发电机转子绕组匝间短路故障诊断的研究

论文摘要

发电机作为电能生产的主要设备,对整个电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。转子绕组匝间短路是一种常见的发电机电气故障,对发电机进行在线监测,提前发现转子匝间短路故障,可以防止发电机转子一点和两点接地,避免事故的进一步扩大,从而保护发电机设备。因此,开发一套有效的发电机转子匝间短路故障在线监测与故障诊断系统具有重要的意义。本文对发电机转子绕组匝间短路的故障机理和磁动势进行了分析,介绍了常用的故障诊断方法,比较了各自的优缺点。根据发电机在正常运行和发生转子匝间短路故障时,轴电压偶次谐波分量的变化,提出了轴电压偶次谐波法,并结合专家经验以及人工神经网络自适应、自学习等特点,对转子绕组匝间短路的存在性和严重性进行了诊断。通过动模机组的仿真实验以及现场的实测数据分析对比,对上述相关理论进行了验证,试验结果与所得结论相互吻合。并以此为依据,开发了发电机转子绝缘监测的软件系统,其具有对发电机转子运行数据的分析、图形化展示以及打印输出报表等功能,可以协助运行人员提前发现转子匝间短路故障,该软件界面友好、操作简便。实测数据分析表明,该软件能够初步实现转子匝间短路故障的识别,具有较大的实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 发电机故障诊断技术的发展现状
• 1.2.1 国内外概况
• 1.2.2 发电机故障诊断研究方法
• 1.3 发电机转子匝间短路故障检测的研究现状
• 1.3.1 发电机转子匝间短路故障的分类
• 1.3.2 发电机转子匝间短路故障检测方法
• 1.3.3 发电机转子匝间短路急需解决的问题
• 1.4 研究的内容和主要工作
• 第2章 发电机转子绕组匝间短路理论分析
• 2.1 发电机转子的结构
• 2.2 发电机转子绕组匝间短路故障原因分析
• 2.3 发电机发生匝间短路的磁场分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 轴电压偶次谐波法在发电机转子匝间短路故障中的应用
• 3.1 发电机轴电压产生的原因及机理
• 3.2 发电机轴电压的检测
• 3.2.1 发电机轴电压检测的原理分析
• 3.2.2 发电机轴电压的检测方法
• 3.3 轴电压偶次谐波法检测发电机转子匝间短路故障
• 3.3.1 转子正常情况下磁势的分布
• 3.3.2 发生转子匝间短路后的磁势分布
• 3.3.3 实验分析与实例验证
• 3.3.4 轴电压偶次谐波法的综合评价
• 3.4 本章小结
• 第4章 人工神经网络在转子匝间短路诊断中的应用
• 4.1 人工神经网络的概况
• 4.1.1 神经网络的概念
• 4.1.2 神经网络的分类
• 4.1.3 神经网络的基本特征和功能
• 4.2 BP神经网络
• 4.2.1 BP神经网络介绍
• 4.2.2 BP算法的限制与不足
• 4.3 人工神经网络在转子绕组匝间短路中的应用
• 4.3.1 神经网络的构造及样本的选取
• 4.3.2 训练样本的数据处理
• 4.3.3 网络的结构选择
• 4.3.4 学习步长的选择
• 4.3.5 权和阈初始值的选取
• 4.3.6 神经网络的训练和识别
• 4.3.7 BP神经网络在转子绕组匝间短路中的应用
• 4.4 本章小结
• 第5章 发电机转子绝缘在线监测系统
• 5.1 硬件系统
• 5.1.1 前端数据采集系统
• 5.1.2 工控监视设备
• 5.2 软件系统
• 5.2.1 C/S结构
• 5.2.2 NET框架与C#
• 5.2.3 MySQL数据库
• 5.2.4 后台数据分析软件平台
• 5.2.5 轴电压的其它相关结论
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