CN111679192B - 一种抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，其包括控制系统以及检测部件，所述控制系统包括，检测模块以及判定模块；本发明在抽水蓄能发电电动机内设置多组检测部件，对不同部位的不同数据进行检测，避免了单个检测部件容易受到电磁干扰的问题，使得数据获取更为精确，继而对不同的数据按照不同标准进行初步判定，获取不同部位不同检测数据的判定结果，再按照预设逻辑对初步判定结果设定优先级进行二次精确判定，保证了检测结果的准确与可靠，本发明能同时进行抽水蓄能发电电动机转子的电气故障检测与物理故障检测，提高了故障检测的范围，进而提高了抽水蓄能发电电动机转子转动时的安全性与可靠性。

Description

一种抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置
技术领域
本发明领域为发电机转子故障检测领域，具体为一种抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置。
背景技术
抽水蓄能电站可以利用电力负荷低谷时的电能将下游的水抽至上水库储存起来，在电力负荷高峰期放水至下水库发电，起到“削峰填谷”和事故备用的作用，抽水蓄能发电电动机在整个电站的安全稳定运行中起着重要作用，其性能优劣、适应程度，直接关系到电站乃至整个电网的安全稳定运行，对电站及电网都有着很大的影响，因抽水蓄能发电电动机具有双向旋转、启停频繁、多工况转换、过渡过程复杂等特点，其故障率一般来说要明显高于常规水轮发电机，现有故障检测装置虽能进行故障检测，但是检测方法单一，且容易受到电磁干扰，造成检测结果有误差。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，为此本发明提供一种抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，包括控制系统以及检测部件，所述控制系统包括，检测模块以及判定模块，所述检测模块包括，
轴振动检测单元，其与轴振动感应器相连接，用以接收轴振动感应器发出的电动机转子轴振值Z信息，同时获取发电机励磁电流，建立发电机励电流I与电动机转子轴振值Z的波动曲线图，并计算出Z与I波动曲线的吻合度值，将信息记录后发送至判定模块；
磁场电压检测单元，其与探测线圈相连，用以接收探测线圈发出的电压值U信息，并生成电压波形图，并将电压波形图上的波峰与发电机转子线圈相对应，将信息记录后发送至判定模块；
交流阻抗检测单元，其与交流阻抗检测器相连接，用以接收所述交流阻抗检测器检测的交流阻抗值J的信息，并生成动态交流阻抗值曲线，判定曲线凸点个数，记录凸点幅值，将信息记录后发送至判定模块；
物理故障检测单元，其脉冲涡流检测探头相连，用以接收脉冲涡流检测探头发出的脉冲反馈数值，将消息记录后发送至判定模块；
定期检测单元，其与发电机电流检测器相连接，记录发电机空载时的空载电流，将空载电流发送至判定模块；
所述判定模块包括，
电气判定单元，其与所述检测模块相连接，用以接收检测模块不同检测单元发出的信息，根据不同检测单元发出的信息，采用不同的判定标准判定后生成初步判定信息；所述电气判定单元生成初步电气信息后进行二次判定，最终确定抽水蓄水发电电动机转子是否电气故障；
物理判定单元，其与所述检测模块相连接，用以接收所述定期检测单元发出的信息，并判定抽水蓄能发电机转子是否出现物理故障；
所述检测部件包括，轴振动感应器，探测线圈，交流阻抗检测器，脉冲涡流检测探头，所述轴振动感应器设置在抽水蓄能发电机转子转轴上，用以检测所述抽水蓄能发电机转子转轴的轴振值Z；所述探测线圈设置在抽水蓄能发电电动机转子的定子膛内，用以检测磁场切割探测线圈产生的电压U；所述交流阻抗检测器设置在抽水蓄能发电机内，用以检测抽水蓄能发电电动机工作时产生的交流阻抗值J，所述脉冲涡流检测探头设置在抽水蓄能发电机内转子中心处，用以检测不同方向的脉冲反馈数值Wi2。
进一步地，本发明实施例在抽水蓄能发电机转子转轴上设置有轴振动感应器，所述检测模块的轴振动检测单元与所述轴振动感应器相连接，所述轴振动感应器用以检测电动机转子转轴的轴振值Z，正常工作情况下轴振值Z与发电机励磁电流I随动，呈正相关，所述轴振动检测单元实时接收轴振动传感器发出的轴振值Z，并获取发电机励磁电流I，建立轴振值波动值Z与励磁电流I的波动曲线图，并利用以下公式实时计算Z与I波动曲线的吻合度值，
其中，n为转子运转时间，Zt表示t时刻电动机电子转轴振幅值，It表示t时刻励磁电流，K表示参数其与设备老化情况有关；
将其记录为振动判定矩阵Z0(Z,I,ZS)，其中，Z表示发电机振动轴，I表示发电机励磁电流，ZS表示Z与I的曲线的吻合度值。
进一步地，所述抽水蓄能发电机转子的定子膛内设置有探测线圈，所述抽水蓄能发电机转子旋转时产生的磁场切割所述探测线圈，继而，所述探测线圈产生电压U；所述检测模块的磁场电压检测单元实时获取所述探测线圈探测区域内的电压值U，并生成电压波形图，对应的，建立电压波形图矩阵B(B1,B2,B3,B4),其中B1表示第一波峰矩阵，B2表示第二波峰矩阵，B3表示第三波峰矩阵，B4表示第四波峰矩阵；对于第i波峰矩阵Bi(Bi1，Bi2，B0)，其中，Bi1表示第i波峰幅值变化值，Bi2表示第i波峰最大幅值，B0表示幅值变化参数；将所述电压波形图矩阵B实时发送至判定模块。
进一步地，所述抽水蓄能发电机转子内设置有交流阻抗检测器，其用以实时检测转子交流阻抗值J，并将交流阻抗值J信息发送至检测模块的交流阻抗检测单元；所述检测模块的交流阻抗检测单元实时接收所述交流阻抗检测器发出的信息并生成动态交流阻抗值曲线，正常情况下，所述交流阻抗曲线呈光滑曲线，当发生匝路故障时，曲线会产生明显凸点；所述检测模块实时判定曲线光滑程度，并记录动态交流阻抗曲线凸点个数Jn以及对应凸点最大幅值Jm，将数据记录为转子交流阻抗矩阵J0(Jn，Jmi，Jn0，Jmi0)，其中，Jn表示动态交流阻抗曲线凸点个数,Jmi表示第i凸点最大1幅度值，Jn表示动态交流阻抗曲线预警凸点个数，其为预设值；Jmi0表示预设凸点对比参数，其为预设值；所述检测模块将转子交流阻抗矩阵J0实时发送至判定模块。
进一步地，所述检测模块定期检测单元设置有定期检测矩阵D(T0，Ti，I0,Di)其中，T0表示检测周期，Ti表示第Ti次空载运行，i表示序号，i＝1,2,3...n，I0表示发电机初始状态空载电流，DI表示发电机第Ti次检测空载电流；所述发电机在初次使用时，首先进行初次空载运行，将初次空载运行的空载电流记录为发电机初始状态空载电流I0，对应的，每隔T0时间，控制发电机进行一次空载运行，将该次空载记录为第Ti次空载运行，对应的，将发电机第i次空载运行的空载电流记录为Di；所述检测模块的定期检测单元将所检测数据记录进定期检测矩阵D(T0，Ti，I0,Di)，并发送至判定模块。
