CN110927574A - 发电机转子匝间短路诊断方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发电机转子匝间短路诊断方法及装置。该方法包括：获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；对故障解调谱的频率成分进行提取，判断故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；当转子绕组存在匝间短路时，根据故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。本发明针对发电机转子绕组利用阻抗频域特性进行诊断的方式，并结合了故障解调谱和二次频谱分析诊断具有较高的灵敏度，实施方便，可实现对故障位置的准确定位。

Description

发电机转子匝间短路诊断方法及装置

技术领域

本发明涉及发电机转子匝间短路故障诊断技术领域，尤指一种发电机转子匝间短路诊断方法及装置。

背景技术

大型汽轮发电机的转子一般采用隐极式绕组，转子绕组的正负极线圈在几何结构和物理连接上具有高度的对称性。大型同步发电机是电力系统的重要设备，其安全稳定运行意义重大。同步发电机的运行故障几乎最终都体现在绝缘失效上。发电机由于转子结构的特殊性以及机组运行工况的变化，转子匝间短路成为大型同步发电机的常见故障，发生概率较高。转子匝间短路会引起机组振动增加、轴电压升高等异常现象，严重者会导致转子接地、大轴磁化等问题，导致机组被迫停机，后续处理往往需要返厂，周期长，严重影响了电厂的运行效益，增加了检修成本。

发电机转子绕组匝间短路故障的离线诊断方法主要包括交流阻抗法、极间电压和分包压降法、重复脉冲示波法等。交流阻抗法灵敏度较低，需要施加较高电压和较大电流，极间电圧和分包压降法必须在膛外状态下进行，需要施加较高电压才能保证足够的灵敏度。重复脉冲法具有较高的灵敏度，电压低，实施方便，但是重复脉冲的波形难以统一，从而导致故障诊断缺少统一的标准。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种发电机转子匝间短路诊断方法，所述方法包括：

获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

可选的，在本发明一实施例中，所述根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱包括：根据已获得的转子绕组的初始频谱，采用单端方式，根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱；或根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱。

可选的，在本发明一实施例中，所述提取所述故障解调谱的特征频率包括：对所述故障解调谱的对数幅值谱进行傅里叶反变换，得到所述故障解调谱的二次谱；根据所述二次谱，确定所述故障解调谱的特征频率。

可选的，在本发明一实施例中，所述特征频率为单端故障解调谱的二次谱中相互分立的两个正峰值所对应的频率，或双端故障解调谱的二次谱中相互分立的正峰值和负峰值所对应的频率。

可选的，在本发明一实施例中，所述根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置包括：根据特征频率数值代表的故障点位置信息，得到故障点与测量端口的距离与整个转子绕组长度的比例，确定匝间短路的故障位置。

本发明实施例还提供一种发电机转子匝间短路诊断装置，所述装置包括：

频谱采集模块，用于获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

频谱处理模块，用于根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

故障诊断模块，用于对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

故障定位模块，用于当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

可选的，在本发明一实施例中，所述频谱处理模块包括：单双端处理单元，用于根据已获得的转子绕组的初始频谱，采用单端方式，根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱；或根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱。

可选的，在本发明一实施例中，所述故障定位模块包括：第一变换单元，用于对所述故障解调谱的对数幅值谱进行傅里叶反变换，得到所述故障解调谱的二次谱；第一特征频率单元，用于根据所述二次谱，确定所述故障解调谱的特征频率。

可选的，在本发明一实施例中，所述特征频率为单端故障解调谱的二次谱中相互分立的两个正峰值所对应的频率，或双端故障解调谱的二次谱中相互分立的正峰值和负峰值所对应的频率。

可选的，在本发明一实施例中，所述故障定位模块包括：故障定位单元，用于根据特征频率数值代表的故障点位置信息，得到故障点与测量端口的距离与整个转子绕组长度的比例，确定匝间短路的故障位置。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

