[發明專利]一種海上雙饋電機定子繞組匝間短路早期故障辨識方法

有效

• 申請號: 201710285896.6
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107132450B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 魏書榮;李正茂;符楊;米陽;黃玲玲;任子旭;吳銳
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G01R31/06
• 分類號: G01R31/06;G01R31/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

1.一種海上雙饋電機定子繞組匝間短路早期故障辨識方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取待故障識別的海上雙饋電機的三相信號，包括定子三相電壓、轉子三相電壓、定子三相電流、轉子三相電流和轉子轉速；

2)將三相信號轉換到dq軸坐標系，獲取電機參數，再將三相信號轉換到αβ軸坐標系，通過觀測器獲取估計定子電流，計算出估計電流差并分解，得到故障嚴重程度因子ξ，具體包括以下步驟：

21)將采集的三相信號變換到dq軸坐標系，在每一采樣周期T_s計算輸出一組電機參數，包括定子等效兩相繞組的自感L_s、轉子等效兩相繞組的自感L_r、定子與轉子同軸等效繞組間的互感L_m、定子阻抗R_s和轉子阻抗R_r；

22)將采集的三相信號變換到αβ軸坐標系，通過觀測器計算估計定子電流計算式為：

其中，為αβ0坐標系中定子繞組磁通觀測值，U_αβs為αβ0坐標系中定子電壓，為通過觀測器計算出的估計定子電流，U_αβr為αβ0坐標系中轉子電壓，R_r為轉子阻抗，為通過觀測器計算出的估計轉子電流，Q為常數矩陣，為轉子轉速；

23)根據估計定子電流計算電流估計差e_αβs，電流估計差e_αβs計算式為：

其中，i_αβs為實際電機的定子電流，為通過觀測器計算估計定子電流，為固有誤差；

24)根據電流估計差e_αβs進行重構得到故障信號

25)計算故障嚴重程度因子ξ：

其中，I_N為電機額定電流，為故障矢量，i_f為故障電流，為故障信號的模值；

3)當匝間短路故障引起的故障嚴重程度ξ幅值到達故障預警值時，則該待故障識別的海上雙饋電機發生定子繞組匝間短路故障。

2.根據權利要求1所述的一種海上雙饋電機定子繞組匝間短路早期故障辨識方法，其特征在于，所述的步驟24)具體包括以下步驟：

241)將電流估計差e_αβs投影到反向旋轉坐標系中，通過低通濾波器獲取電流估計差負序分量e_Isn的直流信號，再將電流估計差負序分量e_Isn的直流信號投影到正向旋轉坐標系中，得到電流估計差的負序分量e_Isn；

242)將電流估計差負序分量e_Isn的直流信號投影到以角度旋轉的坐標系中得到不含固有誤差信息的信號，并且將信號與電流估計差負序分量e_Isn作和重構得到故障信號

3.根據權利要求1所述的一種海上雙饋電機定子繞組匝間短路早期故障辨識方法，其特征在于，所述的步驟2)還包括以下步驟：

26)計算出故障相的故障系數角并且根據故障系數角的數值確定發生故障的具體相號。

4.根據權利要求3所述的一種海上雙饋電機定子繞組匝間短路早期故障辨識方法，其特征在于，當故障相的故障系數角分別為0、2π/3或4π/3時，對應的故障分別發生在a、b、c相。