进一步地，所述物理故障检测单元，实时接收脉冲涡流检测探头发出的信息，所述物理故障检测单元其内部设置有物理故障检测矩阵W(W1,W2,W3,W4)，其中，W1表示第一脉冲区域矩阵，W2表示第二脉冲区域矩阵，W3表示第三脉冲区域矩阵，W4表示第四脉冲区域矩阵，对于第i脉冲区域矩阵Wi(Wi1，Wi2)，i＝1,2,3,4，其中Wi1表示脉冲方向，Wi2表示第i区域脉冲反馈数值；当抽水蓄能发电机停止运转时，所述检测模块控制所述脉冲电流检测探头对Wi1方向按照顺序实施脉冲检测，并记录对应方向的检测结果，将所有检测数据记录进物理故障检测矩阵W(W1,W2,W3,W4)，并将数据发送至判定模块。
进一步地，所述判定模块与所述检测模块相连接，用以实时接收所述检测模块发出的信息，并进行故障判定，所述判定模块包括，电气故障判定单元以及物理故障判定单元；所述电器故障判定单元其内部设置有电气判定矩阵Q(Q1,Q2,Q3,Q4),其中，Q1表示轴振动判定信息，Q2表示磁场电压判定信息，Q3表示交流阻抗判定信息，Q4表示定期检测判定信息；所述电气判定矩阵Q用以储存电气判定单元初步判定的结果，继而，根据电气判定矩阵Q内的信息，进行二次判定，最终确定抽水蓄能发电机转子是否发生故障。
进一步地，所述电器故障判定单元，当接收到所述检测模块电压波形图矩阵B(B1,B2,B3,B4)信息后，进行磁场电压判定，所述电气故障判定单元预设有磁场电压判定系数U1,U2,将第i波峰幅值变化值Bi1与磁场电压判定系数进行比较后产生判定信息；
判定时，当Bi1<U1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成磁场电压判定运转正常信息G0，将判定信息储存在Q2内；
判定时，当U1<Bi1<U2时，初步判定发动机转子第i位置发生轻微匝间短路，同时生成磁场电压判定第一故障信息G01，生成故障位置信息W0i，并将信息储存在Q2内；
判定时，当U2<Bi1时，初步判定发动机转子第i位置发生严重匝间短路，同时生成磁场电压判定第二故障信息G02，生成故障位置信息W0i，并将信息储存在Q2内。
进一步地，所述电气故障判定单元，接收到所述检测模块轴振动检测单元发出的振动判定矩阵Z0(Z,I,ZS)信息后，进行轴振动判定，电气故障判定单元预设有轴振动判定系数ZS1,ZS2预设有轴振动判定系数，电气故障判定单元将曲线吻合度值ZS与轴振动判定系数做比较产生判定信息；
判定时，当ZS<ZS1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成轴振动判定运转正常信息G0，将其记录进电气判定矩阵Q1内；
当ZS1<ZS<ZS2时，初步判定发动机转子发生轻微匝间短路，同时生成轴振动判定第一故障信息G01，将其记录进电气判定信息矩阵Q1内；
当ZS2<ZS时，初步判定发动机转子发生严重匝间短路，同时生成轴振动判定第二故障信息G02，将其记录进电气判定信息矩阵Q1内。
进一步地，所述电器故障判定单元，接收到所述检测模块交流阻抗检测单元发出的转子交流阻抗矩阵J0(Jn，Jmi，Jn0，Jmi0)信息后，进行交流阻抗判定，产生故障判定信息，
判定时，所述电气故障判定单元预先设置有凸点个数判定参数jn
当Jmi>Jmi0时，判定第i凸点为预警凸点，当预警凸点数目大于Jn0时，初步判定发动机转子产生严重匝间短路，同时生成交流阻抗判定第二故障信息G02，将该信息储存进电气判定信息矩阵Q3内；
当预警凸点个数小于Jn0时，初步判定发动机转子产生轻微匝间短路，同时生成交流阻抗判定第一故障信息G01，并将该信息储存进电气判定信息矩阵Q3；
当预警凸点个数小于Jn0，且产生凸点个数小于jn，初步判定发动机转子运转正常，同时生成交流阻抗判定信息G0，同时将J0储存进电气判定信息矩阵Q3。
进一步地，所述电气故障判定单元，接收到所述检测模块定期检测单元发出的定期检测矩阵D(T0，Ti，I0,Di)后，开始定期检测判定，生成判定信息，
判定时，首先计算空载电流差值C，C＝Di-I0，所述电气故障判定单元预设有对比参数D1，D2，以及预设检测次数Ti0；
当Ti<Ti0,且C<D1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成定期检测判定正常运转信息G0，将信息储存在Q4内；
当Ti<Ti0,且D1<C<D2,初步判定发动机转子发生轻微匝间短路，同时生成定期检测判定第一故障信息G01，将信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0，且D2<C,初步判定发动机转子发生严重匝间短路，同时生成定期检测判定第二故障信息G02，将信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0,且1.2C<D1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成定期检测判定正常运转信息G0，将信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0,且D1<1.2C<D2,初步判定发动机转子发生轻微匝间短路，同时生成定期检测判定第一故障信息G01，将信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0，且D2<1.2C,初步判定发动机转子发生严重匝间短路，同时生成定期检测判定第二故障信息G02，将信息储存在Q4内；
进一步地，所述判定模块的电气判定单元进行二次判定时，首先获取电气判定矩阵Q(Q1,Q2,Q3,Q4)内的信息，并设定优先等级，其中Q1设定为第一优先级，Q2为第二优先级，Q3为第三优先级，Q4为第四优先级；继而，根据判定信息优先级进行发电机转子故障二次精确判定，
判定时，首先检测Q1内的信息与检测Q2内的信息，
当Q1内信息为G0且Q2内信息为G0时，不在继续进行检测，直接判定所述发电机转子运转正常；
当Q1内的信息为G1且Q2内的信息与Q1内信息相同时，不在继续进行检测，直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈；
当Q1内的信息为G2且Q2内的信息与Q1内信息相同时，不在继续进行检测，直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定故障位置为第i线圈；
当Q1内信息为G0且Q2内信息与Q1内信息不相同时，继续对Q3内信息实行检测，当Q3内信息与Q1内信息相同为G0时，停止继续检测，直接判定所述发电机转子运转正常；当Q3内信息与Q2内信息相同时，按照Q2内信息最终判定故障结果，若Q2内信息为G01，则直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈，停止继续检测；若Q2内信息为G02，则直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定故障位置为第i线圈，停止继续检测；当Q3内信息与Q2内信息也不相同时，继续对Q4进行检测，当Q4内信息为G0时，直接判定所述发电机转子运转正常，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息与Q2内信息相同且为G01时直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测，当Q4内信息与Q2内信息相同且为G02时直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息不与Q1内信息相同且Q4内信息不与Q2内信息相同发出警报信息，提示故障检测装置发生故障，需停机检修。
