1.一种基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断方法,其特征在于,包括:
根据透平发电机的转子参数,构造相应转子绕组的多个等效导体和所述转子绕组的故障矩阵,通过多导体传输线方法建立所述转子绕组在无故障时及在发生故障时的传输线方程;
利用所述在无故障时及在发生故障时的传输线方程建立故障诊断模型,并利用所述故障诊断模型对待诊断透平发电机进行故障诊断。
2.如权利要求1所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断方法,其特征在于,根据透平发电机的转子参数,构造相应转子绕组的多个等效导体和所述转子绕组的故障矩阵,通过多导体传输线方法建立所述转子绕组在无故障时及在发生故障时的传输线方程,包括:
根据所述转子参数将所述转子绕组的线圈等效为包含始末端的所述等效导体,依据所述转子参数及所述转子绕组不同部分的电磁耦合形式,建立所述等效导体的相应部分的单位电容矩阵、单位电感矩阵及单位电导矩阵;
利用所述多导体传输线方法,根据所述等效导体的不同部分的所述单位电容矩阵、单位电感矩阵及单位电导矩阵,计算得到相应介质环境下的局部链参数矩阵;
由链参数性质,利用所有所述局部链参数矩阵和链参数形式的所述故障矩阵,在无故障时及在发生故障时分别计算得到整个所述多个等效导体的整体链参数矩阵;
利用所述整体链参数矩阵和各所述等效导体的始末端串联边界条件,计算得到所述转子绕组在无故障时及在发生故障时的阻抗矩阵形式的传输线方程。
3.如权利要求2所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断方法,其特征在于,根据所述转子参数将所述转子绕组的线圈等效为包含始末端的所述等效导体,依据所述转子参数及所述转子绕组不同部分的电磁耦合形式,建立所述等效导体的相应部分的单位电容矩阵、单位电感矩阵及单位电导矩阵,包括:
依据所述转子参数计算所述等效导体的各种分布电容,根据所述转子绕组不同部分的电磁耦合形式和所述分布电容,建立所述等效导体的相应部分的单位电容矩阵;
利用均匀介质中电感、电容及电导三者之间的关系方程,根据所述等效导体的不同部分的所述单位电容矩阵,分别计算得到相应的单位电感矩阵及单位电导矩阵。
4.如权利要求2所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断方法,其特征在于,利用所述多导体传输线方法,根据所述等效导体的不同部分的所述单位电容矩阵、单位电感矩阵及单位电导矩阵,计算得到相应介质环境下的局部链参数矩阵,包括:
根据所述等效导体的不同部分的单位电阻矩阵、所述单位电容矩阵、所述单位电感矩阵及所述单位电导矩阵,计算得到相应的单位阻抗矩阵及单位导纳矩阵;
利用所述等效导体上的电压及电流所满足的多导体传输线方程,根据所述等效导体的不同部分的单位阻抗矩阵及单位导纳矩阵,计算得到相应介质环境下的局部链参数方程;
根据所述等效导体的不同部分在相应介质环境下的局部链参数方程计算得到相应介质环境下的所述局部链参数矩阵。
5.如权利要求2所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断方法,其特征在于,由链参数性质,利用所有所述局部链参数矩阵和链参数形式的所述故障矩阵,在无故障时及在发生故障时分别计算得到整个所述等效导体的整体链参数矩阵,包括:
由链参数性质,利用所有所述局部链参数矩阵计算得到在无故障时的所述整体链参数矩阵,及根据故障的位置,利用所有所述局部链参数矩阵和链参数形式的所述故障矩阵计算得到在发生故障时的所述整体链参数矩阵。
6.如权利要求1所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断方法,其特征在于,根据透平发电机的转子参数,构造相应转子绕组的多个等效导体和所述转子绕组的故障矩阵,通过多导体传输线方法建立所述转子绕组在无故障时及在发生故障时的传输线方程之前,还包括:
利用在发生多种不同故障时的故障点的集中参数建立相应的链参数形式的所述故障矩阵。
7.如权利要求1所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断方法,其特征在于,利用所述在无故障时及在发生故障时的传输线方程建立故障诊断模型,并利用所述故障诊断模型对待诊断透平发电机进行故障诊断,包括:
对所述的在无故障时及在发生故障时的传输线方程进行简化,分别得到所述转子绕组在无故障时及在发生故障时的端口方程,作为所述故障诊断模型;
利用所述故障诊断模型对所述待诊断透平发电机的转子绕组进行故障诊断。
8.如权利要求7所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断方法,其特征在于,利用所述故障诊断模型对所述待诊断透平发电机的转子绕组进行故障诊断,包括:
将设定时域激励信号输入至所述待诊断透平发电机的转子,测得所述待诊断透平发电机的转子绕组的实际时域端口响应;
通过时域频域变换方法将设定时域激励信号和实际时域端口响应分别转换为相应频域激励信号和实际频域端口响应;
将所述相应频域激励信号输入所述故障诊断模型,计算得到所述故障诊断模型在无故障时及在发生故障时的频域端口响应;
通过比较所述实际频域端口响应和所述的在无故障时及在发生故障时所述故障诊断模型的频域端口响应,获得所述待诊断透平发电机的转子绕组的故障信息。
9.如权利要求1所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断方法,其特征在于,所述故障包括匝间短路故障和接地短路故障。
