[发明专利]一种基于小波变换的同步调相机定子绕组短路故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于小波变换的同步调相机定子绕组短路故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：采集同步调相机在当前故障工况下的励磁电流信号和当前故障工况下的转子位置角θ_α，α＝A,B,C，θ_A、θ_B和θ_C分别为励磁绕组轴线分别与A相、B相和C相绕组轴线的夹角；根据下式获得短路时刻的转子位置角：

其中，Δt＝t₁-t₂，t₁为同步调相机转子大齿表面励磁绕组轴线上的信号发生器不再发出信号时刻，t₂为同步调相机定子铁芯内圆A相定子绕组轴线上的位置传感器上一次接收信号时刻；

步骤二：对步骤一获得的励磁电流信号依次进行FFT变换和小波变换，获得十个频段小波序列；

步骤三：在十个频段小波序列中选取特征频段、并计算特征频段的频段能量和；

步骤四：构建同步调相机故障工况模型，调整该模型参数，获得频率最小的两个特征频段的能量范围以及不同故障工况下的励磁电流信号和转子位置角，利用不同故障工况下的励磁电流信号和转子位置角，分别获得不同故障工况下的转子位置角-能量和曲线；

步骤五：将步骤三获得的特征频段中频率最小的两个特征频段的能量分别与相应能量范围进行比较，确定当前故障工况下同步调相机定子绕组的故障类型；

设步骤三获得的特征频段中频率最小的特征频段为频段1，第二小的特征频段为频段2，

在频段1对应的能量范围中由大到小按顺序选取5个阈值点，所述5个阈值点分别为：第1个阈值点与第2个阈值点分别为两相接地短路故障工况下频段1能量范围的上、下界，第3个阈值点与第5个阈值点分别为单相短路故障工况下频段1能量范围的上、下界，第4个阈值点为两相短路故障工况下频段1能量范围的下界，

在频段2对应的能量范围内选取一个预设阈值点，该预设阈值点为单相短路故障工况下频段2能量范围上界的0.5倍，

当频段1的能量大于第1个阈值点时，当前故障工况的故障类型为三相短路故障，

当频段1的能量位于第1个阈值点与第2个阈值点之间时，当前故障工况的故障类型为两相接地短路故障，

当频段1的能量位于第2个阈值点与第3个阈值点之间时；或当频段1的能量位于第3个阈值点与第4个阈值点之间，且频段2的能量大于预设阈值点时，当前故障工况的故障类型为两相短路故障，

当频段1的能量位于第3个阈值点与第4个阈值点之间，且频段2的能量小于预设阈值点时；或当频段1的能量位于第4阈值点与第5个阈值点之间时，当前故障工况的故障类型为单相短路故障；

步骤六：判断当前故障工况的故障类型是否为三相短路故障，是则确定当前故障工况的故障相为A相、B相和C相，并结束诊断，否则执行步骤七；

步骤七：根据步骤五获得的故障类型选取出相应工况的转子位置角-能量和曲线，利用该曲线与步骤三获得的频段能量和获得疑似夹角；

步骤八：判断步骤七获得的所有疑似夹角中是否有与θ_α相等的情况，是则执行步骤九，否则返回步骤一；

步骤九：当步骤五获得的当前故障工况的故障类型是为单相故障，则当前故障工况下同步调相机定子绕组的故障相为α相，

当步骤五获得的当前故障工况的故障类型是为两相故障，则当前故障工况下同步调相机定子绕组的非故障相为α相，所述两相故障包括两相短路故障和两相接地短路故障。

2.根据权利要求1所述的一种基于小波变换的同步调相机定子绕组短路故障诊断方法，其特征在于，步骤一中，对同步调相机发生定子绕组短路故障后0s～0.08s内的励磁电流信号进行采集，采样频率为5000Hz。

3.根据权利要求1所述的一种基于小波变换的同步调相机定子绕组短路故障诊断方法，其特征在于，步骤二具体为：

首先，对励磁电流信号进行标幺化处理，

然后，对标幺化处理后的励磁电流信号进行FFT变换，获得信号频谱图，

最后，在信号频谱图中查找信号特征频率，并对标幺化处理后的励磁电流信号进行九层离散小波变换，获得十个频段小波序列，所述九层离散小波变换的采样频率为5000Hz。