当Q1内信息为G01且Q2内信息与Q1内信息不相同时，继续对Q3内信息实行检测，当Q3内信息与Q1内信息相同为G1时，停止继续检测，直接判定述发电机转子发生轻微匝间短路故障，并根据故障位置信息Wi提示第i线圈为概率最高故障点；当Q3内信息与Q2内信息相同时，按照Q2内信息最终判定故障结果，若Q2内信息为G02，则直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈，停止继续检测；若Q2内信息为G0，则直接判定所述发电机转子运转正常，停止继续检测，当Q3内信息与Q2内信息也不相同时，继续对Q4进行检测，当Q4内信息为G01时，直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息与Q2内信息相同且为G0时直接判定所述发电机转子运转正常，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测，当Q4内信息与Q2内信息相同且为G02时直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息不与Q1内信息相同且Q4内信息不与Q2内信息相同时发出警报信息，提示故障检测装置发生故障，需停机检修。
当Q1内信息为G02且Q2内信息与Q1内信息不相同时，继续对Q3内信息实行检测，当Q3内信息与Q1内信息相同为G02时，停止继续检测，直接判定述发电机转子发生严重匝间短路故障，并根据故障位置信息Wi提示第i线圈为概率最高故障点；当Q3内信息与Q2内信息相同时，按照Q2内信息最终判定故障结果，若Q2内信息为G01，则直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈，停止继续检测；若Q2内信息为G0，则直接判定所述发电机转子运转正常，停止继续检测，当Q3内信息与Q2内信息也不相同时，继续对Q4进行检测，当Q4内信息为G02时，直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息与Q2内信息相同且为G0时直接判定所述发电机转子运转正常，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测，当Q4内信息与Q2内信息相同且为G01时直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息不与Q1内信息相同且Q4内信息不与Q2内信息相同时发出警报信息，提示故障检测装置发生故障，需停机检修。
进一步地，所述判定模块的物理故障判定单元接受到所述检测模块物理故障检测单元发出的物理故障检测矩阵W(W1,W2,W3,W4)信息后，进行物理故障判定，其内部预设有物理故障对比参数W0，所述物理故障判定单元将物理故障对比参数W0与第i区域脉冲反馈数值Wi2进行对比，判定机器是否发生物理故障，
判定时，当Wi2>W0，物理故障判定单元判定第i区域转子发生物理故障；
当Wi2<W0使，物理故障判定单元判定抽水蓄能发电电动机转子运转正常。
与现有技术相比，本发明的技术效果在于，在抽水蓄能发电电动机内设置多组检测部件，对不同部位的不同数据进行检测，避免了单个检测部件容易受到电磁干扰的问题，使得数据获取更为精确，继而对不同的数据按照不同标准进行初步判定，获取不同部位不同检测数据的判定结果，再按照预设逻辑对初步判定结果设定优先级进行二次精确判定，保证了检测结果的准确与可靠，本发明能同时进行抽水蓄能发电电动机转子的电气故障检测与物理故障检测，提高了故障检测的范围，进而提高了抽水蓄能发电电动机转子转动时的安全性与可靠性。
尤其，本发明设置多个检测部件，其包括轴振动感应器，探测线圈，交流阻抗检测器，脉冲涡流检测探头，所述检测部件方便设置，且数据检测容易实现，且能进行持续检测，获取持续数据，方便后续处理。
尤其，本发明的检测模块接收所述检测部件发出的信息，对每个检测部件发出的信息作出预处理，将轴振动感应器发出的信息生成轴振值波动值Z与励磁电流I的波动曲线图，交流阻抗检测器发出的交流阻抗值生成交流阻抗曲线图，方便分析处理数据，判定数据异常；将探测线圈发出的电压值信息生成电压波形图，根据电压波形图波峰的变化，可以确定故障位置，使得本发明具有了故障位置检测的功能。
尤其，本发明的判定模块分为电气故障判定单元与物理故障判定单元，对分别接受对应传感器发出的信息，使得本发明同时具有了电气故障判定功能与物理故障判定功能，将信息对应信息按照对应单元进行分配处理，提高了信息处理速度与处理准确度，进而提高了检测装置的故障检测准确性。
尤其，本发明的电气故障判定单元对不同检测模块单元发出的信息分别进行初步判定，生成不同的判定信息，将多个判定信息都记录，使得故障检测装置的抗干扰能力增强，单个判定信息的异常不能影响其他判定信息，间接提高了故障检测装置准确性与可靠性。
尤其，本发明的电气故障判定单元对生成的初步判定信息进行优先级分类后进行二次判定，进一步确定抽水蓄能发电电动机转子是否发生故障，生成最终故障确定信息，直接提高了本发明的抗干扰能力与检测结果的准确性与可靠性，提高了抽水蓄能发电电动机转子运转的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置的功能模块图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1所示其为本发明实施例所提供的抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置功能模块图，本发明实施例的抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置包括控制系统以及检测部件，所述控制系统包括，检测模块以及判定模块，所述检测模块包括，
轴振动检测单元，其与轴振动感应器相连接，用以接收轴振动感应器发出的电动机转子轴振值Z信息，同时获取发电机励磁电流，建立发电机励电流I与电动机转子轴振值Z的波动曲线图，并计算出Z与I波动曲线的吻合度值，将信息记录后发送至判定模块；
磁场电压检测单元，其与探测线圈相连，用以接收探测线圈发出的电压值U信息，并生成电压波形图，并将电压波形图上的波峰与发电机转子线圈相对应，将信息记录后发送至判定模块；
交流阻抗检测单元，其与交流阻抗检测器相连接，用以接收所述交流阻抗检测器检测的交流阻抗值J的信息，并生成动态交流阻抗值曲线，判定曲线凸点个数，记录凸点幅值，将信息记录后发送至判定模块；
