[發明專利]基于電網諧波特征的電鏟電氣系統故障診斷方法

有效

• 申請號: 201610975550.4
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN106526479B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 劉惠康;彭文琴;許玥;韓振松;彭夢楊;潘暢
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

1.一種基于電網諧波特征的電鏟電氣系統故障檢測方法，首先分析電動機內部結構，然后找出電動機可能出現的故障原因：定子相間短路故障、電機接地短路故障及轉子斷條故障；利用Simulink軟件模擬不同的故障，提取諧波特征值，根據不同的故障具有不同的諧波特征找出故障原因；其特征在于：主要包括以下步驟:

A：建立交流異步電機仿真模型，模擬三種故障，對三種故障進行仿真，根據FFT分析模塊分析定子電流；

B：提取三種故障各自的諧波特征；

C：針對于其中一種故障，分析三相電路中故障相與非故障相的諧波特征，主要步驟如下：

C1：定子相間短路故障，在定子兩相之間連接一個非常小的電阻，阻值應低于0.5Ω，此時，故障相有2個，分別利用FFT分析模塊檢測三相電路的諧波含量，找出2個故障相與非故障相的區別；

C2：電機接地短路故障，將定子三相中其中一相連接到地中，此時故障相只有1個，找出故障相與非故障相的區別；

D：根據得到的諧波特征，找出判定故障的界限及在不同故障下的取值范圍。

2.根據權利要求1所述的基于電網諧波特征的電鏟電氣系統故障檢測方法，其特征在于：步驟A按以下兩步進行：

A1、分別模擬三種故障進行仿真，與正常情況下相比較；

A2、驗證每一種故障的諧波特征是否正確；對故障原因的各種表達形式進行仿真，進行諧波分析，判斷上述得到的諧波特征是否具有代表性，從而建立故障種類判斷原則。

3.根據權利要求2所述的基于電網諧波特征的電鏟電氣系統故障檢測方法，其特征在于：步驟A1中建立故障種類判斷原則如下：

在電機正常時，諧波中只含有5、7次諧波；定子相間短路時存在3、5次諧波；電機接地短路故障時存在3、5、7次諧波；轉子斷條時存在0、3、5、7次諧波；當諧波中存在3次諧波時即可判斷系統出現故障；步驟A2諧波特征的正確性判斷如下：定子相間短路時3次諧波與基波的比值大于等于14%；電機接地短路故障時3次諧波與基波的比值大于等于4%且小于14%；轉子斷條時3次諧波與基波的比值大于0.5%且小于4%，同時還要滿足0次諧波與基波的比值大于等于1%。

4.根據權利要求1所述的基于電網諧波特征的電鏟電氣系統故障檢測方法，其特征在于：B步驟具體如下：找到故障原因后，為了判斷故障相，分別在三相電路中加上電流計元件，測得三相的電流，然后進行諧波分析。

5.根據權利要求1所述的基于電網諧波特征的電鏟電氣系統故障檢測方法，其特征在于：B步驟判斷故障相的原則如下：

B1：定子相間短路時：當A、B兩相間短路時，A、B兩相3次諧波含量很大，是C相的一倍多；同樣地，當A、C相間短路與B、C相間短路時，也是故障相的3次諧波含量最大；

B2：電機接地短路故障時，由3種電機接地短路故障時的諧波特征矩陣，可以看出故障相的3次諧波含量最大。