Adaptive Identification Method of a Signal from Stray Magnetic Field Sensor for Turbogenerator Diagnostics

Abstract

The topic of this paper is dictated by the necessity to improve the reliability of methods for deter- mining a short circuit of rotor winding with the use of the stray magnetic field sensor installed at the turbogenerator end. The research objectives are to develop the signal identification models and algorithms based on stray magnetic field sensor data for the diagnostics of a short circuit of rotor winding of synchronous generator. Theoretical and practical developments in the areas of systems analysis, electrical machines modeling, optimization and linear algebra are used in the paper. The solution is based on theoretical and experi- mental data from magnetic field sensor installed at the synchronous generator end. A method of a signal identification and diagnostics from stray magnetic field sensor installed at the synchronous generator end is developed. This method is based on an integrated system of signal models with time-varying parameters and additional a priori information. The method allows for determining the signal local changes from the stray magnetic field sensor caused by the short circuit of rotor winding of the synchronous generator by comparing the original signal with model signal. Experimental data for loaded synchronous generator are considered. It is found that the proposed method provides reliable predictions of the rotor winding damage even for a small number of short circuited coils

Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения надежности методов определе- ния виткового замыкания обмотки ротора турбогенератора с датчиком магнитного поля рас- сеяния, установленного в его торцевой зоне. Цель исследования: разработка метода, моделей и алгоритмов идентификации сигналов с датчика магнитного поля рассеяния для диагностики виткового замыкания обмотки ротора синхронного генератора. Методы исследования: использованы теоретические и практические разработки в области системного анализа, моделирования и идентификации электрических машин, методов оптими- зации функций и линейной алгебры. Решение задач проводилось теоретически и на основе экспе- риментальных данных, полученных на выходе датчика магнитного поля, установленного в тор- цевой зоне синхронного генератора. Результаты: метод идентификации и диагностики сигналов с датчика магнитного поля рас- сеяния, установленного в торцевой зоне синхронного генератора, основанный на интегрированной системе моделей сигналов с переменными во времени параметрами с учетом и корректировкой дополнительной априорной информации. Метод позволяет определять локальные изменения сиг- нала с датчика магнитного поля рассеяния, вызванные замыканием обмотки ротора синхронного генератора, путем сравнения исходного сигнала с его моделью. На основе экспериментальных данных нагруженного синхронного генератора и на холостом ходу показано, что предложенный метод диагностики обеспечивает достаточно надежное выявление повреждения обмотки рото- ра, начиная с 3.66 % короткозамкнутых витков