物理故障检测单元，其脉冲涡流检测探头相连，用以接收脉冲涡流检测探头发出的脉冲反馈数值，将消息记录后发送至判定模块；
定期检测单元，其与发电机电流检测器相连接，记录发电机空载时的空载电流，将空载电流发送至判定模块；
所述判定模块包括，
电气判定单元，其与所述检测模块相连接，用以接收检测模块不同检测单元发出的信息，根据不同检测单元发出的信息，采用不同的判定标准判定后生成初步判定信息；所述电气判定单元生成初步电气信息后进行二次判定，最终确定抽水蓄水发电电动机转子是否电气故障；
物理判定单元，其与所述检测模块相连接，用以接收所述定期检测单元发出的信息，并判定抽水蓄能发电机转子是否出现物理故障；
所述检测部件包括，轴振动感应器，探测线圈，交流阻抗检测器，脉冲涡流检测探头，所述轴振动感应器设置在抽水蓄能发电机转子转轴上，用以检测所述抽水蓄能发电机转子转轴的轴振值Z；所述探测线圈设置在抽水蓄能发电电动机转子的定子膛内，用以检测磁场切割探测线圈产生的电压U；所述交流阻抗检测器设置在抽水蓄能发电机内，用以检测抽水蓄能发电电动机工作时产生的交流阻抗值J，所述脉冲涡流检测探头设置在抽水蓄能发电机内转子中心处，用以检测不同方向的脉冲反馈数值Wi2。
具体而言，本发明实施例在抽水蓄能发电机转子转轴上设置有轴振动感应器，所述检测模块的轴振动检测单元与所述轴振动感应器相连接，所述轴振动感应器用以检测电动机转子转轴的轴振值Z，正常工作情况下轴振值Z与发电机励磁电流I随动，呈正相关，所述轴振动检测单元实时接收轴振动传感器发出的轴振值Z，并获取发电机励磁电流I，建立轴振值波动值Z与励磁电流I的波动曲线图，并利用以下公式实时计算Z与I波动曲线的吻合度值，
其中，n为转子运转时间，Zt表示t时刻电动机电子转轴振幅值，It表示t时刻励磁电流，K表示参数其与设备老化情况有关；
将其记录为振动判定矩阵Z0(Z,I,ZS)，其中，Z表示发电机振动轴，I表示发电机励磁电流，ZS表示Z与I的曲线的吻合度值。
具体而言，所述抽水蓄能发电机转子的定子膛内设置有探测线圈，所述抽水蓄能发电机转子旋转时产生的磁场切割所述探测线圈，继而，所述探测线圈产生电压U；所述检测模块的磁场电压检测单元实时获取所述探测线圈探测区域内的电压值U，并生成电压波形图，对应的，建立电压波形图矩阵B(B1,B2,B3,B4),其中B1表示第一波峰矩阵，B2表示第二波峰矩阵，B3表示第三波峰矩阵，B4表示第四波峰矩阵；对于第i波峰矩阵Bi(Bi1，Bi2，B0)，其中，Bi1表示第i波峰幅值变化值，Bi2表示第i波峰最大幅值，B0表示幅值变化参数；将所述电压波形图矩阵B实时发送至判定模块。
具体而言，所述抽水蓄能发电机转子内设置有交流阻抗检测器，其用以实时检测转子交流阻抗值J，并将交流阻抗值J信息发送至检测模块的交流阻抗检测单元；所述检测模块的交流阻抗检测单元实时接收所述交流阻抗检测器发出的信息并生成动态交流阻抗值曲线，正常情况下，所述交流阻抗曲线呈光滑曲线，当发生匝路故障时，曲线会产生明显凸点；所述检测模块实时判定曲线光滑程度，并记录动态交流阻抗曲线凸点个数Jn以及对应凸点最大幅值Jm，将数据记录为转子交流阻抗矩阵J0(Jn，Jmi，Jn0，Jmi0)，其中，Jn表示动态交流阻抗曲线凸点个数,Jmi表示第i凸点最大1幅度值，Jn表示动态交流阻抗曲线预警凸点个数，其为预设值；Jmi0表示预设凸点对比参数，其为预设值；所述检测模块将转子交流阻抗矩阵J0实时发送至判定模块。
具体而言，所述检测模块定期检测单元设置有定期检测矩阵D(T0，Ti，I0,Di)其中，T0表示检测周期，Ti表示第Ti次空载运行，i表示序号，i＝1,2,3...n，I0表示发电机初始状态空载电流，DI表示发电机第Ti次检测空载电流；所述发电机在初次使用时，首先进行初次空载运行，将初次空载运行的空载电流记录为发电机初始状态空载电流I0，对应的，每隔T0时间，控制发电机进行一次空载运行，将该次空载记录为第Ti次空载运行，对应的，将发电机第i次空载运行的空载电流记录为Di；所述检测模块的定期检测单元将所检测数据记录进定期检测矩阵D(T0，Ti，I0,Di)，并发送至判定模块。
具体而言，所述物理故障检测单元，实时接收脉冲涡流检测探头发出的信息，所述物理故障检测单元其内部设置有物理故障检测矩阵W(W1,W2,W3,W4)，其中，W1表示第一脉冲区域矩阵，W2表示第二脉冲区域矩阵，W3表示第三脉冲区域矩阵，W4表示第四脉冲区域矩阵，对于第i脉冲区域矩阵Wi(Wi1，Wi2)，i＝1,2,3,4，其中Wi1表示脉冲方向，Wi2表示第i区域脉冲反馈数值；当抽水蓄能发电机停止运转时，所述检测模块控制所述脉冲电流检测探头对Wi1方向按照顺序实施脉冲检测，并记录对应方向的检测结果，将所有检测数据记录进物理故障检测矩阵W(W1,W2,W3,W4)，并将数据发送至判定模块。
具体而言，所述判定模块与所述检测模块相连接，用以实时接收所述检测模块发出的信息，并进行故障判定，所述判定模块包括，电气故障判定单元以及物理故障判定单元；所述电器故障判定单元其内部设置有电气判定矩阵Q(Q1,Q2,Q3,Q4),其中，Q1表示轴振动判定信息，Q2表示磁场电压判定信息，Q3表示交流阻抗判定信息，Q4表示定期检测判定信息；所述电气判定矩阵Q用以储存电气判定单元初步判定的结果，继而，根据电气判定矩阵Q内的信息，进行二次判定，最终确定抽水蓄能发电机转子是否发生故障。
具体而言所述电器故障判定单元，当接收到所述检测模块电压波形图矩阵B(B1,B2,B3,B4)信息后，进行磁场电压判定，所述电气故障判定单元预设有磁场电压判定系数U1,U2,将第i波峰幅值变化值Bi1与磁场电压判定系数进行比较后产生判定信息；
判定时，当Bi1<U1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成磁场电压判定运转正常信息G0，将判定信息储存在Q2内；
判定时，当U1<Bi1<U2时，初步判定发动机转子第i位置发生轻微匝间短路，同时生成磁场电压判定第一故障信息G01，生成故障位置信息W0i，并将信息储存在Q2内；
判定时，当U2<Bi1时，初步判定发动机转子第i位置发生严重匝间短路，同时生成磁场电压判定第二故障信息G02，生成故障位置信息W0i，并将信息储存在Q2内。
具体而言，所述电气故障判定单元，接收到所述检测模块轴振动检测单元发出的振动判定矩阵Z0(Z,I,ZS)信息后，进行轴振动判定，电气故障判定单元预设有轴振动判定系数ZS1,ZS2预设有轴振动判定系数，电气故障判定单元将曲线吻合度值ZS与轴振动判定系数做比较产生判定信息；
判定时，当ZS<ZS1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成轴振动判定运转正常信息G0，将其记录进电气判定矩阵Q1内；
当ZS1<ZS<ZS2时，初步判定发动机转子发生轻微匝间短路，同时生成轴振动判定第一故障信息G01，将其记录进电气判定信息矩阵Q1内；
当ZS2<ZS时，初步判定发动机转子发生严重匝间短路，同时生成轴振动判定第二故障信息G02，将其记录进电气判定信息矩阵Q1内。
