双馈风电机组定子电流检测系统与故障分析研究

作     者：刘金雨 

作者单位：沈阳理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丛培田

授予年度：2023年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：双馈风电机组 定子电流检测法 故障分析 基频干扰 

摘      要：近年来,风电行业在全球得到了快速发展,风力发电机在新能源电力设备中所占比例越来越高,逐步遍布我国各地。双馈风电机组是当前主流的风力发电机组,但由于其所处环境一般比较恶劣使机组故障时有发生,因此对于风机的工作状态进行检测与故障分析成为行业关注的重点。本文针对双馈风电机组容易发生故障的部件,基于定子电流检测法对风机塔下定子端电流进行处理与分析,并找到电流信号中的频率分量,最终进行故障诊断。本文主要研究内容如下:1.针对双馈风电机组微弱故障特征易被50Hz基频干扰信号淹没的问题,从硬件电路方向入手,介绍了基于双T型陷带滤波器衰减基频干扰信号的方法,主要包括:电流传感器选型、一阶高通与低通滤波器、双T型50Hz陷带滤波器、LM393整形电路、基于4053的程控六阶巴特沃斯高通与低通滤波器、基于继电器的十二阶巴特沃斯低通滤波器以及拨码开关放大电路等;2.采用数据采集卡和VB6.0高级语言编写上位机定子电流检测系统软件,实现对信号的分析,主要包括:数据采集模块、数据分析模块(功能界面介绍、时域分析、频域分析)、故障诊断模块(故障特征频率计算、故障诊断报告)、数据采集卡和上位机软件实验等;3.对钳形高精度电流互感器、罗氏线圈电流传感器和硬件电路分别与数据采集卡和上位机软件进行实验,研制了定子电流检测系统仪器:“WGM-1700风力发电机电流检测分析仪试验机;4.对定子电流检测系统进行故障模拟实验,在能将故障频率分量显示在频谱中的前提条件下,确定了本系统对故障频率分量的识别能力;在风电场进行实地采集双馈风电机组塔下定子端电流信号并进行初步分析;以砂轮机代替风电机组进行了实验,确定了此系统可以有效的衰减基频干扰信号,从而使微弱的故障特征频率成分显示出来,为后续整个系统的完善和机组故障诊断提供了实验的基础。