发电机转子动态频域阻抗的测量方法及装置与流程

1.本技术涉及发电机转子匝间故障诊断技术领域，具体涉及发电机转子动态频域阻抗的测量方法及装置。


背景技术：

2.发电机转子的阻抗频谱在发电机转子绕组的故障状态的检测中起着至关重要的作用。对于新机组，可留取无故障的初始阻抗频谱，然后在机组运行后以同样的方法采集当前阻抗频谱，通过对比初始阻抗频谱和当前阻抗频谱即可确定转子绕组的故障诊断和定位。对于没有留取初始频谱的机组，可采用转子绕组首端(正极)输入阻抗与末端(负极)输入阻抗进行比较的方法进行故障诊断，这是由于转子绕组具有高度对称性，对于绝缘完好的转子绕组，转子首端(正极)和末端(负极)的输入阻抗特性是一致的。
3.现有技术中的采用增益频谱以及二次谱分析的故障诊断和定位方法，正是利用当前测得的转子阻抗频谱与之前测得的完好状态下的初始阻抗频谱进行比较或者利用转子当前测得的正负端口的阻抗特性相互比较，提取差异特征进行故障诊断和定位，其解决的是在确定的转子状态下得到转子频谱后怎样进行诊断的问题。在实际工程应用中，转子绕组的匝间短路往往会存在动态特性，即发电机组在不同转速下匝间短路会存在不稳定性，在某些转速下存在匝间短路，在某些转速下短路消失，其主要与绕组短路关联匝的受力有关，更为特殊的，在低速状态下，转子匝间短路受重力影响明显，呈现出与转子转动位置的相关性。因此，在这些状态下进行转子阻抗频谱的扫描与转子处于静态测试完全不同，需要考虑转子转速与位置的影响，才能得到准确的阻抗频谱。
4.综上所述，我们需要进一步考虑阻抗测试的分时性问题和阻抗扫描时间与转子周期的协调问题。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术难以有效测量转子动态阻抗的难题，第一方面，本技术提供一种发电机转子动态频域阻抗的测量方法，包括：
6.测量待测转子的转速及参考位置；
7.根据所述转速确定扫描模式，所述扫描模式包括单次扫描模式和分区循环扫描模式；所述分区循环扫描模式是通过将待测转子等分为多个扇形区域，并依次对每个扇形区域进行单独扫描实现的；
8.根据所述参考位置以及所述扫描模式配置扫描参数；
9.根据所述扫描参数对待测转子进行扫描，得到待测转子的动态频域阻抗。
10.在一实施例中，当待测转子仅预先设置有一个键相标记时，所述测量待测转子的转速及参考位置包括：
11.采集待测转子上预先设置的键相标记经过探头位置时的脉冲信号，所述探头与所述待测转子之间的距离固定；
12.根据脉冲信号上升沿产生的时刻确定待测转子的参考位置；以及
13.根据采集时间、采集时间内采集到的脉冲信号的个数确定待测转子的转速。
14.在一实施例中，所述根据所述转速确定扫描模式包括：
15.检测所述转速是否超过预设阈值，若是，则确定扫描模式为单次扫描模式；
16.若否，则确定扫描模式为分区循环扫描模式。
17.在一实施例中，当所述扫描模式为分区循环扫描模式时，所述根据所述参考位置以及所述扫描模式配置扫描参数，包括：
18.获取分区循环扫描模式下待测转子的等份分区数；
19.根据所述等份分区数以及所述转速确定每一等份分区的通过时间；以及
20.根据所述参考位置以及所述通过时间分别确定每一等份分区对应的触发时刻。
21.在一实施例中，当所述扫描模式为分区循环扫描模式，且待测转子上各等份分区上均预先设置对应的键相标记时，所述根据所述参考位置以及所述扫描模式配置扫描参数，包括：
22.采集待测转子上预先设置的键相标记经过探头位置时的脉冲信号，所述探头与所述待测转子之间的距离固定；
23.根据脉冲信号以及预设参考位置与键相标记的对应关系确定待测转子的多个参考位置；
24.根据预设参考位置与等份分区的对应关系以及对应脉冲信号的上升沿时刻确定每一等份分区对应的触发时刻。
25.在一实施例中，所述根据所述扫描参数对待测转子进行扫描，得到待测转子的动态频域阻抗，包括：
26.分别在每一等份分区的触发时刻进行扫描，得到待测转子各等份分区的动态频域阻抗图。
27.在一实施例中，所述发电机转子动态频域阻抗的测量方法还包括：