本发明针对发电机转子绕组利用阻抗频域特性进行诊断的方式，利用各包绕组匝间短路故障时频谱的特征规律并结合故障解调谱进行了解决，诊断具有较高的灵敏度，实施方便，可实现对故障位置的准确定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种发电机转子匝间短路诊断方法的流程图；

图2为本发明实施例中频谱测试示意图；

图3A-图3B为本发明实施例中输入阻抗频谱示意图；

图4A-图4H为本发明一具体实施例中某机组各包绕组分别存在匝间短路时的

的幅频特性曲线图；

图5为本发明一具体实施例中某600MW汽轮发电机转子绕组的实测单端解调谱的二次谱图；

图6A-图6C为本发明中图5对应发电机转子绕组不同包人工短路时双端解调谱的二次谱图；

图7为本发明实施例一种发电机转子匝间短路诊断装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种发电机转子匝间短路诊断方法及装置。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示为本发明实施例一种发电机转子匝间短路诊断方法的流程图，图中所示方法包括：

步骤S1，获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

步骤S2，根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

步骤S3，对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

步骤S4，当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

作为本发明的一个实施例，根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱包括：根据已获得的转子绕组的初始频谱，采用单端方式，根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱；或根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱。

作为本发明的一个实施例，提取所述故障解调谱的特征频率包括：对所述故障解调谱的对数幅值谱进行傅里叶反变换，得到所述故障解调谱的二次谱；根据所述二次谱，确定所述故障解调谱的特征频率。

作为本发明的一个实施例，特征频率为单端故障解调谱的二次谱中相互分立的两个正峰值所对应的频率，或双端故障解调谱的二次谱中相互分立的正峰值和负峰值所对应的频率。

作为本发明的一个实施例，根据故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置包括：根据特征频率数值代表的故障点位置信息，得到故障点与测量端口的距离与整个转子绕组长度的比例，确定匝间短路的故障位置。

在本发明一具体实施例中，发电机转子绕组可以看做具有传输线特性的二端口网络，两个端口即为转子绕组的首端和末端，实物上对应于发电机转子的正负集电环。二端口网络特性可以用式(1)来表示：

I_s(1)、V_s(1)表示转子绕首端电流、电压，I_r(1)、V_r(1)表示转子绕组末端电流、电压。

当转子末端开路时，I_r＝0，则V_s＝Z₁₁I_s，Z₁₁即为首端的输入阻抗，同样地，Z_LL为末端的输入阻抗。Z₁₁、Z_LL是频率ω的函数，即频域输入阻抗。该网络内部任何结构和参数的变化，包括转子的变形、移位、匝间短路、接地都能够引起网络特性的变化，从而引起频域输入阻抗的变化。

本发明采用测量转子绕组的频域输入阻抗特性的形式，即通过扫频方式获得绕组输入阻抗与频率的变化关系或者称为频谱，包括阻抗的幅值和相位。扫频方式包括但不限于采用正弦扫频，以正弦扫频为例，单点的信号为一定频率的正弦信号，如图2所示，施加在转子绕组一端与大轴之间，另一端开路，测量绕组上的电压和电流，即可计算得到绕组的频域阻抗信息，包括幅值和相角。

转子绕组二端口网络存在两个端口，即内滑环端、外滑环端或者称为正极端、负极端。如前所述，由于转子绕组具有高度对称性，对于绝缘完好的转子绕组，两端的输入阻抗特性是一致的。一旦转子绕组内部出现匝间短路，通过分析正常特性及故障特性之间的差异，或者正负两端输入阻抗特性的差异，即可实现转子绕组的故障诊断和定位。因此，对于新机组，可以留取无故障的初始频谱，对机组运行后以同样地方法采集当前频谱，两者比较进行故障诊断。对于没有留取初始频谱的机组，采用转子绕组近端输入阻抗与远端输入阻抗进行比较的方法进行故障诊断。

