【技术实现步骤摘要】
一种同步调相机在线监测及故障诊断方法和系统
本专利技术属于电力设备在线监测与故障诊断
，涉及同步调相机监测
，具体涉及一种同步调相机在线监测及故障诊断方法和系统。
技术介绍
截至目前，我国多个换流站已装设大型同步调相机。而对同步调相机的检修工作主要是定期进行预防性试验，根据试验结果进而判断同步调相机的运行状态，从而确定是否可以继续运行。但随着电力系统结构的复杂化和多样化，对电力系统安全可靠运行的要求指标也越来越高。传统简单的试验与诊断方法已经无法适应市场的需求，对同步调相机运行状态实行在线监测显得尤为重要。而目前我国甚至国际上都还没有很成熟的同步调相机状态监测产品，结合各种文献和资料，目前对同步调相机的在线监测和诊断技术仍未形成完善的体系，大多数都只是针对单一或几个参数的在线监测，并不利于故障的诊断，更不用提后期数据的保存和处理。论文《基于RBF神经网络的调相机故障诊断算法研究》(华中科技大学硕士论文-2018)提出一种基于改进K均值聚类算法的径向基神经网络算法，该论文只是通过理论分析并未对故障数据进行模...
【技术保护点】
1.一种同步调相机在线监测及故障诊断方法，其特征在于：/n通过同步调相机故障运行下的定转子匝间磁通量的故障特征向量和振动信号的故障特征向量训练多故障分类器；将未知故障情况下的同步调相机特征向量输入训练后的多故障分类器，获得对应的故障类别；同时，通过定转子电流特征向量诊断同步调相机发生的故障类别，对同步调相机的故障进行综合判断。/n
【技术特征摘要】
1.一种同步调相机在线监测及故障诊断方法，其特征在于：
通过同步调相机故障运行下的定转子匝间磁通量的故障特征向量和振动信号的故障特征向量训练多故障分类器；将未知故障情况下的同步调相机特征向量输入训练后的多故障分类器，获得对应的故障类别；同时，通过定转子电流特征向量诊断同步调相机发生的故障类别，对同步调相机的故障进行综合判断。
2.一种同步调相机在线监测及故障诊断方法，其特征在于，所述在线监测及故障诊断方法包括以下步骤：
步骤一：采集同步调相机正常运行状态下的定转子电流信号、同步调相机振动信号，以及同步调相机定转子绕组端部的磁通量信号，采集实验室模拟同步调相机故障状态下的定转子电流信号、同步调相机振动信号以及同步调相机定转子绕组端部的磁通量信号；
步骤二：对采集到的正常运行状态以及故障状态下的定转子电流信号、同步调相机振动信号和磁通量信号进行预处理；
步骤三：对预处理过的同步调相机的定转子电流信号进行小波包分解与重构，得到在正常运行状态以及对应不同故障状态下的同步调相机定转子电流特征向量；
对预处理过的同步调相机的振动信号进行经验模态分解，提取正常运行状态以及不同故障状态下的振动信号特征向量；
将预处理过的定转子绕组端部磁通量的数值变化，即正常运行状态和故障状态下定转子绕组端部磁通量的差值作为同步调相机定转子匝间磁通量的故障特征向量；
步骤四：将同步调相机定转子匝间磁通量的故障特征向量和振动信号的故障特征向量即不同故障状态下的振动信号特征向量组成故障特征向量集合，故障特征向量集合作为基于最小二乘支持向量机的多故障分类器(以下简称多故障分类器)的训练样本集进行输入，对多故障分类器进行训练；
将同步调相机正常运行状态下的定转子匝间磁通量特征向量和振动信号特征向量，作为正常运行的基础数据集合，多故障分类器根据基础数据集合和故障特征向量集合设定不同故障类别；
步骤五：实时采集未知故障情况下的同步调相机振动信号、定转子匝间磁通量信号，和定转子电流信号；提取未知故障情况下的振动信号特征向量和定转子匝间磁通量特征向量并组成特征向量集合输入经步骤四训练后得到的多故障分类器，得到同步调相机的具体故障类别；
步骤六：基于步骤五实时采集的未知故障情况下的同步调相机的定转子电流信号，按照步骤三的方式计算定转子电流特征向量，通过定转子电流特征向量诊断同步调相机发生的故障类别，若故障类别诊断结果与步骤五诊断结果相同，则判断同步调相机出现该种类别故障；若结果不同则重新进行数据收集，再次重复上述步骤一至步骤六，如果判断结果仍然不同，则应在检修时对两种方式诊断出的不同故障进行分类检查。
3.根据权利要求2所述的同步调相机在线监测及故障诊断方法，其特征在于：
在步骤一中，所述电流传感器为霍尔电流传感器；
通过多组加速度传感器测量同步调相机振动信号，所述加速度传感器布置于调相机外表面与调相机内部有刚性连接的部位。
4.根据权利要求3所述的同步调相机在线监测及故障诊断方法，其特征在于：
加速度传感器共设置8个测点，其中6个加速度传感器设置在外壳体有刚性连接的部位，另外两个加速度传感器设置在转轴两端。
5.根据权利要求2所述的同步调相机在线监测及故障诊断方法，其特征在于：
在步骤二中，对同步调相机的定转子电流信号的预处理包括：通过电流传感器采集定转子电流信号后通过隔离放大模块进行放大并除去波纹成分；
对同步调相机的振动信号的预处理包括：通过加速度传感器采集振动信号后经过低通滤波电路滤除干扰信号。
6.根据权利要求2或5所述的同步调相机在线监测及故障诊断方法，其特征在于：
在步骤三中，对实验室所模拟的同步调相机不同故障状态下的定转子电流信号进行小波分解并提取出特征量，不同的故障对应着不同的特征量，得到不同故障对应的特征量范围。
7.根据权利要求6所述的同步调相机在线监测及故障诊断方法，其特征在于：
在步骤三中，按照以下步骤对定转子电流信号进行小波包分解与重构：
(1)首先对采集信号进行小波包3层分解；
(2)对小波包分解系数进行重构，提取各频带范围的信号；重构总信号S可表示为：
S＝S0+S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7；
其中，S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7分别表示小波分解系数由低频到高频的重构信号；
(3)计算各频带信号的总能量，设Sj(j＝0,1,...,7)对应的能量为Ej(j＝0,1,...7)，则：
其中xjk(j＝0,1,...,7；k＝1,2,...n)表示重构信号Sj的离散点的幅值，n为离散点的个数；
(4)构造特征向量，以各频带信号的能量为元素构造一个特征向量T：
T＝[E0,E1,E2,E3,E4,E5,E6,E7]
对特征向量T进行归一化处理；令归一化后的向量T’为
T′＝[E0/E,E...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴锋，汤晓峥，马宏忠，陈轩，蒋梦瑶，刘一丹，赵学华，陈浈斐，陈昊，陶玉波，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司检修分公司，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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