28.判断所述等份分区的通过时间是否小于总测量时间；
29.若是，则将所述等份分区的扫描频段分为多个连续的频段，使每个频段的测量时间小于所述等份分区的通过时间。
30.在一实施例中，所述根据所述扫描参数对待测转子进行扫描，得到待测转子的动态频域阻抗，包括：
31.在所述等份分区的触发时刻分别执行所述等份分区的多个频段的扫描，得到各频段对应的动态频域阻抗图；
32.将各频段的动态频域阻抗图进行拼接处理，得到所述等份分区的动态频域阻抗图。
33.第二方面，本技术提供一种发电机转子动态频域阻抗的测量装置，包括：
34.转速确定模块，用于测量待测转子的转速及参考位置；
35.扫描模式确定模块，用于根据所述转速确定扫描模式，所述扫描模式包括单次扫描模式和分区循环扫描模式；所述分区循环扫描模式是通过将待测转子等分为多个扇形区域，并依次对每个扇形区域进行单独扫描实现的；
36.扫描参数确定模块，用于根据所述参考位置以及所述扫描模式配置扫描参数；
37.阻抗测量模块，用于根据所述扫描参数对待测转子进行扫描，得到待测转子的动态频域阻抗。
38.在一实施例中，所述转速确定模块包括：
39.参考位置确定单元，用于当待测转子仅预先设置有一个键相标记时，采集待测转子上预先设置的键相标记经过探头位置时的脉冲信号，所述探头与所述待测转子之间的距离固定；以及根据脉冲信号上升沿产生的时刻确定待测转子的参考位置；
40.转速确定单元，用于根据采集时间、采集时间内采集到的脉冲信号的个数确定待测转子的转速。
41.在一实施例中，所述扫描模式确定模块具体用于：
42.检测所述转速是否超过预设阈值，若是，则确定扫描模式为单次扫描模式；
43.若否，则确定扫描模式为分区循环扫描模式。
44.在一实施例中，所述扫描参数确定模块包括：
45.等份分区数确定单元，用于当所述扫描模式为分区循环扫描模式时，获取分区循环扫描模式下待测转子的等份分区数；
46.通过时间确定单元，用于根据所述等份分区数以及所述转速确定每一等份分区的通过时间；以及
47.触发时刻确定单元，用于根据所述参考位置以及所述通过时间分别确定每一等份分区对应的触发时刻。
48.在一实施例中，所述参考位置确定单元还用于：当所述扫描模式为分区循环扫描模式，且待测转子上各等份分区上均预先设置对应的键相标记时，采集待测转子上预先设置的键相标记经过探头位置时的脉冲信号，所述探头与所述待测转子之间的距离固定；
49.根据脉冲信号以及预设参考位置与键相标记的对应关系确定待测转子的多个参考位置；
50.根据预设参考位置与等份分区的对应关系以及对应脉冲信号的上升沿时刻确定每一等份分区对应的触发时刻。
51.在一实施例中，所述阻抗测量模块具体用于：
52.分别在每一等份分区的触发时刻进行扫描，得到待测转子各等份分区的动态频域阻抗图。
53.在一实施例中，所述发电机转子动态频域阻抗的测量装置还包括频段划分模块，用于：
54.判断所述等份分区的通过时间是否小于总测量时间；
55.若是，则将所述等份分区的扫描频段分为多个连续的频段，使每个频段的测量时间小于所述等份分区的通过时间。
56.在一实施例中，所述阻抗测量模块还用于：
57.在所述等份分区的触发时刻分别执行所述等份分区的多个频段的扫描，得到各频段对应的动态频域阻抗图；
58.将各频段的动态频域阻抗图进行拼接处理，得到所述等份分区的动态频域阻抗图。
59.第三方面，本技术还提供一种电子设备，包括：
60.中央处理器、存储器、通信模块，所述存储器中存储有计算机程序，所述中央处理器可调用所述计算机程序，所述中央处理器执行所述计算机程序时实现本技术提供的任一发电机转子动态频域阻抗的测量方法。
61.第四方面，本技术还提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本技术提供的任一发电机转子动态频域阻抗的测量方法。
