發(fā)電機(jī)繞組與偏心故障交叉特征分析及其檢測(cè)方法研究.pdf

1、本文在詳細(xì)分析轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組匝間短路、定子繞組短路等電氣故障的電氣信號(hào)特征，以及氣隙偏心故障的振動(dòng)特征基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了電氣故障的振動(dòng)特征和機(jī)械故障的電氣特征(即故障交叉特征)，提出了故障特征的自動(dòng)識(shí)別、自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及相關(guān)的故障檢測(cè)方法，并研制開(kāi)發(fā)了基于虛擬儀器技術(shù)的故障檢測(cè)系統(tǒng)。本文的主要研究成果如下： 1、對(duì)發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的振動(dòng)特征和電氣特征進(jìn)行了機(jī)理分析與實(shí)驗(yàn)研究。得到了故障發(fā)生時(shí)定子繞組并聯(lián)支路環(huán)流特

2、征和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中感應(yīng)附加諧波電流特征，給出了勵(lì)磁電流諧波頻率與氣隙主磁場(chǎng)諧波次數(shù)、發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)、轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系表達(dá)式。并得到了故障發(fā)生時(shí)定轉(zhuǎn)子徑向振動(dòng)特征和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組匝間短路位置對(duì)振動(dòng)的影響。通過(guò)分析比較轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組短路故障和轉(zhuǎn)子不平衡故障時(shí)定轉(zhuǎn)子徑向振動(dòng)特征，提出了基于定轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子故障檢測(cè)方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，可有效區(qū)分轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組匝間短路故障和轉(zhuǎn)子不平衡故障。 2、對(duì)發(fā)電機(jī)氣隙偏心故障的振動(dòng)特征和電氣特征

3、進(jìn)行了機(jī)理分析與實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)分析氣隙偏心故障的電磁特性，指出靜偏心將激發(fā)定轉(zhuǎn)子2倍機(jī)械轉(zhuǎn)頻的振動(dòng)；動(dòng)偏心將激發(fā)轉(zhuǎn)子與機(jī)械轉(zhuǎn)頻同頻的振動(dòng)，激發(fā)定子1倍、2倍、3倍、4倍機(jī)械轉(zhuǎn)頻的振動(dòng)。通過(guò)分析定子繞組并聯(lián)支路間的電壓差表達(dá)式，指出靜偏心、動(dòng)偏心都將引起基波環(huán)流，且環(huán)流幅值隨偏心程度增加而增加。通過(guò)比較轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組匝間短路、轉(zhuǎn)子不平衡、氣隙靜偏心、氣隙動(dòng)偏心故障時(shí)轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性和定子繞組并聯(lián)支路環(huán)流特性的區(qū)別，提出了基于轉(zhuǎn)子振動(dòng)和定子繞組并

4、聯(lián)支路環(huán)流特性的機(jī)電綜合特征故障檢測(cè)方法。 3、通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組匝間短路實(shí)驗(yàn)分析，表明發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸心軌跡不僅受機(jī)械故障的影響，同時(shí)也受電氣故障的影響。并提出了一種基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)分析方法的軸心軌跡進(jìn)動(dòng)方向自動(dòng)識(shí)別方法，仿真與實(shí)驗(yàn)都得到較好的識(shí)別結(jié)果。 4、提出一種新的BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法—誤差逼近度漸進(jìn)收縮學(xué)習(xí)算法和一種新的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBFNN)算法—兩層迭代聚類算法。建立了基于自適應(yīng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)電機(jī)故障識(shí)別