基于duffing系统凸极同步发电机匝间短路故障谐波电流检测方法

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1、2015୍9ᄅ15ರ现代电子技术Sep.201538ज18௹ModernElectronicsTechniqueVol.38No.18158ࠎႿDuffing༢๤๪ࠞ๝؋ࡗᄔࠏ׈ਫ਼ܣᅰཾѯ׈ੀ࡟ҩٚم12韩建群，石旭东（1.渤海大学工学院，辽宁锦州121000；2.中国民航大学航空自动化学院，天津300300）摘要：针对凸极同步发电机发生匝间短路故障时谐波电流检测问题，提出一种新的基于Duffing混沌系统的检测方法。该方法首先通过多回路分析理论建立凸极同步发电机数学仿真模型，给出故障谐波电流仿真信号，然后利用Duffing

2、系统灵敏的弱信号检测特性，通过识别Duffing系统由混沌状态到大尺度周期状态的转换过程来确定故障谐波电流的存在。仿真计算结果表明Duffing混沌系统可以检测出谐波电流，检测方法是有效的。关键词：Duffing系统；凸极同步发电机；匝间短路；谐波电流；故障检测中图分类号：TN707⁃34；TM622文献标识码：A文章编号：1004⁃373X（2015）18⁃0158⁃05Harmoniccurrentdetectingmethodofinterturnshort⁃circuitfaultinsalient⁃polesync

3、hronousgeneratorbasedonDuffingsystemHANJianqun1，SHIXudong2（1.CollegeofEngineering，BohaiUniversity，Jinzhou121000，China；2.AeronauticalAutomationCollege，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China）Abstract：Aimedattheproblemexistinginharmoniccurrentdetectionwhen

4、theinterturnshort⁃circuitfaulthappensinsa⁃lient⁃polesynchronousgenerator，anewdetectingmethodbasedonDuffingchaoticsystemisproposedinthisresearch.Themathematicalsimulationmodelofsalient⁃polesynchronousgeneratorisestablishedonthebasisofmulti⁃loopanalysistheory，thesimu

5、lationsignalsofthefaultharmoniccurrentaregiven，andthentheexistoffaultharmoniccurrentisdeterminedbythesensitiveweak⁃signaldetectionfeaturesofDuffingsystemandbyidentifyingtheconversionprocessfromchaoticstatetolarge⁃scaleperiodicstateofDuffingsystem.Simulationresultss

6、howthatDuffingsystemcandetecttheharmoniccurrent.Thedetectingmethodpresentedinthepaperiseffective.Keywords：Duffingsystem；salient⁃polesynchronousgenerator；interturnshort⁃circuit；harmoniccurrent；faultdetection[1⁃3]的研究，普遍采用多回路分析法。0引言通过检测故障电机相电流中的正弦谐波信号可以定子绕组内部故障是同步发电机常

7、见的破坏性故估计电机中故障的存在，在众多的正弦信号检测方法障之一。内部故障的短路电流既会产生附加电磁力，对中，新的Duffing混沌系统检测方法具有探索意义，文电机绕组具有机械破坏性，也会烧毁绕组和铁心。定子献[4⁃7]表明，Duffing系统对正弦信号检测具有较高的检测灵敏度和较低的检测信噪比。本文运用Duffing系统绕组短路电流可以产生极大的非同步磁场，对转子造成对同步发电机匝间短路故障时的故障电流参数进行了损伤。当同步发电机定子绕组内部故障时，电机会产生有效检测。大量谐波电流和谐波磁场，谐波的存在使得研究电机电气参数

8、时常用的对称分量法不能使用，理想电机模型也1多回路分析法建立同步电机数学模型不再适用。而将相绕组作为一个整体来计算参数的相在文献[8⁃9]研究的基础上，本文采用多回路分析法坐标法也因为内部故障时的相绕组不再是一个整体而对凸极同步发电机定子绕组内部故障建立数学模型。不能使用。目前关于同步发电