62.本技术的发电机转子动态频域阻抗的测量方法及装置根据转子转速的不同选择不同的扫描模式，以及在分次测量时根据参考位置实现转子位置上的对齐，解决了动态阻抗测试分时性的问题；同时，本技术利用转子旋转每周中转子状态的可重复性，采用分区循环扫描、频谱分段拼接的方法实现转子不同位置下的完整频谱扫描，便于利用频谱特性进行匝间短路诊断，解决了阻抗扫描时间与转子旋转周期的协调问题。
附图说明
63.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
64.图1为本技术提供的发电机转子动态频域阻抗的测量方法的一种示意图。
65.图2为本技术提供的确定待测转子的转速和参考位置的示意图。
66.图3为本技术提供的确定扫描模式的示意图。
67.图4为本技术提供的发电机转子动态频域阻抗的测量方法的另一种示意图。
68.图5为本技术提供的发电机转子动态频域阻抗的测量方法的另一种示意图。
69.图6为本技术提供的发电机转子动态频域阻抗的测量方法的另一种示意图。
70.图7和图8为本技术提供的分区分频段扫描的示意图。
71.图9为本技术提供的发电机转子动态频域阻抗的测量装置的一种示意图。
72.图10为本技术提供的发电机转子动态频域阻抗的测量装置的另一种示意图。
73.图11为本技术提供的发电机转子动态频域阻抗的测量装置的另一种示意图。
74.图12为本技术提供的发电机转子动态频域阻抗的测量装置的另一种示意图。
75.图13为本技术提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
76.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
77.第一方面，如图1所示，本技术提供一种发电机转子动态频域阻抗的测量方法，包括步骤s101至步骤s104：
78.步骤s101，测量待测转子的转速及参考位置。
79.具体地，关于转速的测量，通常有直接测量和间接测量两种方式。直接测量为直接观测待测转子的机械运动，测量特定时间内转子旋转的圈数，从而测出机械运动的转速和
位置，常规方法包括光电码盘测速法、闪光测速法及基于霍尔效应的键相信号测量法等；间接测量为利用待测转子的机械转动会导致其他物理量变化的原理，先测量这些物理量，再根据这些物理量的变化与转速的关系来得到转速，如漏磁测速法、振动测速法等。
80.关于参考位置的确定，一般而言，转子的轴上会设置有一个键相标记，例如凹槽或凸起。即便转子本身没有键相标记，我们也可以临时在转子的轴上贴一个反光条等，作为键相标记。键相标记所在的位置即为本技术所指的参考位置，该参考位置作为转子旋转时的参考点，用于观测转子的旋转周期和旋转圈数。进一步地，参考位置结合转子的旋转时间可确定转子的转速以及旋转角度。
81.步骤s102，根据所述转速确定扫描模式，所述扫描模式包括单次扫描模式和分区循环扫描模式；所述分区循环扫描模式是通过将待测转子等分为多个扇形区域，并依次对每个扇形区域进行单独扫描实现的。
82.具体地，当转子的转速超过一定阈值进行高速旋转时，认为转子的离心力起主要作用，转子在不同位置的受力是不变的，跟转子的位置(旋转角度)无关，即匝间短路是稳定的。此时在何时开始扫描，在何时开始另一次扫描对判定转子匝间短路的影响不大。因此，可以按照一般设置的扫描参数进行常规的单次扫描即可。
83.而当转子的转速低于一定阈值进行低速旋转时，重力的影响较大，此时匝间短路故障点在旋转过程中的不同位置受力不同，存在受力减小、绝缘恢复、短路点消失的状况。因此，需要针对转子的不同位置分别进行扫描，即将转子一周分成n等份，认为转子在某一等份内受力恒定，转子绝缘状态恒定，根据某一等份转子的通过时间tm选择扫描频率范围、扫描点数等扫描参数信息。其中，将转子一周分为4～8等份为宜，份数较少则不能对转子绕组各部位进行全面诊断，份数过多则对装置测量速度要求高，可能在有限的每一段距离内，不能完成预定频段的扫描。
84.步骤s103，根据所述参考位置以及所述扫描模式配置扫描参数。
85.其中，扫描参数包括扫描频率范围、扫描点数/定步长扫频参数/定时距扫频参数、扫描电平以及扫描速度等常规扫描参数以及根据扫描模式而定的扫描位置。
