《基於機電信息融合的發電機勵磁繞組匝間短路線上監測》是依託北京交通大學，由郝亮亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於機電信息融合的發電機勵磁繞組匝間短路線上監測
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郝亮亮
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
勵磁繞組匝間短路是危及大型同步發電機安全運行的一種典型故障，該故障的線上監測一直是發電機故障診斷領域中的難點。本項目注重故障電氣特徵及振動特徵的交叉融合，主要從以下3個方面展開研究：(1)從故障的電氣特徵入手，研究新的監測原理及提高監測靈敏性和可靠性的方法，並藉助於轉子鑒相信號實現對故障磁極的線上定位。(2)建立故障情況下定子和轉子振動的理論分析模型和計算模型，深入分析故障的振動特性及振幅的影響因素，明晰故障對振動的影響機理，找出故障獨有的振動特徵。(3)研究面向勵磁繞組匝間短路故障監測的機電信息融合方法，將故障電氣量和機械振動量進行包括數據層、特徵層和決策層的多級處理，使不同的監測原理有機融合為一整套故障的無死區線上監測方案。本項目是對電機故障分析及監測理論的創新，其研究成果將為發電機的停機檢修決策提供準確的量化依據，提高大型發電機的運行安全性，具有重要的實踐意義和廣闊的套用前景。
結題摘要
勵磁繞組匝間短路是危及大型同步發電機安全運行的一種典型故障，該故障的線上監測一直是發電機故障診斷領域中的難點。本項目注重故障電氣特徵及振動特徵的交叉融合，主要進行了如下研究：（1）提出了電氣特徵的勵磁繞組小匝數短路靈敏線上監測與定位方法，實現了小匝數短路的靈敏監測及故障磁極的線上定位。（2）考慮轉子匝間短路引起的與極對數和定子繞組形式有關的偶數次和分數次不平衡電流分量，提出了一套完整的故障時不平衡磁拉力特徵分析方法；建立了計算轉子不平衡磁拉力的場路耦合有限元模型及解析計算模型；對故障時電磁轉矩特徵進行了細緻的理論分析與仿真計算。（3）全面考慮各種空間磁場的相互作用及轉子熱變形等實際因素，對故障後發電機的定子和轉子振動特徵進行了理論分析；基於Ansys workbench 軟體建立了發電機勵磁繞組匝間短路故障時電機電磁場和機械振動的協同仿真平台，實現了故障時定、轉子振動的計算。（4）建立了勵磁繞組匝間短路故障監測的多感測器數據融合機制，確定數據層、特徵層和決策層的融合方式；特別是針對無分支電流互感器的大型汽輪發電機，套用所形成的機電信息融合方法，形成了多判據融合的線上監測方案。本項目是對電機故障分析及監測理論的創新，其研究成果將為發電機的停機檢修決策提供準確的量化依據，提高大型發電機的運行安全性，具有重要的實踐意義和廣闊的套用前景。
