故障,同时给出了转子发生不同程度故障时的差异指标。最后试验验证了该方法的可行性。     

基于空间旋转变换的异步电机故障检测新方法

针对当前电机故障诊断技术中,转子断条故障频率易被基波淹没,硬件成本高等缺点,提出了一种基于空间旋转变换的故障诊断技术,并分别推导出两种断条故障的诊断判据。判据1是对采集的单相定子电流进行正同步旋转变换,将特征故障频率(1±2s)f1转移到2sf1,避免基频成分的影响。判据2是通过若干次旋转变换,将定子电流中的基频成分剔除,而故障成分(1±2s)f1得以完整保留。通过电机试验表明:两种提取特征故障频率的方法,都可有效地避免故障频率被基波成分的影响,达到诊断转子断条的目的。     

用自适应陷波器检测异步电动机转子断条的仿真

转子断条是笼型异步电动机常见的一种故障,采用快速傅立叶变换(FFT)对定子电流进行分析是目前应用最广泛的转子断条在线检测方法,但是存在灵敏度低的缺点。当电机断条时,定子电流将产生(1-2s)f1频率的附加分量但幅值非常小,若直接将定子电流信号去作频谱分析,将受幅度很大的电网频率分量f1的影响,因而提出采用自适应陷波器的方法对异步电动机定子电流信号进行处理,通过LMS算法来调节自适应陷波器的两个权值,以达到对工频信号极大的衰减,虽不能完全消除但幅值已明显减小。其结果有利于转子故障特征量的提取,从而提高检测的灵敏度。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于MCSA的笼型异步电动机转子断条诊断

研究笼型异步电动机在转子断条时的运行情况,提出有效的检测方法,以便在电机转子只出现轻微故障时及时检测出故障,采取有效措施。MCSA技术采用时域加窗和傅里叶变换的方法,对电机电流信号进行频谱分析,并对故障频率段局部细化,提取定子电流中故障特征频率分量来诊断电动机是否存在转子断条故障。仿真结果表明本方法可以有效消除频率泄漏和栅栏现象,准确检测出故障分量。     

复调制滤波的信号处理技术在电机故障检测中的应用

异步电机转子断条故障难以检测的原因在于基波分量与边频分量在频率上相近,且边频信号相对微弱。提出了一种利用复调制滤波的信号处理技术进行转子断条故障诊断。分别通过Park变换和Hilbert变换构造出两种复信号,对复信号进行复调制变换,将定子电流中的基波转换为直流部分,并进行滤除。同时指出,复调制滤波的关键在于获取电机实际运行时精确的基波频率。理论和试验共同表明,基于两种变换的复调制滤波技术可以较好地剔除基频对故障边频的影响。     

基于并联电抗器电流判别的超高压输电线路单相自适应重合闸

针对带并联补偿的超高压输电线路,提出了根据恢复电压阶段并联电抗器中故障相电流的低频分量判别故障性质的方法,并定义了一个能量函数,用于检测低频分量的含量,能在2～4个基波周期内快速识别故障性质.详细分析了并联电抗器中故障相的电流特性,并基于该特性区分永久性和瞬时性故障:永久性故障时,并联电抗器故障相电流只舍有基频分量和衰减较慢的直流分量;瞬时性故障时,故障相电流中除基频外还含有低频分量,其幅值接近基频分量.理论分析和EMTP仿真结果表明,该识别方法可以准确区分线路的故障性质,大幅度提高重合闸成功率.     