具体而言，所述电器故障判定单元，接收到所述检测模块交流阻抗检测单元发出的转子交流阻抗矩阵J0(Jn，Jmi，Jn0，Jmi0)信息后，进行交流阻抗判定，产生故障判定信息，
判定时，所述电气故障判定单元预先设置有凸点个数判定参数jn
当Jmi>Jmi0时，判定第i凸点为预警凸点，当预警凸点数目大于Jn0时，初步判定发动机转子产生严重匝间短路，同时生成交流阻抗判定第二故障信息G02，将该信息储存进电气判定信息矩阵Q3内；
当预警凸点个数小于Jn0时，初步判定发动机转子产生轻微匝间短路，同时生成交流阻抗判定第一故障信息G01，并将该信息储存进电气判定信息矩阵Q3；
当预警凸点个数小于Jn0，且产生凸点个数小于jn，初步判定发动机转子运转正常，同时生成交流阻抗判定信息G0，同时将J0储存进电气判定信息矩阵Q3。
具体而言，所述电气故障判定单元，接收到所述检测模块定期检测单元发出的定期检测矩阵D(T0，Ti，I0,Di)后，开始定期检测判定，生成判定信息，
判定时，首先计算空载电流差值C，C＝Di-I0，所述电气故障判定单元预设有对比参数D1，D2，以及预设检测次数Ti0；
当Ti<Ti0,且C<D1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成定期检测判定正常运转信息G0，将信息储存在Q4内；
当Ti<Ti0,且D1<C<D2,初步判定发动机转子发生轻微匝间短路，同时生成定期检测判定第一故障信息G01，将信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0，且D2<C,初步判定发动机转子发生严重匝间短路，同时生成定期检测判定第二故障信息G02，将信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0,且1.2C<D1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成定期检测判定正常运转信息G0，将信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0,且D1<1.2C<D2,初步判定发动机转子发生轻微匝间短路，同时生成定期检测判定第一故障信息G01，将信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0，且D2<1.2C,初步判定发动机转子发生严重匝间短路，同时生成定期检测判定第二故障信息G02，将信息储存在Q4内；
具体而言，所述判定模块的电气判定单元进行二次判定时，首先获取电气判定矩阵Q(Q1,Q2,Q3,Q4)内的信息，并设定优先等级，其中Q1设定为第一优先级，Q2为第二优先级，Q3为第三优先级，Q4为第四优先级；继而，根据判定信息优先级进行发电机转子故障二次精确判定，
判定时，首先检测Q1内的信息与检测Q2内的信息，
当Q1内信息为G0且Q2内信息为G0时，不在继续进行检测，直接判定所述发电机转子运转正常；
当Q1内的信息为G1且Q2内的信息与Q1内信息相同时，不在继续进行检测，直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈；
当Q1内的信息为G2且Q2内的信息与Q1内信息相同时，不在继续进行检测，直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定故障位置为第i线圈；
当Q1内信息为G0且Q2内信息与Q1内信息不相同时，继续对Q3内信息实行检测，当Q3内信息与Q1内信息相同为G0时，停止继续检测，直接判定所述发电机转子运转正常；当Q3内信息与Q2内信息相同时，按照Q2内信息最终判定故障结果，若Q2内信息为G01，则直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈，停止继续检测；若Q2内信息为G02，则直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定故障位置为第i线圈，停止继续检测；当Q3内信息与Q2内信息也不相同时，继续对Q4进行检测，当Q4内信息为G0时，直接判定所述发电机转子运转正常，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息与Q2内信息相同且为G01时直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测，当Q4内信息与Q2内信息相同且为G02时直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息不与Q1内信息相同且Q4内信息不与Q2内信息相同发出警报信息，提示故障检测装置发生故障，需停机检修。
当Q1内信息为G01且Q2内信息与Q1内信息不相同时，继续对Q3内信息实行检测，当Q3内信息与Q1内信息相同为G1时，停止继续检测，直接判定述发电机转子发生轻微匝间短路故障，并根据故障位置信息Wi提示第i线圈为概率最高故障点；当Q3内信息与Q2内信息相同时，按照Q2内信息最终判定故障结果，若Q2内信息为G02，则直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈，停止继续检测；若Q2内信息为G0，则直接判定所述发电机转子运转正常，停止继续检测，当Q3内信息与Q2内信息也不相同时，继续对Q4进行检测，当Q4内信息为G01时，直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息与Q2内信息相同且为G0时直接判定所述发电机转子运转正常，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测，当Q4内信息与Q2内信息相同且为G02时直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息不与Q1内信息相同且Q4内信息不与Q2内信息相同时发出警报信息，提示故障检测装置发生故障，需停机检修。
当Q1内信息为G02且Q2内信息与Q1内信息不相同时，继续对Q3内信息实行检测，当Q3内信息与Q1内信息相同为G02时，停止继续检测，直接判定述发电机转子发生严重匝间短路故障，并根据故障位置信息Wi提示第i线圈为概率最高故障点；当Q3内信息与Q2内信息相同时，按照Q2内信息最终判定故障结果，若Q2内信息为G01，则直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈，停止继续检测；若Q2内信息为G0，则直接判定所述发电机转子运转正常，停止继续检测，当Q3内信息与Q2内信息也不相同时，继续对Q4进行检测，当Q4内信息为G02时，直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息与Q2内信息相同且为G0时直接判定所述发电机转子运转正常，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测，当Q4内信息与Q2内信息相同且为G01时直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息不与Q1内信息相同且Q4内信息不与Q2内信息相同时发出警报信息，提示故障检测装置发生故障，需停机检修。