86.例如，对于单次扫描模式而言，其扫描参数可设置为扫描频率范围1khz～800khz，扫描点数800点，扫描电平5v，扫描速度中等。扫描位置即步骤s101中的键相标记所在的位置。
87.对于分区循环扫描模式而言，其扫描参数可设置扫描频率范围1khz～800khz，扫描点数800点，扫描电平5v，扫描速度中等。扫描位置(旋转角度)根据步骤s101中的参考位置以及转子的旋转时间确定。
88.步骤s104，根据所述扫描参数对待测转子进行扫描，得到待测转子的动态频域阻抗。
89.具体地，根据对应的扫描参数对待测转子进行逐点扫描，得到待测转子的动态频域阻抗。其中，扫描得到的动态频域阻抗可以图表的形式实时向工作人员展示。
90.本技术的发电机转子动态频域阻抗的测量方法根据转子转速的不同选择不同的扫描模式，以及在分次测量时根据参考位置实现转子位置上的对齐，解决了动态阻抗测试分时性的问题。
91.在一实施例中，以基于霍尔效应的键相信号测量法为例，对测量待测转子的转速
及参考位置的步骤进行详细说明，此时待测转子仅预先设置有一个键相标记。如图2所示，测量步骤具体包括：
92.步骤s1011，采集待测转子上预先设置的键相标记经过探头位置时的脉冲信号，所述探头与所述待测转子之间的距离固定；
93.步骤s1012，根据脉冲信号的上升沿时刻确定待测转子的参考位置。
94.具体地，在转子旋转的过程中，当键相标记旋转经过探头位置时，由于探头与被测面间距突变，会产生一脉冲信号，换言之，在脉冲信号的上升沿时刻，键相标记与探头正对。
95.步骤s1013，根据采集时间、采集时间内采集到的脉冲信号的个数确定待测转子的转速。
96.具体地，相邻两个脉冲上升沿的时间间隔就是转子的键相标记连续两次到达探头位置的时间间隔，即转子旋转一周所需的时间。因此，假设连续采集到n个脉冲，且这n个脉冲中的第一个脉冲的上升沿时刻与这n个脉冲中的最后一个脉冲的上升沿时刻的时间间隔为t秒，则待测转子的转速可通过以下公式计算得到：
[0097][0098]
其中，n为转速，单位：转/每分钟(r/min)；n为采集到的脉冲的数量，单位：个；t为采集时间，单位：秒(s)。
[0099]
进一步地，在确定参考位置和转速后，即可根据转速计算得到转子的旋转周期t＝1/n；进而可确定转子的旋转角度，例如假设转子均速旋转，则在检测到脉冲信号后的t/8秒内，转子从键相标记处旋转了45
°
。
[0100]
本技术还提供另一种测速方法，即设置与待测转子同步旋转的测速齿轮，当测速齿轮周向上均匀分布的齿旋转经过探头时，由于探头与被测面间距突变，会产生连续的脉冲序列。此时，根据脉冲序列中脉冲的频率以及测速齿轮上分布的齿的数量即可确定待测转子的转速。不过，由于测速齿轮所有位置对应的脉冲信号均相同，因此该方法无法用于参考位置的确定。
[0101]
本领域技术人员应该明白，本实施例仅提供了两种可行的测量转速和参考位置的示例，并非限定本技术仅能使用基于霍尔效应的键相信号测量法或测速齿轮测速法来测量转速。
[0102]
在一实施例中，如图3所示，所述根据所述转速确定扫描模式包括：
[0103]
检测所述转速是否超过预设阈值，若是，则确定扫描模式为单次扫描模式；
[0104]
若否，则确定扫描模式为分区循环扫描模式。
[0105]
在一实施例中，如图4所示，当所述扫描模式为分区循环扫描模式，且待测转子仅预先设置有一个键相标记时，步骤s103，根据所述参考位置以及所述扫描模式配置扫描参数，包括：
[0106]
步骤s1031，获取分区循环扫描模式下待测转子的等份分区数。本实施例后续以将待测转子分为8个等份分区为例进行说明。
[0107]
步骤s1032，根据所述等份分区数以及所述转速确定每一等份分区的通过时间。
[0108]
具体地，在步骤s101中测量得到待测转子的转速为n，则待测转子的旋转周期t＝1/n。假设待测转子匀速旋转，等份分区的数量为8，则每一等份分区的通过时间为
[0109][0110]
其中，t为待测转子的旋转周期，单位：秒(s)。