10.如权利要求2所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断方法,其特征在于,所述介质环境包括透平发电机的转子槽体之内及之外的介质环境。
11.一种基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断装置,其特征在于,包括:
传输线方程建立单元,用于根据透平发电机的转子参数,构造相应转子绕组的多个等效导体和所述转子绕组的故障矩阵,通过多导体传输线方法建立所述转子绕组在无故障时及在发生故障时的传输线方程;
故障诊断单元,用于利用所述在无故障时及在发生故障时的传输线方程建立故障诊断模型,并利用所述故障诊断模型对待诊断透平发电机进行故障诊断。
12.如权利要求11所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断装置,其特征在于,所述传输线方程建立单元,包括:
参数矩阵获取模块,用于根据所述转子参数将所述转子绕组的线圈等效为包含始末端的所述等效导体,依据所述转子参数及所述转子绕组不同部分的电磁耦合形式,建立所述等效导体的相应部分的单位电容矩阵、单位电感矩阵及单位电导矩阵;
局部链参数获取模块,用于利用所述多导体传输线方法,根据所述等效导体的不同部分的所述单位电容矩阵、单位电感矩阵及单位电导矩阵,计算得到相应介质环境下的局部链参数矩阵;
整体链参数获取模块,用于由链参数性质,利用所有所述局部链参数矩阵和链参数形式的所述故障矩阵,在无故障时及在发生故障时分别计算得到整个所述等效导体的整体链参数矩阵;
传输线方程建立模块,用于利用所述整体链参数矩阵和各所述等效导体的始末端串联边界条件,计算得到所述转子绕组在无故障时及在发生故障时的阻抗矩阵形式的传输线方程。
13.如权利要求12所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断装置,其特征在于,所述参数矩阵获取模块,包括:
电容矩阵获取模块,用于依据所述转子参数计算所述等效导体的各种分布电容,根据所述转子绕组不同部分的电磁耦合形式和所述分布电容,建立所述等效导体的相应部分的单位电容矩阵;
电感及电导矩阵获取模块,用于利用均匀介质中电感、电容及电导三者之间的关系方程,根据所述等效导体的不同部分的所述单位电容矩阵,分别计算得到相应的单位电感矩阵及单位电导矩阵。
14.如权利要求12所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断装置,其特征在于,所述局部链参数获取模块,包括:
阻抗及导纳获取模块,用于根据所述等效导体的不同部分的单位电阻矩阵、所述单位电容矩阵、所述单位电感矩阵及所述单位电导矩阵,计算得到相应的单位阻抗矩阵及单位导纳矩阵;
链参数方程获取模块,用于利用所述等效导体上的电压及电流所满足的多导体传输线方程,根据所述等效导体的不同部分的单位阻抗矩阵及单位导纳矩阵,计算得到相应介质环境下的局部链参数方程;
局部链参数矩阵获取模块,用于根据所述等效导体的不同部分在相应介质环境下的局部链参数方程计算得到相应介质环境下的所述局部链参数矩阵。
15.如权利要求12所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断装置,其特征在于,所述整体链参数获取模块,包括:
整体链参数矩阵获取模块,用于由链参数性质,利用所有所述局部链参数矩阵计算得到在无故障时的所述整体链参数矩阵,及根据故障的位置,利用所有所述局部链参数矩阵和链参数形式的所述故障矩阵计算得到在发生故障时的所述整体链参数矩阵。
16.如权利要求11所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断装置,其特征在于,还包括:
故障矩阵建立单元,用于利用在发生多种不同故障时的故障点的集中参数建立相应的链参数形式的所述故障矩阵。
17.如权利要求11所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断装置,其特征在于,所述故障诊断单元,包括:
故障诊断模型获取模块,用于对所述的在无故障时及在发生故障时的传输线方程进行简化,分别得到所述转子绕组在无故障时及在发生故障时的端口方程,作为所述故障诊断模型;
转子绕组故障诊断模块,用于利用所述故障诊断模型对所述待诊断透平发电机的转子绕组进行故障诊断。
18.如权利要求17所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断装置,其特征在于,所述转子绕组故障诊断模块,包括:
实际时域端口响应获取模块,用于将设定时域激励信号输入至所述待诊断透平发电机的转子,测得所述待诊断透平发电机的转子绕组的实际时域端口响应;
时域频域转换模块,用于通过时域频域变换方法将设定时域激励信号和实际时域端口响应转换为相应频域激励信号和实际频域端口响应;
诊断模型频域端口响应获取模块,用于将所述相应频域激励信号输入所述故障诊断模型,计算得到所述故障诊断模型在无故障时及在发生故障时的频域端口响应;
绕组故障信息获取模块,用于通过比较所述实际频域端口响应和所述的在无故障时及在发生故障时所述故障诊断模型的频域端口响应,获得所述待诊断透平发电机的转子绕组的故障信息。
19.如权利要求11所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断装置,其特征在于,所述传输线方程建立单元还用于执行:所述故障包括匝间短路故障和接地短路故障。
20.如权利要求12所述的基于诊断模型的透平发电机转子绕组故障诊断装置,其特征在于,所述局部链参数获取模块还用于执行:所述介质环境包括透平发电机的转子槽体之内及之外的介质环境。