具体而言，所述判定模块的物理故障判定单元接受到所述检测模块物理故障检测单元发出的物理故障检测矩阵W(W1,W2,W3,W4)信息后，进行物理故障判定，其内部预设有物理故障对比参数W0，所述物理故障判定单元将物理故障对比参数W0与第i区域脉冲反馈数值Wi2进行对比，判定机器是否发生物理故障，
判定时，当Wi2>W0，物理故障判定单元判定第i区域转子发生物理故障；
当Wi2<W0使，物理故障判定单元判定抽水蓄能发电机转子运转正常。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，其特征在于，包括：控制系统以及检测部件，所述控制系统包括，检测模块以及判定模块，所述检测模块包括，
轴振动检测单元，其与轴振动感应器相连接，用以接收轴振动感应器发出的电动机转子轴振值Z信息，同时获取发电机励磁电流，建立发电机励磁电流I与电动机转子轴振值Z的波动曲线图，并计算出Z与I波动曲线的吻合度值，将信息记录后发送至判定模块；
磁场电压检测单元，其与探测线圈相连，用以接收探测线圈发出的电压值U信息，并生成电压波形图，并将电压波形图上的波峰与发电机转子线圈相对应，将信息记录后发送至判定模块；
交流阻抗检测单元，其与交流阻抗检测器相连接，用以接收所述交流阻抗检测器检测的交流阻抗值J的信息，并生成动态交流阻抗值曲线，判定曲线凸点个数，记录凸点幅值，将信息记录后发送至判定模块；
物理故障检测单元，其脉冲涡流检测探头相连，用以接收脉冲涡流检测探头发出的脉冲反馈数值，将消息记录后发送至判定模块；
定期检测单元，其与发电机电流检测器相连接，记录发电机空载时的空载电流，将空载电流发送至判定模块；
所述判定模块包括，
电气判定单元，其与所述检测模块相连接，用以接收检测模块不同检测单元发出的信息，根据不同检测单元发出的信息，采用不同的判定标准判定后生成初步判定信息；所述电气判定单元生成初步电气信息后进行二次判定，最终确定抽水蓄水发电电动机转子是否电气故障；
物理判定单元，其与所述检测模块相连接，用以接收所述定期检测单元发出的信息，并判定抽水蓄能发电机转子是否出现物理故障；
所述检测部件包括，轴振动感应器，探测线圈，交流阻抗检测器，脉冲涡流检测探头，所述轴振动感应器设置在抽水蓄能发电机转子转轴上，用以检测所述抽水蓄能发电机转子转轴的轴振值Z；所述探测线圈设置在抽水蓄能发电电动机转子的定子膛内，用以检测磁场切割探测线圈产生的电压U；所述交流阻抗检测器设置在抽水蓄能发电机内，用以检测抽水蓄能发电电动机工作时产生的交流阻抗值J，所述脉冲涡流检测探头设置在抽水蓄能发电机内转子中心处，用以检测不同方向的脉冲反馈数值Wi2。
2.根据权利要求1所述的抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，其特征在于，所述轴振动检测单元实时接收轴振动传感器发出的轴振值Z，并获取发电机励磁电流I，建立轴振值波动值Z与励磁电流I的波动曲线图，并利用以下公式实时计算Z与I波动曲线的吻合度值，
其中，n为转子运转时间，Zt表示t时刻电动机电子转轴振幅值，It表示t时刻励磁电流，K表示参数其与设备老化情况有关；
将其记录为振动判定矩阵Z0(Z，I，ZS)，其中，Z表示发电机振动轴，I表示发电机励磁电流，ZS表示Z与I的曲线的吻合度值。
3.根据权利要求2所述的抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，其特征在于，所述磁场电压检测单元实时获取所述探测线圈发送的电压值U，并生成电压波形图，对应的，建立电压波形图矩阵B(B1，B2，B3，B4)，其中B1表示第一波峰矩阵，B2表示第二波峰矩阵，B3表示第三波峰矩阵，B4表示第四波峰矩阵；对于第i波峰矩阵Bi(Bi1，Bi2，B0)，其中，Bi1表示第i波峰幅值变化值，Bi2表示第i波峰最大幅值，B0表示幅值变化参数；将所述电压波形图矩阵B实时发送至判定模块。
4.根据权利要求3所述的抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，其特征在于，所述交流阻抗检测单元实时接收所述交流阻抗检测器发出的交流阻抗值J，并生成动态交流阻抗值曲线，所述检测模块实时判定曲线光滑程度，并记录动态交流阻抗曲线凸点个数Jn以及对应凸点最大幅值Jm，将数据记录为转子交流阻抗矩阵J0(Jn，Jmi，Jn0，Jmi0)，其中，Jn表示动态交流阻抗曲线凸点个数，Jmi表示第i凸点最大幅度值，Jn0表示动态交流阻抗曲线预警凸点个数，其为预设值；Jmi0表示预设凸点对比参数，其为预设值；所述检测模块将转子交流阻抗矩阵J0实时发送至判定模块。
5.根据权利要求4所述的抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，其特征在于，所述定期检测单元设置有定期检测矩阵D(T0，Ti，I0，Di)其中，T0表示检测周期，Ti表示第Ti次空载运行，i表示序号，i＝1，2，3...n，I0表示发电机初始状态空载电流，Di表示发电机第Ti次检测空载电流；抽水蓄能发电电动机在初次使用时，首先进行初次空载运行，所述定期检测单元初次空载运行的空载电流记录为发电机初始状态空载电流I0，对应的，每隔T0时间，控制发电机进行一次空载运行，将该次空载记录为第Ti次空载运行，对应的，将发电机第Ti次空载运行的空载电流记录为Di；所述检测模块的定期检测单元将所检测数据记录进定期检测矩阵D(T0，Ti，I0，Di)，并发送至判定模块。
6.根据权利要求5所述的抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，其特征在于，所述物理故障检测单元，实时接收脉冲涡流检测探头发出的信息，所述物理故障检测单元其内部设置有物理故障检测矩阵W(W1，W2，W3，W4)，其中，W1表示第一脉冲区域矩阵，W2表示第二脉冲区域矩阵，W3表示第三脉冲区域矩阵，W4表示第四脉冲区域矩阵，对于第i脉冲区域矩阵Wi(Wi1，Wi2)，i＝1，2，3，4，其中Wi1表示脉冲方向，Wi2表示第i区域脉冲反馈数值；当抽水蓄能发电机停止运转时，所述检测模块控制所述脉冲涡流检测探头对Wi1方向按照顺序实施脉冲检测，并记录对应方向的检测结果，将所有检测数据记录进物理故障检测矩阵W(W1，W2，W3，W4)，并将数据发送至判定模块。
