富春江電廠定子局放在線監測在1號發電機中的應用

壽鑒標

摘要

文章介紹發電機定子繞組局部放電的在線監測系統要（HydroGuardⅡ）在富春江電廠75.8MVA水輪發電機上的應用。詳細介紹了該系統的組成，傳感器安裝特點，抗干擾的定時技術和數據分析的強大功能。并闡述了傳感器安裝位置對局放信號采集的優勢和iris公司當前最先進的在線監測主機HydroGuardⅡ的一些優勢功能。

【關鍵詞】發電機 定子繞組 在線局部放電絕緣

1概述

隨著我國在水利發電領域內的不斷發展和保證電網運行的可靠性。對發電機組運行的可靠性和維護周期性要求越來越高。通過對發電機定子絕緣實施在線局放監測，提高在線監測的水平和準確性，并結合定期預防性試驗，綜合在線監測的數據結果。采取和制定有針對性停機檢修方案，可大大提高機組安全運行水平和增加機組可利用時間，達到最大化的機組利用率和運行維護效益。

2定子局放定時PDA技術監測原理

發電機定子繞組局放發生在定子線棒中的絕緣材料空隙中，絕緣材料與定子銅棒中或定子鐵芯與定子繞組表面之間。當這些空隙中電廠強度達到或高于3KV/MM時這些氣隙就會產生放電或電火花。而這些氣隙產生的原因有很多，例如，絕緣材料內部的老化，制造工藝的問題，繞組振動對絕緣表面的摩擦損壞，以及頻繁的起停機等等都是定子繞組產生放電的原因。這些放電會對機組的運行壽命產生直接的影響。因此，機組在運行時的在線局放監測時很有效的反映絕緣狀況的最佳手段。

PDA也稱定時技術安裝方式是英文名稱（Partial Discharge Analyzer）的縮寫。PDA監測法由加拿大Ontaio Hydro公司于70年代提出，主要用于在線監測水輪發電機內的局部放電。它利用繞組內放電信號和外部噪聲信號在繞組中傳播時具有的不同特點來抑制噪聲。其原理是：若水輪發電機定子每相為雙支路（或耦數支數）對稱繞組，則在每條支路（在水輪機端部的環形母線上）永久性地安裝兩個耦合電容器，將兩對稱耦合電容器的輸出信號利用相同長度的電纜引至PDA的差分輸入放大器。對于外部噪聲信號，每相繞組的兩個信號耦合電容將產生相同的響應，因而PDA的差分放大器無輸出，噪聲被抑制。對于內部放電信號，由于信號傳播距離不同，在到達每相繞組的兩個耦臺電容器時將出現時延和幅值的差異，差分放大器的輸出就是放電信號。PDA監測法己被采用于國外水輪發電機的在線監測中。

3富春江電廠1號發電機局部放電在線監測系統

該系統是由加拿大iris公司當前生產的最先進的HydroGuardⅡ在線監測系統組成，采用PDA的安裝方式，即在每相中每個支路安裝一顆iris的電容耦合器，通過PDA的局放信號己知方式獲得更精準的繞組內的放電信號。

3.1局部放電傳感器

Iris公司提供的是80PF高壓電容式耦合器作為局放傳感器永久地安裝在定子繞組出線端。該耦合器采用薄片狀云母電解質構成與可以有效的防止表面放電的環氧樹脂黏合而成。與其它廠家生產的陶瓷耦合器不同的是，環氧云母電解質的消散洗漱并不隨溫度的變化而改變。因此這種耦合器不會隨著機組運行溫度上升而發生故障，全世界己經有超過8000臺電機安裝了iris電容耦合器。

3.2墻掛式在線局部放電監測儀HydroGuardⅡ

HydroGuardll是iris公司目前生產的最先進，有效的用于水電機組局放在線監測主機。該監測儀最多可接入24通道用于監測局放信號。并通過監測主機將局放信號與噪聲信號進行數字化分離，降低誤報警的發生。通過成熟的濾波和頻譜識別提高分離噪聲的能力。采用一致的測試間隔時間，從而提高趨勢分析的質量，收集最大的局放數據量。可與電廠的SCADA集成，觸發遠程報警。靈活的模塊化平臺，可兼容磁通，氣隙和振動等模塊用于集成機組的整體狀態監測。

3.3局放數據分析

通過安裝在后臺的IAM和PDVIEW軟件進行數據采集和分析，HydroGuardll專有的3D數據分析功能更能準確的判斷機組的局放來源。分析系統基于相位分解局部放電信號，將獲得的局放信號用三維圖PPA，PHA等（局放相位，局放幅值，局放放電次數）表示。軟件也可將HydroGuardll中的電機的電壓，電流和負載數據直接傳輸到IAM供PDVIEW作為分析局放時參考依據。HydroGuardll系統也可參考iris的局放數據庫用于局放分析，數據庫中包含全球由iris安裝在各個電廠不同類型機組的局放數據組成，可相應找到同類機組型號安裝iris局放系統的局放數據進行比較后判定局放在同類機組中的局放等級。

4結束語

富春江發電廠1號機定子繞組局部放電在線監測系統具有維護工作量小，數據精準度高的特點。用戶可利用HydroGuardⅡ系統對發電機的絕緣狀況進行實時的監控和分析，該系統的分析系統可根據電機在不同負載，溫度，電壓等工況下做出詳細的分析和數據判定。系統也可根據局部放電的變化趨勢或絕緣老化情況給出報警信號，并根據分析系統做出進一步數據分析，從而確定故障原因，故障類型，故障程度，為機組狀態檢修時提供強有力的依據。達到降低維護成本，縮短維護時間的目的。

參考文獻

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