[發明專利]一種感應電機定子匝間短路檢測及線圈級別定位方法

有效

• 申請號: 201410204898.4
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN104035029A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 黃進;劉赫;侯招文;趙力航;張耀中
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R31/06;H02P21/13
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

技術領域

本發明涉及電機故障診斷領域，特別是涉及一種感應電機定子匝間短路檢測及線圈級別定位方法。

背景技術

感應電機是所有電機中使用范圍最廣的電機種類，主要原因在于其具有結構簡單、魯棒性良好等特點，價格方面的優勢也促進了感應電機的推廣。

然而，伴隨運行時間的累積，由于制造工藝、現場環境等問題，可能導致電機定子局部過熱、絕緣組件性能退化，變頻調速運行中常見的暫態過電壓進一步加快了該過程，容易產生早期定子匝間短路，并進一步發展為相間短路、相地短路甚至定子嚴重燒毀等故障。

對于匝間短路，常見感應電機不具有冗余運行的能力，根據電機實際情況，早期故障到嚴重惡化所持續的時間約在幾分鐘到幾秒鐘不等。而傳統的人工定時停機檢修間隔時間較長；同時，在多機組工作現場，僅靠人工難以兼顧多臺電機的運行狀況。另一方面，故障發生之后，停機維修時間的延長不但影響了工業生產，還會增加經濟損失。提早了解短路發生具體位置，將易于故障的評估與維修。因此，亟需一種可靠的在線早期定子匝間短路程度檢測系統，并實現準確的故障位置確定，以便及時停機維修，避免惡性事故的發生，具有重大實際意義。

目前，對于直接連接輸電線的開環運行，多是通過檢測定子負序電流、負序阻抗、功率、磁通及局部放電現象等方式來實現。而閉環運行具有高開關噪聲、多運行頻率的特點，針對調節器會改變電流特征的問題，學者們提出了基于擴展卡爾曼濾波(EKF)、變化貝葉斯(Bayes)算法、模型參考(MRAS)以及龍伯格(Luenberger)觀測器等利用故障電機模型的檢測算法。但是這類算法存在一定的不足，一方面需要較大的計算量，動態響應不敏感，不易在線實時監測，另一方面這些技術往往只會給出故障相的檢測，少有研究精確至故障線圈位置的定位算法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的不足，提供一種感應電機定子匝間短路檢測及線圈級別定位方法。該方法將滑模變結構理論(SMO)與故障提取算法相結合，基于任意位置故障電機模型實現有效故障程度提取，計算簡單，易于實現，無需事先進行大量的數據記錄。在完成故障程度判斷的同時，結合電壓測量數據，實現線圈級別精確故障定位。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種感應電機定子匝間短路檢測及線圈級別定位方法，包括以下步驟：

(1)內部獲得閉環傳感器給定電壓或利用電壓傳感器對電機進行三相電壓采樣,得到電壓u_αβs,并獲得額外引出抽頭電壓u_tap；

(2)將步驟(1)獲得的電壓u_αβs數據送入滑模自適應觀測器，計算得到觀測電流i_αβs；

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