[發明專利]基于對稱分量法和多維指標融合的電機監測方法及系統

有效

• 申請號: 201910361546.2
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110058157B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 柳樹林;翁良;吳芳基;李強;易永余
• 申請（專利權）人: 杭州安脈盛智能技術有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R31/12;G01R19/00;G01R27/02
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發明公開一種基于對稱分量法和多維指標融合的電機監測方法，包括采集原始三相電壓信號和原始三相電流信號；建立以基頻為中心的帶通濾波器，得到濾波后的三相電壓信號和三相電流信號；獲取瞬時三相電壓和三相電流的不平衡度；基于濾波后的三相電壓信號和三相電流信號進行對稱分量分解，得到序電壓、序電流和序阻抗；獲得多維特征綜合決策指標；將多維特征綜合決策指標和閾值進行比較，若小于則觸發報警信號本發明基于采集三相電壓和電流信號。本發明能提高實時性序電壓、序電流和序阻抗指標，具有更高的數據分辨能力，能夠實現比基于溫度的報警策略更高精度的狀態報警以序電壓、序電流和序阻抗作為監測目標，具有超高的信噪比，報警準確度高。

技術領域

本發明涉及電機在線監測技術領域，尤其涉及一種基于對稱分量法和多維指標融合的電機監測方法及系統。

背景技術

電機運行可靠性和壽命在很大程度上由其絕緣性能所決定，因此，開發絕緣狀態評估技術，準確評估牽引電機絕緣健康狀態，有助于提升電機運行的安全性，降低電機運行風險，減少維護費用，提升維護效率。

電機絕緣狀態評估技術分為離線檢測技術和在線監測技術。離線檢測技術已發展成熟，相關檢測產品如絕緣電阻和電容的測試設備已經非常成熟，被廣泛應用于電機制造和各個工業領域。在線監測技術在一些涉及到重大經濟或安全的工業現場亦有應用，較為成熟的應用主要有基于溫度的在線監測技術和基于三相電壓電流不平衡度的在線監測技術。首先，基于溫度的在線監測技術的是將絕緣溫度作為監測目標，當溫度超過預設溫度閾值時觸發報警，這種技術雖成本低廉，性價比高，但誤報率高，及時性差，已經無法滿足當前對于重要電機高實時、高精度、高準確率的監測需求。其次，基于三相電壓電流不平衡度的在線監測技術是將三相電壓和三相電流的瞬時不平衡度作為監測目標，當不平衡度超過閾值時觸發報警，這種技術相比基于溫度的監測技術在實時性、精度和準確度方面有了極大提高，但物理意義不明確，在準確度方面仍有較大提升空間。最后，由于絕緣電氣特性復雜，僅僅使用溫度和不平衡度等單一指標來評估絕緣在線運行狀態，導致誤報率較高。

發明內容

本發明針對現有技術中的缺點，提供了一種基于對稱分量法和多維指標融合的電機監測方法及系統。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：

一種基于對稱分量法和多維指標融合的電機監測方法，包括以下步驟：

采集三相交流電機的三相電壓和三相電流，得到三相交流電機的原始三相電壓信號和原始三相電流信號；

建立以基頻為中心的帶通濾波器，基于所述帶通濾波器分別對原始三相電壓信號和原始三相電流信號進行濾波處理，得到濾波后的三相電壓信號和三相電流信號；

通過濾波后的三相電壓信號和三相電流信號分別獲取瞬時三相電壓和三相電流的不平衡度；基于濾波后的三相電壓信號和三相電流信號進行對稱分量分解，得到序電壓、序電流和序阻抗；

基于瞬時三相電壓和三相電流的不平衡度以及序電壓、序電流和序阻抗得到所有特征指標，形成多維特征綜合決策指標；

將多維特征綜合決策指標和預設的閾值進行比較，若所述多維特征綜合決策指標小于預設的閾值，則觸發報警信號。

作為一種可實施方式，所述采集三相交流電機的三相電壓和三相電流，得到三相交流電機的原始三相電壓信號和原始三相電流信號，具體為：

采用高靈敏度三相電壓和電流傳感器對三相交流電機的三相電壓和三相電流進行拾取，采用高速數據采集設備對三相交流電機的三相電壓和三相電流進行采集。

作為一種可實施方式，所述通過濾波后的三相電壓信號和三相電流信號分別獲取瞬時三相電壓和三相電流的不平衡度，三相電壓不平衡度由以下公式獲得：

其中，