【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发电机励磁系统，具体是国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统。
技术介绍
1、众所周知，同步发电机要用直流电流励磁。发电机的基本原理就是：旋转磁场掠过绕组，在绕组中产生电动势，从而发出电力。而旋转磁场就是励磁电流通过转子而产生的，所以励磁对于发电机非常重要，对于一般发电机而言，没有励磁就不能发出电力，无论励磁是永磁还是电磁。在以往的他励式同步发电机中，其直流电流是有附设的直流励磁机供给。
2、为保证全国产化励磁控制系统的软硬件稳定性、可靠性和各项性能指标，需要对励磁控制系统的软件和硬件分别进行冗余容错处理，利用基于专家知识库的故障诊断等方法监测励磁系统的运行状态，但目前的励磁系统的关键器件无法提供温度、晶闸管桥臂电流等运行数据，需要研制分布式测控装置对励磁系统的整流柜及灭磁柜的关键器件进行监测，因此，我们提出了国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统来解决上述所提到的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，包括传感器采集模块、励磁系统健康状态量化评估功能模块、智能故障诊断功能模块、预警趋势分析模块；所述传感器采集模块用于采集发电机励磁系统的工作状态信息；所述励磁系统健康状态量化评估功能模块用于根据传感器采集模块采集到的数据对励磁系统的健康状态进行量化评
4、作为本专利技术进一步的方案：所述传感器采集模块包括励磁变压器传感器、励磁调节器传感器、功率柜电流传感器、转子及灭磁回路传感器及发电机组传感器；所述传感器采集模块还包括在线连续监测单元和离线检测与测试单元。
5、作为本专利技术进一步的方案：所述在线连续监测单元中发电机出口电压有效值、电流有效值、机组有功功率、无功功率、机组频率多种电力参数采用交流采样算法；由于电网频率不是固定不变的，在电力参数交流采样中必须采用频率跟踪技术，确保采样频率与信号频率同步；软件同步的方法有两种：一种是变采样率，即假设电网频率变化很慢，根据上一周波的频率确定下一周波的采样频率，在此方法中本周波采样中所用信号周期实际为上一周波的周期信号，当信号频率波动频繁或谐波成分较多时会带来测量误差；另一种是变采样点数，即采样频率保持不变，信号频率变化时，每周波内的采样点数就会发生变化，根据不同的采样点数计算出相应的电力参数。
6、作为本专利技术进一步的方案：所述电力参数交流采样的同步方法采用变采样点数法，具体实现过程为：对一相电压整形成同频率、同相位的方波，通过计数器通道送入采集卡，测出信号周期，用周期乘以采样率就是采样点数，根据本周期的采样点数采用交流采样原理，计算出各电量值。
7、作为本专利技术进一步的方案：所述离线检测与测试单元中并不是所有状态量都需要在线连续监测，励磁运行维护人员应该定期或不定期对励磁系统进行巡检、点检和仿真测试，然后将测得的结果直接录入数据库。
8、作为本专利技术进一步的方案：所述智能故障诊断功能模块包括励磁系统状态参数单元、励磁系统故障判断单元，所述励磁系统状态参数单元用于对励磁系统状态参数进行计算；所述励磁系统故障判断单元用于根据励磁系统状态参数单元计算出的励磁系统状态参数对励磁系统故障进行判定。
9、作为本专利技术进一步的方案：所述励磁系统状态参数单元首先计算各项故障信息分数值fr与各种影响因素的修正系数ωci的乘积和得到在某一故障信息下的得分fr′，再累积设定时间段内所有的故障信息下的得分和fr，便可得到发电机组励磁系统状态参数s。
10、作为本专利技术进一步的方案：所述发电机组励磁系统状态参数s，具体公式如下：
11、
12、
13、s＝100-fr
14、其中，c为危害机组励磁系统性能的影响因素个数；ωci为第i个影响因素的修正系数；n为影响发电机励磁系统的各个故障信息个数；fr为故障信息分数值；fr′为在某一故障信息下的得分；fr为所有的故障信息下的得分和；s为发电机组励磁系统状态参数。
15、作为本专利技术进一步的方案：所述励磁系统状态参数单元根据发电机励磁系统运行时，在设定时间段内的发电机组励磁系统状态参数，判断发电机的励磁系统状态。
16、作为本专利技术再进一步的方案：所述判断发电机的励磁系统状态的标准为：
17、当s≥85时，励磁系统状态良好；
18、当45≤s＜85时，励磁系统状态合格，但需要加强监视；
19、当15≤s＜45时，励磁系统异常，发出告警信号，应尽快安排检修；
20、当s＜15时，励磁系统应退出运行，进行停机检修。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，实现了励磁系统全过程、全方位、全覆盖的实时监视、数据采集、智能分析及自动预警功能；为实时监测全国产化励磁系统的运行状态，依托国产计算机操作系统，开发基于层次分析法的励磁系统健康状态量化评估、基于多源数据挖掘与状态表征的智能故障诊断、基于大数据技术的预警趋势分析等功能，建立励磁系统运行状态的有效表征，从而提高励磁系统工作时的稳定性，进而提高励磁系统的工作效率。
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1.国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，包括传感器采集模块、励磁系统健康状态量化评估功能模块、智能故障诊断功能模块、预警趋势分析模块；所述传感器采集模块用于采集发电机励磁系统的工作状态信息；所述励磁系统健康状态量化评估功能模块用于根据传感器采集模块采集到的数据对励磁系统的健康状态进行量化评估；所述智能故障诊断功能模块用于根据励磁系统健康状态量化评估功能模块得到的量化评估结果进行智能故障诊断；所述预警趋势分析模块能够根据励磁系统健康状态量化评估功能模块与智能故障诊断功能模块得出的结果对励磁系统进行预警趋势分析。