[0111]
步骤s1033，根据所述参考位置以及所述通过时间分别确定每一等份分区对应的触发时刻。
[0112]
具体地，假设以待测转子的键相标记所在的位置(即参考位置)为起点，沿待测转子的旋转方向的反方向依次为等份分区1、等份分区2、等份分区3、等份分区4、等份分区5、等份分区6、等份分区7以及等份分区8，如图7所示。基于步骤s1012所述的原理，探头检测到的第一个脉冲上升沿时刻，待测转子的旋转角度如图6所示，经过t/8秒后，待测转子的旋转角度如图8所示
……
以此类推，由此可知，假设将探头检测到的第一个脉冲上升沿时刻定为0秒，则8个等份分区的触发时间依次为0秒、t/8秒、t/4秒、3t/8秒、t/2秒、5t/8秒、3t/4秒、7t/8秒、以及t秒，待测转子各分区的触发时刻示意图可参见图7。
[0113]
可以理解的是，待测转子各分区的触发时刻与待测转子的旋转角度(相对于参考位置而言)是一一对应的。
[0114]
在一实施例中，当所述扫描模式为分区循环扫描模式，且待测转子上各等份分区上均预先设置对应的键相标记时，所述根据所述参考位置以及所述扫描模式配置扫描参数，包括：
[0115]
采集待测转子上预先设置的键相标记经过探头位置时的脉冲信号，所述探头与所述待测转子之间的距离固定；
[0116]
根据脉冲信号以及预设参考位置与键相标记的对应关系确定待测转子的多个参考位置；其中，各等份分区对应的键相标记均不相同，例如可分别设置高度不同的凸键，利用不同高度的凸键对应的脉冲信号的幅值不同的原理，确定脉冲信号对应的键相标记，进而根据键相标记区分待测转子的不同参考位置；
[0117]
根据预设参考位置与等份分区的对应关系以及对应脉冲信号的上升沿时刻确定每一等份分区对应的触发时刻。其中，脉冲信号的上升沿时刻即为对应等份分区的触发时刻。
[0118]
前一实施例中，待测转子仅上仅预设一个键相标记，将该键相标记所在的位置作为待测转子每一旋转周期的起点即参考位置，根据该参考位置以及每一等份分区的通过时间确定待测转子上每一等份分区的起始位置和触发时间。但该方法的精度不够高。
[0119]
因此，本实施例提供了另一种确定触发时刻的方法，即预先在每一等份分区的起始位置上设置对应的键相标记，且各键相标记均不相同。然后通过探头采集待测转子旋转过程中的脉冲信号。由于各键相标记均不相同，因此可根据脉冲信号的特征唯一确定对应的等份分区，脉冲信号的上升沿时刻即为该等份分区对应的触发时刻。相比于前一实施例而言，本实施例确定各等份分区触发时刻的方法更加精准，测量结果也更加准确。
[0120]
在一实施例中，确定待测转子各等份分区的触发时刻后，步骤s104，根据所述扫描参数对待测转子进行扫描，得到待测转子的动态频域阻抗，具体为：
[0121]
分别在每一等份分区的触发时刻按照扫描参数对该等份分区进行扫描，得到待测转子该等份分区的动态频域阻抗图。
[0122]
由此可见，分区循环扫描得到的扫描结果为待测转子各等份分区对应的动态频域
阻抗图。各等份分区的动态频域阻抗图均可单独应用于发电机转子的故障检测中，若根据某一等份分区对应的动态频域阻抗测得存在匝间短路，则认为该发电子转子存在匝间短路故障。
[0123]
在一实施例中，如图5所示，当所述扫描模式为分区循环扫描模式时，所述发电机转子动态频域阻抗的测量方法还包括：
[0124]
判断所述等份分区的通过时间是否小于总测量时间；
[0125]
若是，则将所述等份分区的扫描频段分为多个连续的频段，使每个频段的测量时间小于所述等份分区的通过时间。
[0126]
具体地，承接图4对应的实施例中的示例，待测转子共被分为8个等份分区，待测转子的旋转周期为t，则每个等份分区的通过时间总测量时间指针对一个等份分区进行波形形成、运算和数据图像处理的总时间，总测量时间为
[0127]
te＝x
×
a+b+c
[0128]
其中，a为模拟测量信号时间，即形成不同频率脉冲波形所需时间，脉冲波形的频率不同时所对应的形成时间各不相同；b为运算时间，不同扫描速度对应着不同的运算时间；c为数据图像处理时间，该时间主要包括仪器界面图像显示时间，存储器保存数据时间，开路短路等补偿时间；x为扫描点数(例如800)。
