[发明专利]双馈风力发电机转子绕组三相不对称负载故障诊断方法

权利要求书

1.一种双馈风力发电机转子绕组三相不对称负载故障诊断方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：在动模实验平台上搭建双馈风力发电机转子绕组故障模拟系统；

步骤2：通过变换风速改变转差率来设置电机运行的不同状态，基于模拟系统获取转子侧模拟三相负载不对称运行故障前后的转子电流或电压信号，并进行不同状态下转子电流或电压信号进行校正，再采用电力故障录波分析装置进行相应录波，通过MATLAB读取数据并进行直流分量滤除和FFT变换处理；

步骤3：分析正常状态与故障状态下，在不同运行状态下的转子电流或电压频谱图，获取ksf及其边频的变化幅值，k=2n+1,n取从1开始的自然数，s为转差率，f为基频，根据幅值的变化率提取故障前后变化明显的频率作为诊断该故障的特征频率，用于断判双馈风力发电机转子绕组是否发生三相不对称负载故障；

所述步骤1包括：

步骤1.1：将5.5kW直流电动机与5.5kW绕线式异步电机直接相连构成双馈风力发电机组，直流电动机为异步电机提供外部励磁，通过双馈风机励磁控制屏实时控制并显示励磁大小；他励直流电机直接连接风力机特性模拟装置输出端，实时接收变风速的调节信号；异步电机转子一边输出端连接转子侧DSP控制器实现双馈异步电机的同步、超同步、次同步状态转变、另一边输出端直接连接负载以及电力故障录波分析装置，最终接入电网侧DSP控制器实现与电网的电能传输；所述负载用灯泡来模拟；

步骤1.2：在实验前先测试电压、电流互感器性能，通过工频电源、调压器、万用表验证电压互感器且二次侧不能短路，在回路中串电阻，利用调压器、钳形电流表验证电流互感器且二次侧不能开路；

步骤1.3：在采集电压电流信号时，为避免出现低频信号产生直流磁化效应，超出工频互感器频率传输范围而导致二次侧波形畸变的现象，选择型号为HZIA-C06的霍尔电流传感器；

步骤1.4：为了避免出现由于转子侧未接零线而发生零点漂移的现象，将任一相与零线短接，再测量任两相的相间电压值或电流值作为校正值，对实测信号进行零漂校正；

所述步骤2包括：

步骤2.1：通过风力机特性模拟装置调节电机转速来变换风速，从而改变转差率s来设置双馈风力发电机分别运行在三种不同的运行状态，包括同步状态、次同步状态和超同步状态；

步骤2.2：选择任一种双馈风力发电机运行状态，当双馈风力发电机工作在正常状态时，通过电流或电压互感器获取异步电机与变流器之间测量点的转子电流或电压实测值，再将实测值减去校正值的信号波形分别发送给录波器分析装置；将信号波形通过直流分量滤除和FFT变换处理，分别得到sf、3sf、2-3sf、2+3sf四处频率的正常状态幅值；

步骤2.3：在模拟系统上断路某相灯泡来模拟负载的三相不对称运行故障，再次获取异步电机与变流器之间测量点的转子电流或电压实测值，再将实测值减去校正值的信号波形分别发送给录波器分析装置，将信号波形通过直流分量滤除和FFT变换处理，分别得到sf、3sf、2-3sf、2+3sf四处频率的故障状态幅值；

所述步骤3包括：

步骤3.1：分别求取不同双馈风力发电机运行状态下，异步电机与变流器之间测量点sf、3sf、2-3sf、2+3sf频率正常状态幅值与故障状态幅值之间的变化值，再将变化值分别除以正常状态幅值得到变化率；

步骤3.2：选取sf、3sf、2-3sf、2+3sf频率中变化率最大的频率值作为诊断三相不对称负载故障的特征频率；

所述步骤3还包括：

将3sf作为双馈风力发电机通用状态特征频率，将2-3sf作为双馈风力发电机次同步状态特征频率，将2+3sf作为双馈风力发电机超同步状态特征频率。