汽轮发电机转子绕组故障的检测方法研究

论文摘要

汽轮发电机转子匝间短路是一种常见的发电机故障,对其进行状态监测和故障诊断是非常必要的。本文在阐述转子基本结构、转子匝间短路的原因和匝间短路引起的电磁特性的基础上,对汽轮发电机转子绕组匝间短路故障进行了机电联合诊断研究。通过分析汽轮发电机转子正常运行及匝间短路故障运行时各参数的变化,推导出转子匝间短路造成的转子径向振动特征和定子绕组并联支路环流特征。将小波多分辨率分析与小波能量谱分析方法运用到发电机转子发生匝间短路时在定子并联支路产生的电压差与环流信号的分析中,并对信号进行了小波包软阈值去噪。采用Mallat算法对信号进行快速分解与重构。采用了第6高频细节的小波能量作为转子匝间短路故障的特征量。通过动模实验验证了理论分析的正确性和诊断方法的可行性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 转子匝间短路故障的研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 第二章 汽轮发电机转子结构和转子匝间短路时的电磁特性
• 2.1 转子的基本结构
• 2.2 转子匝间短路的形式和原因
• 2.3 汽轮发电机转子电磁特性分析
• 2.3.1 正常情况下的转子磁势分析
• 2.3.2 发生匝间短路后的转子磁势分析
• 2.3.3 合成磁场的分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 汽轮发电机转子匝间短路时转子振动特性分析
• 3.1 汽轮发电机转子匝间短路时转子振动机理分析
• 3.1.1 发电机定转子气隙磁导
• 3.1.2 发电机定转子气隙磁势
• 3.1.3 发电机定转子气隙磁场能量
• 3.2 转子振动特征实验分析和验证
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于小波变换的发电机转子绕组匝间短路故障检测
• 4.1 傅立叶变换
• 4.2 短时傅立叶变换
• 4.3 小波变换
• 4.3.1 连续小波变换
• 4.3.2 离散小波变换
• 4.3.3 多分辨率分析
• 4.3.4 小波包分析
• 4.3.5 小波能量谱
• 4.3.6 小波熵理论
• 4.4 小波分析及其在故障诊断中的应用
• 4.4.1 小波变换用于检测奇异信号
• 4.4.2 小波变换用于信号特征的抽取和数据压缩
• 4.4.3 小波变换用于滤波和去噪
• 4.5 基于小波能量谱的转子匝间短路故障分析
• 4.5.1 定子并联支路环流特性分析回顾
• 4.5.2 实验验证
• 4.5.3 计算结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况