[发明专利]三相异步交流电机定子绝缘在线监测方法和装置

说明书

本发明公开了一种三相异步交流电机定子绝缘在线监测方法，步骤：同步采集电机绝缘系统的电压、电流信号；对采集到的电机的电压、电流信号采用PWM解调技术进行处理；对处理后的信号进行特征指标提取，提取包括MCSA特征指标、电流信号统计模式识别指标、序电压分布统计指标、Park变换特征指标、三相交流电压差统计指标和三相交流电流差统计指标；将提取到的各个指标作为支持向量机的训练集进行状态预诊，输出电机绝缘系统的综合状态预诊结果，对电机绝缘系统的运行状态进行在线评估。本发明提供的电机绝缘系统在线监测方法，可实现对电机绝缘状态的长期有效的监测；能将多类绝缘特征指标进行融合，增加了方法的可靠性和监测精度，数据处理精度高。

技术领域

本发明涉及电气设备监测技术领域，特别涉及一种三相异步交流电机定子绝缘在线监测方法和装置。

背景技术

一般情况下，三相异步交流电机是许多工程领域中的关键装置，广泛应用于高速列车，航空航天，电动车辆等领域，近些年来，三相异步交流电机的安全事故频发，其中电机绝缘系统的匝间绝缘故障是造成电机事故的主要因素之一。因此，对三相异步交流电机定子绝缘进行在线监测评估，对于提高电机设备可靠性具有重要意义。目前，对于电机绝缘故障已有一系列检测方法，已有离线检测方法如交流阻抗法、功率损耗法、微分线圈探测法等，以及在线检测方法如绝缘电流法、定子电流测试、磁通泄露、序阻抗矩阵、高频阻抗及匝间电容测试等。

上述电机绝缘故障检测方法只能评估绝缘系统的某一种性能，且有些检测方法的试验设备比较复杂、笨重，现场试验很不方便，在测试的便捷性、测试灵敏度及适用场合等方面均存在一定的不足，且对测试结果的分析过度依赖于专家系统和专业人员经验，对客观、准确地得出测试结论具有一定的局限性。

发明内容

本发明为了克服现有技术中不能同时评估多种性能并且在检测时在线监测技术可靠性低精度差、成本高等问题，提供一种三相异步交流电机定子绝缘在线监测方法和装置。

为了实现上述目的，本发明通过以下方案实现：

一种三相异步交流电机定子绝缘在线监测方法，包括以下步骤：

同步采集电机绝缘系统的电压、电流信号；

对采集到的电机的电压、电流信号采用PWM解调技术进行处理；

对处理后的信号进行特征指标提取，提取包括MCSA特征指标、电流信号统计模式识别指标、序电压分布统计指标、Park变换特征指标、三相交流电压差统计指标和三相交流电流差统计指标；

将提取到的各个指标作为支持向量机的训练集进行状态预诊，输出电机绝缘系统的综合状态预诊结果，对电机绝缘系统的运行状态进行在线评估。

作为一种可实施方式，在步骤3中，所述提取MCSA特征指标，具体步骤为：

将采集到电机的电流信号进行傅里叶变换并获得变换后的电流频谱；

当电机的绝缘系统状态发生变化时，定子绕组电流会产生特定特征频率的基波；

通过分析电机定子电流频谱，检测产生特定特征频率的基波成分是否为高次分量频率的谐波，进一步判断电机目前所处运行状态。

作为一种可实施方式，在步骤3中，所述提取电流信号统计模式识别指标，包括以下步骤：

对采集到的电流信息进行聚类；

估计电流信号的混合高斯模型的参数，得到电流信号的混合高斯分布，通过分析电机健康状态下的混合高斯分布与电机任意状态下的混合高斯分布，得出电流信号统计模式识别指标，判断电路绝缘系统的状态。