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《天津大学》 2005年
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基于分形几何和小波变换的同步发电机定子绕组短路故障分析

金雪峰  
【摘要】: 同步发电机定子绕组匝间短路故障是一种常见的、破坏性很强的故障,对发电机、电厂乃至电网的安全运行都将带来一系列严重的影响,有效地判断出该故障是否发生具有十分重要的意义。然而同步发电机定子绕组匝间短路故障识别一直是一个难点。本文尝试应用一种新的方法——分形几何和小波变换相结合对同步发电机定子绕组匝间短路故障进行分析。 分形几何的理论为揭示隐藏在复杂现象中的精细结构和定量地描述它们提供了理论基础。分形维数是刻画分形集的要素之一,它反映了分形集的复杂度和空间的充斥程度。小波变换是一种信号的时间-尺度(时间-频率)分析方法,它具有多分辨率分析的特点,在时域和频域都具有表征信号局部特征的能力。 当同步发电机定子绕组故障时,由于混入大量谐波导致电压和电流波形发生变化,而分形维数能够很好的反映出这一变化过程,分形维数的变化趋势与研究信号所包含的频率成份相关,呈V形状。据此,可以将故障与系统正常运行状态区分开。但是,不同故障类型暂态过程可能有着很多共同的特点,例如发电机定子绕组同相不同分支匝间短路和不同相匝间短路的分形维数变化规律相似,所以仅从分形维数上很难区分各个故障类型。 信号在小波变换下有两个显著的特点:小波变换将该信号所包含的频率成份分解到不同的频带上;随着尺度的增加,信号各个尺度上低频分量的能量逐渐降低。这些恰恰与影响分形维数大小的两个因素(复杂度和空间的充斥程度)相关。分别对同步发电机定子绕组各个故障类型的暂态电压信号进行小波变换,发现它们分形维数有不同的变化规律。其中,不同故障类型的分形维数在小波变换前、后变化趋势有所不同。进而可以识别不同类型的故障。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM341

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