[0129]
当等份分区的通过时间tm是否小于总测量时间te时，在通过时间tm内无法测得完整频谱。此时需要降低总测量时间te。根据te的计算公式可知，te与参数x、a、b和c相关。因此，可以通过提高阻抗测量装置的扫描速度缩短运算时间b，和/或降低平均扫描次数缩短数据图像处理时间c，以降低te。以上两种方式通过对阻抗测量装置的参数进行调整即可快速实现。当调整参数后依然无法满足te《tm时，还可通过减少扫描点数x减小x与a的乘积，以降低te。
[0130]
本实施重点对通过减少扫描点数x降低te的方法进行说明。具体地，将扫描频率范围分为多个连续的频段，例如y个频段，这些频段可以等分，也可以不等分。对于该等份分区而言，一次仅扫描一个频段即可。由于每一个频段中的扫描点数的减少，每个频段的总测量时间也会缩短，进而满足te《tm。
[0131]
此时，步骤s104，根据所述扫描参数对待测转子进行扫描，如图6所示，得到待测转子的动态频域阻抗还包括：
[0132]
步骤s1041，在所述等份分区的触发时刻分别执行所述等份分区的多个频段的扫描，得到各频段对应的动态频域阻抗图；
[0133]
步骤s1042，将各频段的动态频域阻抗图进行拼接处理，得到所述等份分区的动态频域阻抗图。
[0134]
本技术利用转子状态在每一转中的可重复性，在每一等份分区开始时分别触发不同频段的扫描，直至y个频段的扫描全部完成。然后将y个频段对应的频谱依次拼接组成对应该等份分区的完整动态频域阻抗图。
[0135]
以下将通过一个具体的例子对本技术中的分区扫描和扫描频率范围分频段的过程进行说明。实际应用中，可使用阻抗分析仪等专用的阻抗测量设备进行动态频域阻抗的扫描。
[0136]
参见图7和图8所示的待测转子的分区示意图，待测转子被平均分成x等份，此处以8等份为例。假设待测转子的旋转周期为t秒，则待测转子每转过45
°
用时为t/8秒，则tm＝t/8。当某一等份分区的总测量时间te大于该等份分区的通过时间tm，需将扫描频率范围分成y个频段，此处以三个频段为例，即1khz～300khz、300khz～600khz、600khz～800khz，使得对个频段扫描时的总测量时间te小于该等份分区的通过时间tm。
[0137]
当对等份分区1进行扫描时，参见图7，阻抗分析仪接到第一个脉冲信号时，立刻触发扫描，按照低频段200khz～300khz的扫频范围进行测试；当接到第二个脉冲信号时，按照中频段300khz～600khz的扫频范围进行扫描；同理当当接到第三个脉冲信号时，按照高频段(600khz～800khz)的扫频范围进行扫描。扫描结束后，将三次的波形整合为一条完整的波形储存并显示。
[0138]
接着对等份分区2进行扫描，参见图8，当接到第一个脉冲信号时，延时t/8秒后触发扫描，按照低频段200khz～300khz的扫频范围进行扫描；当接到第二个脉冲信号时，延时t/8秒后触发扫描，按照中频段300khz～600khz的扫频范围进行扫描；同理当接到第三个脉冲信号时，延时t/8秒后触发扫描，按照高频段600khz～800khz的扫频范围进行扫描。扫描结束后，将三次的波形整合为一条完整的波形储存并显示。
[0139]
等份分区3至等份分区8的扫描过程与前述过程类似，不同之处仅在于接到脉冲信号的延迟时间。当测量等份分区y时，只需延迟(y-1)*t/8秒，y为等份分区的编号。转子每转一周，可以得到8个等份分区对应的第一频段的阻抗频谱，第二圈时得到8个等份分区对应第一频段的阻抗频谱
……
直至所有等份分区的所有频段的频谱谱全部扫描完成。
[0140]
综上所述，本技术利用转子旋转每周中转子状态的可重复性，采用分区循环扫描、频谱分段拼接的方法实现转子不同位置下的完整频谱扫描，便于利用频谱特性进行匝间短路诊断，解决了阻抗扫描时间与转子旋转周期的协调问题。
[0141]