在本发明一具体实施例中，图3A-图3B给出了正常绕组以及第一包至第八包绕组包内同样位置分别发生一点金属性匝间短路时的阻抗频谱，频率范围为1kHz～1MHz，其中，图3A为正常绕组与1～4包故障绕组的输入阻抗频谱，图3B为正常绕组与1～4包故障绕组的输入阻抗频谱。可以将整个频率范围划分为低频、中频和高频三段，如图3B所示。可以看出，正常绕组的阻抗频谱在低频段存在不同的谐振峰，且谐振峰值逐渐衰减，在中频段谱线较为平坦，在高频段存在一明显的谐振峰，随后逐渐衰减并趋于稳定，高频下体现的主要是绕组的电容效应，阻抗趋近于零。

对比不同包发生匝间短路时的故障阻抗频谱，可以发现与正常绕组相比，故障阻抗幅值或相位谱线发生了不同程度的波动，而且这种波动具有明显的周期性，这种周期性与通常所指的时间信号的周期性不同，确切的说，是在“频域”上以频率为周期的周期性。匝间短路故障点引发了频谱的两种波动。一种是位于低频段，见图3A，正常频谱本身存在一种周期性振荡，而故障频谱，见图3A-图3B，低频段也存在周期性振荡，但与正常频谱存在微小差异，若将两者作差或相比，差值或比值也是同样周期的一种波动。更为明显的，故障频谱在整个频段上存在另一种更为缓慢的幅度更大的波动。这种波动是正常频谱和故障频谱之间的一种调制效应，时域上对应一种卷积效应。因此，可以通过频域解调得到故障信号的频谱，进而可以通过分析故障信号的频谱成分得到故障的大小和位置信息，这就是频域解调的主要思想。

在本发明一具体实施例中，针对单端情况，对故障诊断和定位的过程具体包括：

1)对于新机组，获取频域输入阻抗初始频谱。

以正弦扫频为例，在转子绕组的内滑环和大轴之间施加正弦扫频电压信号，频率范围一般可取1kHz～2MHz，也可自行选择，但应覆盖转子绕组的截止频率，频率间隔一般可取1kHz，电压幅值为低压范围，一般在5V以内。需要指出的是，频率范围越宽，频率间隔越小，本发明的实施效果将会越明显。测量各频率下的电压电流，通过电压电流计算得到两端的输入阻抗频谱Z_in和Z_on，包括幅值谱和相位谱，对于正常机组，Z_in＝Z_on。

2)运行机组停机后，在同样条件下，包括相同转速，相同温度状态等，重复1)的步骤，获取频域输入阻抗当前双端口的频谱Z_if和Z_of。

3)根据下式得到故障解调谱：

其中f为频谱中各离散频率点，

为当前阻抗频谱各点的复数阻抗。

为正常绕组阻抗频谱中各点的复数阻抗。

为绕组解调谱中各点的复数阻抗。θ_if为当前绕组频谱各点的相位，θ_in为初始频谱各点的相位。图4A-图4H给出了某机组各包绕组分别存在匝间短路时的

的幅频特性曲线，其中，图4A为第一包，图4B为第二包，图4C为第三包，图4D为第四包，图4E为第五包，图4F为第六包，图4G为第七包，图4H为第八包。可以看出，解调谱400kHz以内的波形存在一种快速的抖动，忽略此种快速抖动后，整体趋势为具有一定波动周期性(相对缓慢)的信号，1～8包短路时信号逐渐压缩变窄，波动次数逐渐增加，波动的幅值呈现衰减趋势。

4)故障解调谱特征频率提取。对故障解调谱进行二次谱分析，提取其特征频率成分：按照下式对

进行变换，得到解调谱的二次谱：

F^-1表示傅里叶反变换，τ称为故障解调谱的特征频率，由于是对频谱的频率成分进行分析，即二次谱表示的是频谱的频谱，故τ以秒为单位，τ＝1/f。本发明中所指的特征频率单位均为秒(S)。式(3)的含义是对

