用于检测感应电机中的定子匝间故障的方法和系统与流程

本公开总体上涉及感应电机中的故障检测，并且更具体地涉及用于检测感应电机中的定子匝间故障的方法和系统。

背景技术：

1、感应电机长期以来广泛被使用于许多应用领域。感应电机的稳健性和结构简单确保了可靠的性能，多年来广受欢迎。尽管结构坚固，但仍然容易发生故障，从而使关键过程停滞不前并且导致巨大损失。因此对于确保机器的正常运行，全面保护可用是至关重要的。早期的故障检测和预警对于减少损坏和进行计划维护是非常重要的。感应电机中内部故障的常见类别是定子匝间短路、电压不平衡问题、偏心和断裂转子条故障。在常见内部故障中，定子匝间故障的发生更为频繁。用于检测定子匝间故障的传统系统使用搜索线圈或磁通线圈、零序阻抗/电压测量、具有神经网络的频谱电流分析等方法，导致电路复杂。由于诸如定子匝间故障和电压不平衡等一个或多个故障的签名表现得彼此相似，传统系统在区分感应电机中的故障方面也面临困难。因此，具有一种更高效并且更快速/实时的保护系统来检测感应电机中的定子匝间故障是非常必要的。并且同时，故障的检测依赖于容易获得的输入数据。

技术实现思路

1、在一个实施例中，本公开公开了一种用于检测感应电机中的定子匝间故障的方法。该方法包括接收由连接到感应电机的定子的多个电流传感器测量的定子电流的时间序列数据。在接收到定子电流的时间序列后，使用关于定子电流的时间序列数据的变换矩阵确定基波分量(ia1，ib1，ic1)和三次谐波分量(ia3，ib3，ic3)。定子电流的时间序列数据中的第一签名使用基础系数m1和m2而被确定，其中基础系数m1和m2使用关于定子电流的基波分量(ia1，ib1，ic1)的变换矩阵而被确定。平行于第一签名，定子电流的时间序列数据中的第二签名使用基础系数n1和n2而被确定，其中基础系数n1和n2使用关于定子电流的谐波分量(ia3，ib3，ic3)的变换矩阵而被确定。在确定第一签名和第二签名后，使用不平衡系数(ubf)确定第一签名和第二签名的缩放签名，其中ubf是定子电流的负序和正序的比值。在确定第一缩放签名和第二缩放签名后，确定判别系数，其中该判别系数是第二缩放签名与第一缩放签名的比值。并且当判别系数大于预定的定子匝间故障阈值时，检测定子匝间故障。

2、在一个实施例中，本公开公开了一种用于检测感应电机中的定子匝间故障的装置。该装置包括存储器和处理器。该处理器被配置为接收由连接到感应电机的定子的一个或多个电流传感器测量的定子电流的时间序列数据；使用定子电流的基波分量(ia1，ib1，ic1)确定定子电流时间序列数据中的第一签名；使用定子电流的三次谐波分量(ia3，ib3，ic3)确定定子电流的时间序列数据中的第二签名；基于不平衡系数(ubf)确定分别对应于第一签名和第二签名的第一缩放签名和第二缩放签名，其中ubf是定子电流的负序值与正序值的比值；使用第一缩放签名和第二签名确定判别系数，其中判别系数是第二缩放签名与第一签名的比值；并且当判别系数大于定子匝间故障阈值时，检测定子匝间故障。

3、在一个实施例中，本公开的系统用于检测感应电机中的定子匝间故障。该系统包括感应电机、多个电流传感器、处理器和与处理器通信地耦合的存储器。

4、在一个实施例中，除了定子匝间故障外，本发明还检测感应电机中定子匝间故障的严重程度、电压不平衡和单相运行。

5、在另一实施例中，本公开仅利用感应电机的电流参数来检测感应电机中的定子匝间故障、定子匝间故障的严重程度、电压不平衡和单相运行。

6、上述摘要仅是说明性的并且不打算以任何方式加以限制。除了上面描述的说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和下面的详细描述，另外的方面、实施例和签名将变得明显。

技术特征：

1.一种用于检测感应电机中的定子匝间故障的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第一签名(212)包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第二签名(213)包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述定子匝间故障包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述第一缩放签名(214)和所述第二缩放签名(215)包括：

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

9.一种包括处理器和存储器的装置，其中所述处理器被配置为：

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理器被配置为确定所述第一签名(212)，其中所述处理器被配置为：

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理器被配置为确定所述第二签名(213)，其中所述处理器被配置为：

12.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理器被配置为检测所述定子匝间故障，其中所述处理器被配置为：

13.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理器被配置为生成所述第一缩放签名(214)和所述第二缩放签名(215)，其中所述处理器被配置为：

14.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理器进一步被配置为：

15.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理器还被配置为：

16.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理器还被配置为：

17.一种用于检测感应电机中的定子匝间故障的系统，所述系统包括：

技术总结本发明公开了一种用于检测感应电机中的定子匝间故障的方法和系统。该方法包括处理器，处理器使用连接到感应电机101的定子的多个电流传感器102接收定子电流的时间序列数据211。在接收到定子电流的时间序列后，使用定子电流的基波分量(I<subgt;a1</subgt;，I<subgt;b1</subgt;，I<subgt;c1</subgt;)和谐波分量(I<subgt;a3</subgt;，I<subgt;b3</subgt;，I<subgt;c3</subgt;)确定定子电流的时间序列数据中的第一签名212和第二签名213。在确定第一签名212和第二签名213后，使用不平衡系数(UBF)确定第一缩放签名214和第二缩放签名215。在确定第一缩放签名214和第二缩放签名215后，确定判别系数。并且当判别系数大于预定的定子匝间故障阈值时检测定子匝间故障。技术研发人员：西米·瓦桑,兰杰特·库玛,阿林贾·古普塔受保护的技术使用者：ABB瑞士股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25