基于故障相电压功率谱的高压输电线路单相自适应重合闸

分析了带并联电抗器的高压输电线路发生单相接地故障时故障相恢复电压的特性,结果表明：单相瞬时性故障时的恢复电压由自由分量与工频分量叠加而成,其功率谱有2条谱线;而单相永久性故障时的恢复电压中只包含工频分量,其功率谱有1条谱线。文章据此提出一种基于输电线路故障相电压功率谱的单相接地故障识别方法,该方法利用故障相电压功率谱中谱线在基频附近的分布状态来区分瞬时性和永久性故障。该判据不需要高频参量,易于整定和实现。针对超高压输电线路单相接地故障的仿真结果验证了判据的准确性和可行性。     

仅利用零序电流的谐振接地系统接地故障方向算法

由于多数终端难以获得零序电压或三相电压信号,限制了暂态功率方向法在小电流接地故障定位、多级保护、分界技术的应用。分析了谐振接地系统单相接地时故障点上游与下游的零序电流工频分量、暂态主谐振分量以及衰减直流分量与故障初相角的关系,发现可利用零序电流工频分量作为零序电压的极化相量,进一步识别故障方向。当零序电流工频分量初相位分别在(-45°,75°)或(135°,255°)以内,暂态主谐振分量初相位分别在(-30°,30°)或(150°,210°)以内时,或者衰减直流分量与工频分量幅值之比大于预设门槛时,故障方向为正,否则故障方向为负。仿真和现场实际故障数据验证了算法的正确性。     

利用基波相量变化率的快速选相方法

针对目前选相方法不能快速、可靠识别所有故障类型的问题,提出了利用基波相量变化率的故障选相方法。线路发生短路故障后,故障相基波电流相量变化率受衰减直流分量及工频故障分量影响,其值迅速增大,而非故障相基波电流相量变化率变化较小;如果发生接地故障,零序电流基波相量变化率受衰减直流分量及工频故障分量影响,其值也会迅速增大,否则其值在零附近波动。依据不同类型故障中基波电流相量变化率的特征能够快速、可靠识别故障相。利用PSCAD/EMTDC仿真数据对算法进行测试,仿真结果表明:算法能够在故障后四分之一周波内准确判断故障相,具有较高可靠性。     

基于零序电压有源调控的发电机定子接地故障消弧方法及保护对策

瞬时性接地故障易威胁发电机安全运行,造成巨大经济损失.传统的消弧线圈和大电阻消弧效果有限,因此在发电机中性点引入零序电压调控的有源消弧装置.分析表明接地故障发生后,根据故障定位结果在中性点注入电流可以精确地补偿故障点电压至0,从而使接地故障电流降为0,达到消弧的目的.为防止消弧过程中性点零序电压抬升导致发电机零序电压保...     

交流1000kV特高压线路三相故障暂态过程分析

通过理论分析和仿真验证得到特高压线路三相故障后相关暂态电气量的特点:特高压线路故障电流中除有一很大的衰减直流分量外还存在高频分量:故障电压中也含有较大的高频分量但没有直流分量;故障高频分量的初始值与短路角(以电压角为基准)有关.当故障角为90°时.高频分量的初始值最大:高频谐波的频率与故障距离和系统运行方式有关.系统方...     

消除暂态过程影响的滤波算法及其在故障测距中的应用

电力系统故障暂态过程中,电压、电流信号包含着衰减直流等暂态分量,这必然对故障暂态过程电气量的获取精度产生影响.通过构建精确求解基频及整次谐波分量的非线性方程以及将其转化为线性方程进行求解,并针对离散化积分引入的误差进行修正,提出一种能完全滤除衰减直流分量的高精度、高稳定的滤波算法.通过对各种典型信号及幅频特性的分析,验证了该算法计算精度高、稳定性好,且对非整次谐波等故障暂态分量具有较强的抗干扰能力和抑制作用,其在故障测距中的应用表明该算法能有效提高故障暂态过程中的测距精度.     

一种基于暂态电流的故障测距方法

输电线路故障的准确测距对于维持电力系统稳定起到了非常重要的作用。文章以R－L输电线路模型为基础,提出了一种基于暂态电流信号的三相故障测距定位方法。该方法首先对发生电压凹陷时间内的三相电流信号滤除基频分量,再对处理后的电流信号进行绝对值修正,接着对该信号进行对数变换;最后根据对数变换后的数据求出斜率,再由斜率定位发生故障线缆距离。该方法计算量小,仿真实验表明定位故障距离精确度较高,具有应用及推广的前景。     

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。