的幅值谱取对数后进行傅里叶反变换。对数运算的一种作用是将两个频域成分的相除转换成相减，便于分离，另一种作用是通过对幅值谱求对数，平均了频域的能量，从而集中了时域的能量，能够突出分离后的故障信号。

通过上式，相当于对解调频谱进行二次频谱分析，分离其不同的波动分量，实现了特征频率的提取。特征频率在二次谱中以正峰值的形式存在，不同的正峰值代表了解调谱中不同的波动成分。图5给出了某600MW汽轮发电机转子绕组的实测单端故障解调谱的二次谱。可见，第二线包到第八线包分别发生匝间短路时，在较低频位置，各包的故障特征频率τ₁分别以不同幅值的正峰值呈现，且依次排开，且在特征频率谱较高频位置，各包共同存在一幅值较小的固有故障特征频率τ₀。τ₀和τ₁可以通过寻找正峰值对应的特征频率求得。

5)故障诊断及定位。

上述二次谱若呈现一条直线且不存在明显的正峰值，则判断转子绕组不存在明显的匝间短路；若存在两个明显分立的低频和高频正峰值，如图5所示，则根据4)中获得的τ₀和τ₁，根据式(4)进行故障定位：

R_f＝τ₁/τ₀×100％ (4)

R_f为以Z_if对应的测量端为起点，绕组的故障位置距测量端的长度占整个绕组长度的比例。

6)当τ₁＞0.5τ₀时，说明故障远离Z_if端口，为保证灵敏度，应改用对端Z_of的输入阻抗频谱进行判断，此时式(2)变为：

然后重复(4)～(5)，进行故障诊断和定位程序，此时定位相对的测量端变为Z_of。

在本发明一具体实施例中，针对双端情况，对故障诊断和定位的过程具体包括：

1)对于某特定机组，按照单端情况时的方法获取频域输入阻抗当前双端频谱Z_if和Z_of。

2)根据下式得到双端口的故障解调谱：

3)故障解调谱波动频率提取。

按照单端情况第4)步骤中方法一所述，得到双端解调谱的特征频率谱。与单端法不同的是，双端法特征频率谱峰值点在特征频谱图上会呈现两个正负分立的峰值点τ₁和τ₂分立的情况，τ₁为正峰值对应的频率，τ₂为负峰值对应的频率，τ₁＜τ₂。其分别代表了故障点距离两端口的位置信息。图6A-图6C给出了图5对应发电机转子绕组不同包人工短路时双端解调频谱的特征频率谱，其中，图6A为第六包，图6B为第七包，图6C为第八包。可见，随着短路位置越来越靠近绕组中心，τ₁和τ₂也相互靠近，进一步证明了τ₁和τ₂代表了同一故障点距两端口的位置信息。

4)故障诊断及定位。

上述二次谱若呈现一条直线且不存在明显的正负峰值，则判断转子绕组不存在匝间短路；若存在明显正负峰值，并呈现分立的情况，则根据3)中获得的τ₁和τ₂，根据下式进行故障定位：

R_f＝τ₁/(τ₁+τ₂)×100％ (7)

R_f为以Z_if对应的测量端为起点，绕组的故障位置距测量端的长度占整个绕组长度的比例。

5)特殊的，当特征频率谱中正峰值对应频率τ₁＞负峰值对应频率τ₂时，说明二次谱反相，应将式(6)改为：

然后重复(3)～(4)步骤，进行故障诊断和定位程序，此时定位相对的测量端变为Z_of。

本发明针对发电机转子绕组利用阻抗频域特性进行诊断的方式，利用各包绕组匝间短路故障时频谱的特征规律并结合故障解调谱进行了解决，诊断具有较高的灵敏度，实施方便，可实现对故障位置的准确定位。