7.根据权利要求6所述的抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，其特征在于，所述电气判定单元其内部设置有电气判定矩阵Q(Q1，Q2，Q3，Q4)，其中，Q1表示轴振动判定信息，Q2表示磁场电压判定信息，Q3表示交流阻抗判定信息，Q4表示定期检测判定信息；所述电气判定矩阵Q用以储存电气判定单元初步判定的结果，所述电气判定单元根据电气判定矩阵Q内的信息，进行二次判定，最终确定抽水蓄能发电机转子是否发生故障；
当所述电气判定单元接收到所述检测模块电压波形图矩阵B(B1，B2，B3，B4)信息后，进行磁场电压判定，所述电气判定单元预设有磁场电压判定系数U1，U2，将第i波峰幅值变化值Bi1与磁场电压判定系数进行比较后产生判定信息；
判定时，当Bi1<U1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成磁场电压判定运转正常信息G0，将该信息储存在Q2内；
判定时，当U1<Bi1<U2时，初步判定发动机转子第i位置发生轻微匝间短路，同时生成磁场电压判定第一故障信息G01，生成故障位置信息W0i，并将第一故障信息G01以及故障位置信息W0i储存在Q2内；
判定时，当U2<Bi1时，初步判定发动机转子第i位置发生严重匝间短路，同时生成磁场电压判定第二故障信息G02，生成故障位置信息W0i，并将第二故障信息以及故障位置信息W0i储存在Q2内；
当所述电气判定单元接收到所述检测模块轴振动检测单元发出的振动判定矩阵Z0(Z，I，ZS)信息后，进行轴振动判定，电气判定单元预设有轴振动判定系数ZS1，ZS2预设有轴振动判定系数，电气判定单元将曲线吻合度值ZS与轴振动判定系数做比较产生判定信息；
判定时，当ZS<ZS1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成轴振动判定运转正常信息G0，将该信息其记录进Q1内；
当ZS1<ZS<ZS2时，初步判定发动机转子发生轻微匝间短路，同时生成轴振动判定第一故障信息G01，将该信息其记录进Q1内；
当ZS2<ZS时，初步判定发动机转子发生严重匝间短路，同时生成轴振动判定第二故障信息G02，将该信息其记录进Q1内；
当所述电气判定单元接收到所述检测模块交流阻抗检测单元发出的转子交流阻抗矩阵J0(Jn，Jmi，Jn0，Jmi0)信息后，进行交流阻抗判定，产生故障判定信息，
判定时，所述电气判定单元预先设置有凸点个数判定参数jn；
当Jmi>Jmi0时，判定第i凸点为预警凸点，当预警凸点数目大于Jn0时，初步判定发动机转子产生严重匝间短路，同时生成交流阻抗判定第二故障信息G02，将该信息储存进Q3内；
当预警凸点个数小于Jn0时，初步判定发动机转子产生轻微匝间短路，同时生成交流阻抗判定第一故障信息G01，并将该信息储存进Q3；
当预警凸点个数小于Jn0，且产生凸点个数小于jn，初步判定发动机转子运转正常，同时生成交流阻抗判定信息G0，同时将G0储存进电气判定信息矩阵Q3；
当所述电气判定单元接收到所述检测模块定期检测单元发出的定期检测矩阵D(T0，Ti，I0，Di)后，开始定期检测判定，生成判定信息，
判定时，首先计算空载电流差值C，C＝Di-I0，所述电气判定单元预设有对比参数D1，D2，以及预设检测次数Ti0；
当Ti<Ti0，且C<D1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成定期检测判定正常运转信息G0，将该信息储存在Q4内；
当Ti<Ti0，且D1<C<D2，初步判定发动机转子发生轻微匝间短路，同时生成定期检测判定第一故障信息G01，将该信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0，且D2<C，初步判定发动机转子发生严重匝间短路，同时生成定期检测判定第二故障信息G02，将该信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0，且1.2C<D1时，初步判定发动机转子运转正常，同时生成定期检测判定正常运转信息G0，将该信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0，且D1<1.2C<D2，初步判定发动机转子发生轻微匝间短路，同时生成定期检测判定第一故障信息G01，将该信息储存在Q4内；
当Ti>Ti0，且D2<1.2C，初步判定发动机转子发生严重匝间短路，同时生成定期检测判定第二故障信息G02，将该信息储存在Q4内。
8.根据权利要求7所述的抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，其特征在于，所述电气判定单元进行二次判定时，首先获取电气判定矩阵Q(Q1，Q2，Q3，Q4)内的信息，并设定优先等级，其中Q1设定为第一优先级，Q2为第二优先级，Q3为第三优先级，Q4为第四优先级；设定完成后，所述电气判定单元根据判定信息优先级进行抽水蓄能发电电动机转子故障二次精确判定。
9.根据权利要求8所述的抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，其特征在于，所述电气判定单元进行抽水蓄能发电电动机转子故障二次精确判定时，首先检测Q1与Q2内的信息，
当Q1内信息为G0且Q2内信息为G0时，不在继续进行检测，直接判定所述发电机转子运转正常；
当Q1内的信息为G1且Q2内的信息与Q1内信息相同时，不在继续进行检测，直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈；
当Q1内的信息为G2且Q2内的信息与Q1内信息相同时，不在继续进行检测，直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定故障位置为第i线圈。
10.根据权利要求9所述的抽水蓄能发电电动机转子故障离线检测装置，其特征在于，所述电气判定单元进行抽水蓄能发电电动机转子故障二次精确判定时，首先检测Q1与Q2内的信息，当Q1内信息为G0且Q2内信息与Q1内信息不相同时，继续对Q3内信息实行检测，当Q3内信息与Q1内信息相同为G0时，停止继续检测，直接判定所述发电机转子运转正常；当Q3内信息与Q2内信息相同时，按照Q2内信息最终判定故障结果，若Q2内信息为G01，则直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈，停止继续检测；若Q2内信息为G02，则直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定故障位置为第i线圈，停止继续检测；当Q3内信息与Q2内信息也不相同时，继续对Q4进行检测，当Q4内信息为G0时，直接判定所述发电机转子运转正常，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息与Q2内信息相同且为G01时直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测，当Q4内信息与Q2内信息相同且为G02时直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息不与Q1内信息相同且Q4内信息不与Q2内信息相同发出警报信息，提示故障检测装置发生故障，需停机检修；
