[發明專利]大電機絕緣狀態在線診斷評估方法

有效

• 申請號: 201010609194.7
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102135593A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）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）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/34;G06N3/08
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

技術領域

本發明涉及一種大電機在線監測和故障診斷評估方法。

背景技術

大型電機在運行時，受到工作環境和電、熱、機械的應力的長期作用，其絕緣性能逐漸老化、受損，最終導致絕緣事故，這類事故約占大電機故障的40%。因此，對大電機絕緣狀態在線診斷評估，對提高大電機運行可靠性具有十分重要的現實意義。專利號為CN1402015A的發明專利《基于小波變換的電機絕緣老化診斷方法及其裝置》，利用沖擊源敲擊大型發電機定子線棒的主絕緣表面，由聲傳感器接收所輻射的聲波。對接收到的聲信號進行小波變換，求取其在尺度1下的模極大值，通過該模極大值確定大型發電機主絕緣的老化狀態。這種方法從絕緣老化過程中材料和結構發生本征變化的角度監測，有效地避免現場測試中的電磁干擾，但該方法需要敲擊線棒絕緣，只適用于電機停機檢修，不能實現在線監測。長期以來，國內外學者對大型電機絕緣的在線監測和診斷，特別是對局部放電的監測和分析作了大量的研究，目前已在實際應用中取得了很大的經濟效益。西安交通大學的樂波于2002年9月在《中國電力》發表的“基于虛擬儀器技術的大型發電機局部放電在線監測系統”，介紹了一種局部放電在線監測系統，該系統可以有效地監測大型發電機運行過程中定子絕緣的局部放電，直觀顯示放電信息，但不能得出絕緣分析和診斷結論。上海交通大學的張毅剛于2004年9月在《高電壓技術》發表的“發電機絕緣診斷專家系統的研究”，介紹了一種絕緣診斷專家系統，該系統以局部放電在線監測為基礎，采用從分析到綜合的分析思路，實現了發電機的絕緣診斷，該系統雖在綜合評估中融合溫度和振動傳感器的數據，但未考慮工作環境數據對局部放電和主絕緣的影響，得到的局部放電數據不真實，不能準確評估絕緣狀態。

綜上所述，現有的大電機絕緣在線診斷評估方法僅對局部放電參數進行分析，沒有考慮電機工作環境因素(振動、溫度、濕度)對局部放電的影響。而局部放電易受工作環境的影響，在不同的工作環境下，相同絕緣的局部放電特征也會有明顯的差異，對于不同的放電模式，工作環境因素對其作用又各不相同。因此，忽視工作環境因素的局部放電分析方法可靠性低，不能準確診斷評估絕緣狀態。

發明內容

本發明目的是為克服上述已有技術的不足，提供一種綜合考慮振動、溫度、濕度等電機工作環境因素對局部放電的影響，準確診斷評估絕緣狀態的大電機絕緣狀態在線診斷評估方法。

本發明的技術方案是：提供一種大電機絕緣狀態在線診斷評估方法，建立工作環境對各種局部放電模式的關系模型，采集電機局部放電和工作環境數據，識別電機局部放電模式，再依據對應的關系模型，得到標準工作環境下的局部放電最大放電量Q_m，通過縱向、橫向比較Q_m判斷絕緣老化狀態，結合模式識別結果，得出絕緣診斷評估結論。具體分為以下步驟：

（1）建立用于識別放電模式的神經網絡；制作內部放電、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IEEE?Std?1434-2000標準，計算正半周放電速率、負半周放電速率、正半周最大放電量、負半周最大放電量、正半周放電起始相位、負半周放電起始相位這六個放電極性參數，對以上數據歸一化，得到局部放電模式識別的樣本庫；

對數據歸一化處理所使用公式為：????????????????????????????????????????????????；公式中，x為待處理數據、x_max為數據的最大值、x_min為數據的最小值、為歸一化的數據；

在MATLAB2007中搭建神經網絡框架，從樣本庫中抽取樣本訓練神經網絡；以剩余樣本作為測試樣本，測試神經網絡；若對各種放電模式的識別率都很高，記錄神經網絡的閾值和權值，完成本步驟；否則，重新訓練直至很高的識別率。