汽轮发电机转子绕组匝间短路故障检测的研究

摘要

本文在传统探测线圈法检测发电机转子绕组匝间短路故障的基础上，利用小波变换信号处理方法和虚拟仪器技术，对汽轮发电机转子绕组匝间短路故障检测进行了研究。分析了发电机转子绕组匝间短路的故障机理和探测线圈法检测发电机转子匝间短路的诊断机理，将小波变换的时频分解能力强的优点应用到了探测线圈法感应电动势信号分析处理中，并用实验证明了利用小波分解不同尺度能量的变化和小波变换模极大值点可识别感应电势信号峰值的跳变，适合检测转子匝间短路，提高了探测线圈法检测发电机转子匝间短路的准确度。针对发电机转子绕组动态匝间短路难以检测诊断的难题，设计搭建了发电机转子绕组动态匝间短路故障检测的硬件，并采用虚拟仪器技术LabVIEW语言设计开发了发电机转子绕组动态匝间短路故障检测软件。动模实验证明开发的软件适合转子绕组动态匝间短路的故障检测。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1大型汽轮发电机状态监测与故障诊断研究的意义

1.2大型汽轮发电机故障分类

1.3汽轮发电机状态监测与故障诊断的研究概况

1.4汽轮发电机转子绕组匝间短路故障检测研究现状

1.5本文主要工作

第二章汽轮发电机转子结构和转子绕组匝间短路故障机理

2.1汽轮发电机转子总体结构

2.2转子绕组的结构

2.3转子绕组匝间短路的常见形式和原因分析

2.4汽轮发电机转子绕组匝间短路前后气隙磁势的变化

2.5汽轮发电机定、转子气隙磁场分析

2.6汽轮发电机转子气隙磁场中槽漏磁势的解析

2.7本章小结

第三章基于小波变换的发电机转子绕组匝间短路故障检测

3.1傅立叶变换

3.2短时傅立叶变换

3.3小波变换

3.3.1连续小波变换

3.3.2离散小波变换

3.3.3多分辨率分析

3.4小波变换及其在故障诊断中的应用

3.4.1小波变换用于检测奇异信号

3.4.2小波变换用于信号特征的抽取和数据压缩

3.4.3小波变换用于滤波和去噪

3.5小波变换应用于动模发电机转子绕组匝间短路故障检测

3.5.1 SDF-9型故障模拟发电机简介

3.5.2微分探测线圈制作及其在动模发电机气隙中的安装

3.5.3动模发电机转子绕组匝间短路实验

3.5.4感应电势信号的小波变换-分解、单频带重构、消噪

3.5.5探测线圈法检测发电机转子匝间短路故障常规判据的延伸

3.6本章小结

第四章基于虚拟仪器的发电机转子绕组动态匝间短路故障检测

4.1虚拟仪器技术

4.1.1虚拟仪器技术简介

4.1.2图形化编程语言开发工具LabVIEW

4.2硬件部分

4.2.1系统硬件结构

4.2.2主要硬件电路设计

4.3检测系统软件设计

4.3.1前面板

4.3.2程序框图

4.3.3创建应用程序

4.4检测系统测试性能

4.4.1软件运行环境及其技术指标

4.4.2检测软件

4.5本章小结

第五章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文和科研情况