[發(fā)明專利]大電機(jī)絕緣狀態(tài)在線診斷評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010609194.7
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102135593A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋建成;穆靖宇;吝伶艷;鄭麗君;許春雨;田慕琴;溫敏敏;劉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/34;G06N3/08
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

1.一種大電機(jī)絕緣狀態(tài)在線診斷評估方法，其特征是：

（1）建立用于識別放電模式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：制作內(nèi)部放電、槽部放電、端部放電和完好的線棒模型，在6?kV、8?kV、10?kV、12?kV、15kV下測量四種線棒模型的局部放電，根據(jù)IEEE?Std?1434-2000標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算正半周放電速率、負(fù)半周放電速率、正半周最大放電量、負(fù)半周最大放電量、正半周放電起始相位、負(fù)半周放電起始相位這六個(gè)放電極性參數(shù)，對以上數(shù)據(jù)歸一化，得到局部放電模式識別的樣本庫；

對數(shù)據(jù)歸一化所使用的公式：

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式中，x為待處理數(shù)據(jù)、x_max為數(shù)據(jù)的最大值、x_min為數(shù)據(jù)的最小值、為歸一化的數(shù)據(jù)；

在MATLAB2007中搭建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框架，從樣本庫中抽取樣本訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；以剩余樣本作為測試樣本，測試神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；若對各種放電模式的識別率都很高，記錄神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的閾值和權(quán)值，完成本步驟；否則，重新訓(xùn)練直至很高的識別率；

（2）建立局部放電與對其影響的工作環(huán)境因素的關(guān)系模型：先準(zhǔn)備多個(gè)不同老化程度的某一缺陷的線棒，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下測試局部放電，根據(jù)IEEE?Std?1434-2000標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算最大放電量Q_m，記錄下標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的Q_m；然后，分級改變與這一局部放電模式相關(guān)的環(huán)境因素，得到局部放電Q_m和對應(yīng)的環(huán)境數(shù)值，再用局部放電Q_m和對應(yīng)的環(huán)境數(shù)值作為數(shù)據(jù)樣本，以標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的Q_m作為目標(biāo)，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對其進(jìn)行訓(xùn)練，得到這一放電模式與對其影響的工作環(huán)境因素的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系模型；

根據(jù)各環(huán)境因素對不同放電模式的作用關(guān)系，分別建立各種放電模式與對其影響的工作環(huán)境因素的關(guān)系模型；對于內(nèi)部放電，建立溫度對其的關(guān)系模型；對于端部放電，建立濕度對其關(guān)系模型；對于槽部放電，建立振動對其關(guān)系模型；

（3）數(shù)據(jù)采集；在大電機(jī)上安裝局部放電傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、振動傳感器，采集局部放電、定子溫度、空氣濕度、定子振動數(shù)據(jù)；局部放電傳感器與大電機(jī)高壓母線相連，其他各傳感器均安裝在電機(jī)繞組上；

（4）建立數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫建有4個(gè)表，分別為電動機(jī)靜態(tài)數(shù)據(jù)表、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)表、Q_m修正數(shù)據(jù)表和診斷評估結(jié)論表；電機(jī)靜態(tài)數(shù)據(jù)表上保存有電動機(jī)的型號、容量、額定電壓、額定電流、絕緣等級、生產(chǎn)廠家、啟用時(shí)間、所在區(qū)域、負(fù)責(zé)人信息等信息；在線監(jiān)測數(shù)據(jù)表上保存局部放電各特征參數(shù)、振動幅度、定子溫度、空氣濕度等數(shù)據(jù)；Q_m修正數(shù)據(jù)表上保存Q_m的修正值；診斷評估結(jié)論表上保存診斷評估結(jié)論；

（5）計(jì)算特征值：對于局部放電信號，根據(jù)IEEE?Std?1434-2000標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算正半周放電速率、負(fù)半周放電速率、正半周最大放電量、負(fù)半周最大放電量、正半周放電起始相位、負(fù)半周放電起始相位這六個(gè)放電極性參數(shù)，供識別放電模式；根據(jù)IEEE?Std?1434-2000標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算局部放電最大放電量Q_m；對于定子溫度信號和空氣濕度信號，簡單計(jì)算各自數(shù)值；對于定子振動信號，計(jì)算其振動幅值；把所有特征值存入步驟（4）建立的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)表中；

（6）修正得到標(biāo)準(zhǔn)工作環(huán)境下的Q_m值：對局部放電模式進(jìn)行識別，以步驟（5）中計(jì)算的局放電六個(gè)極性特征值，作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，使用步驟（1）建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，識別放電模式；如果沒有發(fā)生放電，直接得出結(jié)論“絕緣狀態(tài)良好”，退出程序；否則，按下面步驟執(zhí)行：根據(jù)放電模式，選擇與其相關(guān)的工作環(huán)境因素及其與局部放電Q_m的關(guān)系模型，以步驟（5）得到的Q_m和工作環(huán)境因素?cái)?shù)值為輸入，使用步驟（2）得出關(guān)系模型，得到Q_m的修正值；把修正后的Q_m值存入步驟（4）建立的Q_m修正數(shù)據(jù)表中；

（7）診斷評估：從數(shù)據(jù)庫中讀取修正的Q_m歷史數(shù)據(jù)與當(dāng)前的Q_m修正值縱向比較，在同一設(shè)備三相之間和所有電機(jī)之間橫向比較Q_m，依據(jù)相應(yīng)的規(guī)則，得出絕緣狀況，結(jié)合步驟（6）的局部放電模式識別結(jié)論，提出絕緣故障診斷和評估結(jié)論；把最終評估結(jié)論值存入步驟（4）建立的診斷評估結(jié)論表中。

2.如權(quán)利要求1所述的大電機(jī)絕緣狀態(tài)在線診斷評估方法，其特征是局部放電傳感器采用80pF耦合電容器，溫度傳感器采用定子溫度PT100傳感器，濕度傳感器采用HIH-3610型濕度傳感器，振動傳感器采用振動位移傳感器，溫度傳感器采用定子PT100傳感器。