一种双馈风力发电机转子绕组故障的检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种双馈风力发电机转子绕组故障的检测方法，通过双馈风力发电机定子绕组上的电压传感器测得定子侧电压信号uab，电流传感器测得定子侧电流信号ia；将定子侧电压信号uab和电流信号ia通过信号采集模块传输给计算处理模块,计算双馈风力发电机定子瞬时功率p(t)；滤除定子瞬时功率中的直流分量后对定子瞬时功率信号进行小波分解并确定故障特征频段,故障特征频率取为2sf1，计算小波能量谱中故障特征频带内的能量占整个信号能量的比值，将其作为故障特征量；当故障特征量大于发电机无故障时特征量的n倍时，则发出报警提示信息。本发明在不影响双馈发电机工作的情况下就能够及时检测其故障，具有很强的抗干扰能力并且实现简单。
【专利说明】 —种双馈风力发电机转子绕组故障的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双馈风力发电机故障的检测方法，特别是一种双馈风力发电机转子绕组故障的检测方法。
【背景技术】
[0002]双馈风力发电机是目前风力发电机中应用的一种主流机型，风力发电机通常工作于气候恶劣的环境及全天候运行的交变载荷工况下，发生故障的概率较大，它的典型故障部件包括定子绕组、转子绕组、变流器、发电机轴承等。其中双馈发电机10%的故障是由转子绕组引起的，当它发生早期的不平衡故障时，机组仍可继续运行，但若不能及时检测而导致故障严重程度加剧时，将会使转子电流显著增大，转子绕组温度升高，还会引起发电机转速、定子电压、有功功率等产生振荡，甚至被迫停机，若能被及时检测发现早期故障，则可以采取有效的措施避免重大事故的发生，因此对运行中的风力发电机部件进行状态监测是非常必要的。
[0003]目前风力发电机故障诊断方法中较多的是利用电机电流信号分析对采样的定子电流进行频谱分析，根据频谱中是否存在相应的故障特征频率来检测故障。但是当双馈风力发电机运行于同步转速附近时，它的转差率会很小，转子绕组不平衡故障的主要特征频率为(I ±2S)fi，其中为定子侧电网基频，S为转差率，因转差率S小，(IiZsKjf1很接近，且幅值相差很大，这样导致线电流的频谱中转子绕组不平衡故障的主要特征频率(1±28)4容易被基频淹没，难以准确检测风力发电机的故障。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是在于克服现有技术的不足而提供一种双馈风力发电机转子绕组故障的检测方法，该检测方法能够及时、灵敏的检测出双馈风力发电机转子绕组故障，具有很强的抗干扰能力，并且简单实用。
[0005]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0006]一种双馈风力发电机转子绕组故障的检测方法，包括以下步骤:
[0007]步骤一、通过双馈风力发电机定子绕组上的电压传感器测得定子侧电压信号Uab,电流传感器测得定子侧电流信号ia ;
[0008]步骤二、判断是否达到采样时间，若未达到采样时间，则重复步骤一，否则执行步
骤三；
[0009]步骤三、将定子侧电压信号Uab和定子侧电流信号ia通过信号采集模块传输给计
算处理模块，计算双馈风力发电机定子瞬时功率P (t):
[0010]
【权利要求】
1.一种双馈风力发电机转子绕组故障的检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、通过双馈风力发电机定子绕组上的电压传感器测得定子侧电压信号Uab，电流传感器测得定子侧电流信号ia ； 步骤二、判断是否达到采样时间，若未达到采样时间，则重复步骤一，否则执行步骤 步骤三、将定子侧电压信号Uab和定子侧电流信号ia通过信号采集模块传输给计算处理模块，计算双馈风力发电机定子瞬时功率P (t):
<img/ > 式中Uml为基波线电压的幅值，Iml为基波电流的幅值，Ibpl> Ibnl分别为不平衡故障时的两个特征电流分量的幅值，Q1S电网电压的角频率，9为基波电流滞后电压的相位角，~、I分别为Ibpl、Ibpl两个电流分量的初相位，s为转差率，t为时间变量； 步骤四、滤除定子瞬时功率中的直流分量； 步骤五、对步骤四中的定子瞬时功率信号进行小波分解并确定故障特征频段，故障特征频率取为2sf1; 为定子侧电网基频； 步骤六、计算小波能量谱中故障特征频带内的能量占整个信号能量的比值，将其作为故障特征量； 步骤七、当故障特征量大于发电机无故障时特征量的η倍时，则发出报警提示信息，否则返回步骤一，其中η大于等于1.6。
2.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机转子绕组故障的检测方法，其特征在于:所述步骤三中的信号采集模块采集双馈风力发电机定子侧电压、电流信号时的采样频率为 1000Hz。
3.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机转子绕组故障的检测方法，其特征在于，所述步骤五中小波分解采用dbl小波对定子瞬时功率信号进行4层分解，故障特征频段位于a4层。
4.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机转子绕组故障的检测方法，其特征在于，所述步骤七中的η为2。
【文档编号】G01R31/34GK103744022SQ201310727577
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】马宏忠, 张正东, 陈涛涛, 王涛云, 许高俊, 任立志, 梁欢, 姜鸿羽 申请人:河海大学