当Q1内信息为G01且Q2内信息与Q1内信息不相同时，继续对Q3内信息实行检测，当Q3内信息与Q1内信息相同为G1时，停止继续检测，直接判定述发电机转子发生轻微匝间短路故障，并根据故障位置信息Wi提示第i线圈为概率最高故障点；当Q3内信息与Q2内信息相同时，按照Q2内信息最终判定故障结果，若Q2内信息为G02，则直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈，停止继续检测；若Q2内信息为G0，则直接判定所述发电机转子运转正常，停止继续检测，当Q3内信息与Q2内信息也不相同时，继续对Q4进行检测，当Q4内信息为G01时，直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息与Q2内信息相同且为G0时直接判定所述发电机转子运转正常，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测，当Q4内信息与Q2内信息相同且为G02时直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息不与Q1内信息相同且Q4内信息不与Q2内信息相同时发出警报信息，提示故障检测装置发生故障，需停机检修；
当Q1内信息为G02且Q2内信息与Q1内信息不相同时，继续对Q3内信息实行检测，当Q3内信息与Q1内信息相同为G02时，停止继续检测，直接判定述发电机转子发生严重匝间短路故障，并根据故障位置信息Wi提示第i线圈为概率最高故障点；当Q3内信息与Q2内信息相同时，按照Q2内信息最终判定故障结果，若Q2内信息为G01，则直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，且根据故障位置信息Wi确定，故障位置为第i线圈，停止继续检测；若Q2内信息为G0，则直接判定所述发电机转子运转正常，停止继续检测，当Q3内信息与Q2内信息也不相同时，继续对Q4进行检测，当Q4内信息为G02时，直接判定所述发电机转子发生严重匝间短路，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息与Q2内信息相同且为G0时直接判定所述发电机转子运转正常，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测，当Q4内信息与Q2内信息相同且为G01时直接判定所述发电机转子发生轻微匝间短路故障，并提示需对轴振动感应器，交流线圈，交流阻抗检测器实施检测；当Q4内信息不与Q1内信息相同且Q4内信息不与Q2内信息相同时发出警报信息，提示故障检测装置发生故障，需停机检修。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112800563A (zh) * 2021-03-30 2021-05-14 三一重型装备有限公司 采煤机故障判别方法、系统和可读存储介质

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3685367B2 (ja) * 1999-05-24 2005-08-17 三菱電機株式会社 回転電機の異常検出装置
CN201035110Y (zh) * 2007-04-06 2008-03-12 哈尔滨国力电气有限公司 分布式发电机转子绕组匝间短路故障在线监测装置
CN101988945A (zh) * 2009-08-07 2011-03-23 华东电力试验研究院有限公司 转子绕组匝间短路的诊断方法
CN101694508B (zh) * 2009-10-14 2011-08-24 华北电力大学（保定） 一种基于低次谐波轴电压信号的电机转子典型故障诊断方法
CN101672894B (zh) * 2009-10-14 2012-01-04 华北电力大学（保定） 基于高次谐波轴电压信号的电机转子匝间短路诊断方法
CN102183705B (zh) * 2011-02-28 2013-11-20 广东电网公司电力科学研究院 大型发电机转子匝间短路故障的在线诊断方法
RU2563964C2 (ru) * 2011-07-04 2015-09-27 Абб Рисерч Лтд Система, компьютерный программный продукт и способ обнаружения внутренних неисправностей обмотки синхронного генератора
CN104614672A (zh) * 2014-12-18 2015-05-13 中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司 离线检测抽水蓄能发电电动机转子机械故障的方法及装置
EP3106890A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-21 General Electric Technology GmbH Method for measuring a stator core of an electric machine and measuring device
CN108170981B (zh) * 2018-01-15 2021-09-17 河海大学 一种诊断双馈异步风力发电机定子匝间短路故障的方法
CN110441688A (zh) * 2019-08-21 2019-11-12 四川金康电力发展有限公司 水轮发电机转子绕组动态匝间短路检测装置及检测方法
CN110531266B (zh) * 2019-10-14 2021-08-24 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种同步电机励磁绕组匝间短路故障预警方法
CN110737990B (zh) * 2019-10-21 2023-03-24 河南理工大学 直驱永磁同步电机定子绕组故障状态数学模型建立方法
CN110927574B (zh) * 2019-12-04 2022-02-15 华北电力科学研究院有限责任公司 发电机转子匝间短路诊断方法及装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
发电机转子匝间短路故障判断;郭伟康;《热力发电》;20141230;第43卷(第12期);第136-138页 *
水轮发电机转子绕组匝间短路故障的新型在线诊断方法;武玉才等;《电机与控制学报》;20181130;第22卷(第11期);第19-24页 *
永磁式同步推进电动机转子状态的估算;唐嘉亨等;《船舶工程》;19970615;第46-50页 *

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