如图7所示为本发明实施例一种发电机转子匝间短路诊断装置的结构示意图，图中所示装置包括：

频谱采集模块10，用于获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

频谱处理模块20，用于根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

故障诊断模块30，用于对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

故障定位模块40，用于当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

作为本发明的一个实施例，频谱处理模块包括：单双端处理单元，用于根据已获得的转子绕组的初始频谱，采用单端方式，根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱；或根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱。

作为本发明的一个实施例，故障定位模块包括：第一变换单元，用于对所述故障解调谱的对数幅值谱进行傅里叶反变换，得到所述故障解调谱的二次谱；第一特征频率单元，用于根据所述二次谱，确定所述故障解调谱的特征频率。

作为本发明的一个实施例，特征频率为单端故障解调谱的二次谱中相互分立的两个正峰值所对应的频率，或双端故障解调谱的二次谱中相互分立的正峰值和负峰值所对应的频率。

作为本发明的一个实施例，故障定位模块包括：故障定位单元，用于根据特征频率数值代表的故障点位置信息，得到故障点与测量端口的距离与整个转子绕组长度的比例，确定匝间短路的故障位置。

基于与上述一种发电机转子匝间短路诊断方法相同的申请构思，本发明还提供了上述一种发电机转子匝间短路诊断装置。由于该一种发电机转子匝间短路诊断装置解决问题的原理与一种发电机转子匝间短路诊断方法相似，因此该一种发电机转子匝间短路诊断装置的实施可以参见一种发电机转子匝间短路诊断方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明针对发电机转子绕组利用阻抗频域特性进行诊断的方式，利用各包绕组匝间短路故障时频谱的特征规律并结合故障解调谱及二次谱进行了解决，诊断具有较高的灵敏度，实施方便，可实现对故障位置的准确定位。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

基于与上述一种发电机转子匝间短路诊断方法相同的申请构思，本发明还提供了上述一种计算机设备及一种计算机可读存储介质。由于该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质解决问题的原理与一种发电机转子匝间短路诊断方法相似，因此该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质的实施可以参见一种发电机转子匝间短路诊断方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明针对发电机转子绕组利用阻抗频域特性进行诊断的方式，利用各包绕组匝间短路故障时频谱的特征规律并结合故障解调谱及二次谱进行了解决，诊断具有较高的灵敏度，实施方便，可实现对故障位置的准确定位。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种发电机转子匝间短路诊断方法，其特征在于，所述方法包括：

获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱包括：

根据已获得的转子绕组的初始频谱，采用单端方式，根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱；或

根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述故障解调谱的特征频率包括：

对所述故障解调谱的对数幅值谱进行傅里叶反变换，得到所述故障解调谱的二次谱；

根据所述二次谱，确定所述故障解调谱的特征频率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征频率为单端故障解调谱的二次谱中相互分立的两个正峰值所对应的频率，或双端故障解调谱的二次谱中相互分立的正峰值和负峰值所对应的频率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置包括：根据特征频率数值代表的故障点位置信息，得到故障点与测量端口的距离与整个转子绕组长度的比例，确定匝间短路的故障位置。

6.一种发电机转子匝间短路诊断装置，其特征在于，所述装置包括：

频谱采集模块，用于获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

频谱处理模块，用于根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

故障诊断模块，用于对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

故障定位模块，用于当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述频谱处理模块包括：单双端处理单元，用于根据已获得的转子绕组的初始频谱，采用单端方式，根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱；或根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述故障定位模块包括：

第一变换单元，用于对所述故障解调谱的对数幅值谱进行傅里叶反变换，得到所述故障解调谱的二次谱；

第一特征频率单元，用于根据所述二次谱，确定所述故障解调谱的特征频率。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述特征频率为单端故障解调谱的二次谱中相互分立的两个正峰值所对应的频率，或双端故障解调谱的二次谱中相互分立的正峰值和负峰值所对应的频率。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述故障定位模块包括：故障定位单元，用于根据特征频率数值代表的故障点位置信息，得到故障点与测量端口的距离与整个转子绕组长度的比例，确定匝间短路的故障位置。

11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

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