2.根据权利要求1所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述传感器采集模块包括励磁变压器传感器、励磁调节器传感器、功率柜电流传感器、转子及灭磁回路传感器及发电机组传感器；所述传感器采集模块还包括在线连续监测单元和离线检测与测试单元。
3.根据权利要求2所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述在线连续监测单元中发电机出口电压有效值、电流有效值、机组有功功率、无功功率、机组频率多种电力参数采
4.根据权利要求3所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述电力参数交流采样的同步方法采用变采样点数法，具体实现过程为：对一相电压整形成同频率、同相位的方波，通过计数器通道送入采集卡，测出信号周期，用周期乘以采样率就是采样点数，根据本周期的采样点数采用交流采样原理，计算出各电量值。
5.根据权利要求2所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述离线检测与测试单元中并不是所有状态量都需要在线连续监测，励磁运行维护人员应该定期或不定期对励磁系统进行巡检、点检和仿真测试，然后将测得的结果直接录入数据库。
6.根据权利要求1所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述智能故障诊断功能模块包括励磁系统状态参数单元、励磁系统故障判断单元，所述励磁系统状态参数单元用于对励磁系统状态参数进行计算；所述励磁系统故障判断单元用于根据励磁系统状态参数单元计算出的励磁系统状态参数对励磁系统故障进行判定。
7.根据权利要求6所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述励磁系统状态参数单元首先计算各项故障信息分数值fr与各种影响因素的修正系数ωCi的乘积和得到在某一故障信息下的得分fr′，再累积设定时间段内所有的故障信息下的得分和Fr，便可得到发电机组励磁系统状态参数S。
8.根据权利要求7所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述发电机组励磁系统状态参数S，具体公式如下：
9.根据权利要求8所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述励磁系统状态参数单元根据发电机励磁系统运行时，在设定时间段内的发电机组励磁系统状态参数，判断发电机的励磁系统状态。
10.根据权利要求9所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述判断发电机的励磁系统状态的标准为：
...【技术特征摘要】
1.国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，包括传感器采集模块、励磁系统健康状态量化评估功能模块、智能故障诊断功能模块、预警趋势分析模块；所述传感器采集模块用于采集发电机励磁系统的工作状态信息；所述励磁系统健康状态量化评估功能模块用于根据传感器采集模块采集到的数据对励磁系统的健康状态进行量化评估；所述智能故障诊断功能模块用于根据励磁系统健康状态量化评估功能模块得到的量化评估结果进行智能故障诊断；所述预警趋势分析模块能够根据励磁系统健康状态量化评估功能模块与智能故障诊断功能模块得出的结果对励磁系统进行预警趋势分析。
2.根据权利要求1所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述传感器采集模块包括励磁变压器传感器、励磁调节器传感器、功率柜电流传感器、转子及灭磁回路传感器及发电机组传感器；所述传感器采集模块还包括在线连续监测单元和离线检测与测试单元。
3.根据权利要求2所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述在线连续监测单元中发电机出口电压有效值、电流有效值、机组有功功率、无功功率、机组频率多种电力参数采用交流采样算法；由于电网频率不是固定不变的，在电力参数交流采样中必须采用频率跟踪技术，确保采样频率与信号频率同步；软件同步的方法有两种：一种是变采样率，即假设电网频率变化很慢，根据上一周波的频率确定下一周波的采样频率，在此方法中本周波采样中所用信号周期实际为上一周波的周期信号，当信号频率波动频繁或谐波成分较多时会带来测量误差；另一种是变采样点数，即采样频率保持不变，信号频率变化时，每周波内的采样点数就会发生变化，根据不同的采样点数计算出相应的电力参数。
4.根据权利要求3所述的国产化励磁系统智能故障诊断与健康监测系统，其特征在于，所述电力参数交流采样...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯凯，郗发刚，张文斌，许其品，张岗，杨玲，李政，刘润兵，徐剑，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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