此外，关于适用于本技术的扫描设备，这里给出一个例子即阻抗分析仪。阻抗分析仪用来测量复数阻抗随频率的变化，测量方法可选用电流-电压测量、自动平衡电桥测量和射频电流-电压测量等常规方法。
[0142]
阻抗测量参数配置主要包括：
[0143]
a.触发模式设置：可设置触发模式应包含但不限于单次扫描和循环扫描；
[0144]
其中单次扫描为(即接到触发(键相脉冲)信号，立即按照已配置参数进行一次扫描测量)、
[0145]
循环扫描为(即根据键相信号，按照扫描参数，通过延时对转子不同位置进行重复扫描)
[0146]
b.扫描频率范围(带宽)设置：可设置扫描频率范围应包含但不限于定范围扫频(设定好起始频率与截止频率，根据扫描点数自动计算各扫描点)；定步长扫频(设定好扫描起始频率与扫描点的步幅，根据扫描点数自动计算各扫描点)；定时距扫频(固定扫描参数按一定时间间距进行扫描)；
[0147]
c.测量信号设置：阻抗测量模块的扫描参数为频率，则测量信号中的测量电压和测量电流可单独设置。
[0148]
d.测量速度设置：测量速度越低，测试精度越高。影响测量速度的因素包括运算时间、测量模式、补偿模式数据储存、画面显示等，应综合考虑以保证激励源频率的精确性、稳
定性和动态性能。
[0149]
除以上阻抗测量模块的常规功能外，适用于发电机转子匝间短路频域阻抗测量设备的阻抗测量模块应具备以下特点：
[0150]
1)阻抗测量模块的带宽应覆盖1mhz，但不宜过大：转子绕组的输入阻抗特性是一个振荡衰减的特性，低频段的阻抗较大，高频段阻抗很小，范围大致从数欧姆到几百欧姆，另外由于发电机转子存在对地电容效应，转子绕组频谱存在一截止频率，太高的频率信号不能注入绕组内部，此频率基本在1mhz以内，功率应能满足1mhz以内的阻抗测试要求；
[0151]
2)阻抗测量模块的测量电压适宜设置为5v：。阻抗测试电压受限于仪器功率，通常电压设置在10v以内，如果电压过高，高频段时负载较大，电压太高无法输出；若电压太低，则测量电流值很小，最小的对电流测量灵敏度要求较高，可能导致测量精确度降低，一般选择5v电压比较合适；
[0152]
3)扫频间隔不宜过小：匝间短路引起的频谱变化是一种整体的波动变化，而非局部阻抗突变，因此频率间隔不需要特别小，一般1khz足够；
[0153]
4)电压电流测量应在全频率范围内保证足够的精度。影响精度的原因有测量速度、测量电平、测量温度、补偿系数等因素有关，应综合考量；
[0154]
5)各频率点应能快速独立测量，防止不同频率下信号的混叠。
[0155]
基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种发电机转子动态频域阻抗的测量装置，可以用于实现上述实施例所描述的方法，如下面的实施例所述。由于发电机转子动态频域阻抗的测量装置解决问题的原理与发电机转子动态频域阻抗的测量方法相似，因此发电机转子动态频域阻抗的测量装置的实施可以参见发电机转子动态频域阻抗的测量方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0156]
如图9所示，本技术提供一种发电机转子动态频域阻抗的测量装置，包括：
[0157]
转速确定模块201，用于测量待测转子的转速及参考位置；
[0158]
扫描模式确定模块202，用于根据所述转速确定扫描模式，所述扫描模式包括单次扫描模式和分区循环扫描模式；所述分区循环扫描模式是通过将待测转子等分为多个扇形区域，并依次对每个扇形区域进行单独扫描实现的；
[0159]
扫描参数确定模块203，用于根据所述参考位置以及所述扫描模式配置扫描参数；
[0160]
阻抗测量模块204，用于根据所述扫描参数对待测转子进行扫描，得到待测转子的动态频域阻抗。
[0161]
在一实施例中，如图10所示，所述转速确定模块201包括：
[0162]
参考位置确定单元2021，用于当待测转子仅预先设置有一个键相标记时，采集待测转子上预先设置的键相标记经过探头位置时的脉冲信号，所述探头与所述待测转子之间的距离固定；以及根据脉冲信号上升沿产生的时刻确定待测转子的参考位置；
[0163]
转速确定单元2022，用于根据采集时间、采集时间内采集到的脉冲信号的个数确定待测转子的转速。
[0164]
在一实施例中，所述扫描模式确定模块202具体用于：
[0165]
检测所述转速是否超过预设阈值，若是，则确定扫描模式为单次扫描模式；
[0166]
若否，则确定扫描模式为分区循环扫描模式。
[0167]
在一实施例中，如图11所示，所述扫描参数确定模块203包括：
[0168]
等份分区数确定单元2031，用于当所述扫描模式为分区循环扫描模式时，获取分区循环扫描模式下待测转子的等份分区数；
[0169]
通过时间确定单元2032，用于根据所述等份分区数以及所述转速确定每一等份分区的通过时间；以及
[0170]
触发时刻确定单元2033，用于根据所述参考位置以及所述通过时间分别确定每一等份分区对应的触发时刻。
[0171]
在一实施例中，所述参考位置确定单元还用于：当所述扫描模式为分区循环扫描模式，且待测转子上各等份分区上均预先设置对应的键相标记时，采集待测转子上预先设置的键相标记经过探头位置时的脉冲信号，所述探头与所述待测转子之间的距离固定；
[0172]
所述扫描参数确定模块还用于：根据脉冲信号以及预设参考位置与键相标记的对应关系确定待测转子的多个参考位置；以及根据预设参考位置与等份分区的对应关系以及对应脉冲信号的上升沿时刻确定每一等份分区对应的触发时刻。
[0173]
在一实施例中，所述阻抗测量模块204具体用于：
[0174]
分别在每一等份分区的触发时刻进行扫描，得到待测转子各等份分区的动态频域阻抗图。
[0175]
在一实施例中，如图12所示，所述发电机转子动态频域阻抗的测量装置还包括频段划分模块205，用于：
[0176]
判断所述等份分区的通过时间是否小于总测量时间；
[0177]
若是，则将所述等份分区的扫描频段分为多个连续的频段，使每个频段的测量时间小于所述等份分区的通过时间。
[0178]
在一实施例中，所述阻抗测量模块204还用于：
[0179]
在所述等份分区的触发时刻分别执行所述等份分区的多个频段的扫描，得到各频段对应的动态频域阻抗图；
[0180]
将各频段的动态频域阻抗图进行拼接处理，得到所述等份分区的动态频域阻抗图。
[0181]
本技术的发电机转子动态频域阻抗的测量装置根据转子转速的不同选择不同的扫描模式，以及在分次测量时根据参考位置实现转子位置上的对齐，解决了动态阻抗测试分时性的问题；同时，本技术利用转子旋转每周中转子状态的可重复性，采用分区循环扫描、频谱分段拼接的方法实现转子不同位置下的完整频谱扫描，便于利用频谱特性进行匝间短路诊断，解决了阻抗扫描时间与转子旋转周期的协调问题。
[0182]
本发明还提供一种电子设备，参见图13，所述电子设备100具体包括：
[0183]
中央处理器(processor)110、存储器(memory)120、通信模块(communications)130、输入单元140、输出单元150以及电源160。
[0184]
其中，所述存储器(memory)120、通信模块(communications)130、输入单元140、输出单元150以及电源160分别与所述中央处理器(processor)110相连接。所述存储器120中存储有计算机程序，所述中央处理器110可调用所述计算机程序，所述中央处理器110执行所述计算机程序时实现上述实施例中的发电机转子动态频域阻抗的测量方法中的全部步
骤。
[0185]
本技术的实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行。所述计算机程序被处理器执行时实现本发明所提供的任一发电机转子动态频域阻抗的测量方法。
[0186]
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。
[0187]
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。