富春江电厂定子局放在线监测在1号发电机中的应用

寿鉴标

摘要

文章介绍发电机定子绕组局部放电的在线监测系统要（HydroGuardⅡ）在富春江电厂75.8MVA水轮发电机上的应用。详细介绍了该系统的组成，传感器安装特点，抗干扰的定时技术和数据分析的强大功能。并阐述了传感器安装位置对局放信号采集的优势和iris公司当前最先进的在线监测主机HydroGuardⅡ的一些优势功能。

【关键词】发电机 定子绕组 在线局部放电绝缘

1概述

随着我国在水利发电领域内的不断发展和保证电网运行的可靠性。对发电机组运行的可靠性和维护周期性要求越来越高。通过对发电机定子绝缘实施在线局放监测，提高在线监测的水平和准确性，并结合定期预防性试验，综合在线监测的数据结果。采取和制定有针对性停机检修方案，可大大提高机组安全运行水平和增加机组可利用时间，达到最大化的机组利用率和运行维护效益。

2定子局放定时PDA技术监测原理

发电机定子绕组局放发生在定子线棒中的绝缘材料空隙中，绝缘材料与定子铜棒中或定子铁芯与定子绕组表面之间。当这些空隙中电厂强度达到或高于3KV/MM时这些气隙就会产生放电或电火花。而这些气隙产生的原因有很多，例如，绝缘材料内部的老化，制造工艺的问题，绕组振动对绝缘表面的摩擦损坏，以及频繁的起停机等等都是定子绕组产生放电的原因。这些放电会对机组的运行寿命产生直接的影响。因此，机组在运行时的在线局放监测时很有效的反映绝缘状况的最佳手段。

PDA也称定时技术安装方式是英文名称（Partial Discharge Analyzer）的缩写。PDA监测法由加拿大Ontaio Hydro公司于70年代提出，主要用于在线监测水轮发电机内的局部放电。它利用绕组内放电信号和外部噪声信号在绕组中传播时具有的不同特点来抑制噪声。其原理是：若水轮发电机定子每相为双支路（或耦数支数）对称绕组，则在每条支路（在水轮机端部的环形母线上）永久性地安装两个耦合电容器，将两对称耦合电容器的输出信号利用相同长度的电缆引至PDA的差分输入放大器。对于外部噪声信号，每相绕组的两个信号耦合电容将产生相同的响应，因而PDA的差分放大器无输出，噪声被抑制。对于内部放电信号，由于信号传播距离不同，在到达每相绕组的两个耦台电容器时将出现时延和幅值的差异，差分放大器的输出就是放电信号。PDA监测法己被采用于国外水轮发电机的在线监测中。

3富春江电厂1号发电机局部放电在线监测系统

该系统是由加拿大iris公司当前生产的最先进的HydroGuardⅡ在线监测系统组成，采用PDA的安装方式，即在每相中每个支路安装一颗iris的电容耦合器，通过PDA的局放信号己知方式获得更精准的绕组内的放电信号。

3.1局部放电传感器

Iris公司提供的是80PF高压电容式耦合器作为局放传感器永久地安装在定子绕组出线端。该耦合器采用薄片状云母电解质构成与可以有效的防止表面放电的环氧树脂黏合而成。与其它厂家生产的陶瓷耦合器不同的是，环氧云母电解质的消散洗漱并不随温度的变化而改变。因此这种耦合器不会随着机组运行温度上升而发生故障，全世界己经有超过8000台电机安装了iris电容耦合器。

3.2墙挂式在线局部放电监测仪HydroGuardⅡ

HydroGuardll是iris公司目前生产的最先进，有效的用于水电机组局放在线监测主机。该监测仪最多可接入24通道用于监测局放信号。并通过监测主机将局放信号与噪声信号进行数字化分离，降低误报警的发生。通过成熟的滤波和频谱识别提高分离噪声的能力。采用一致的测试间隔时间，从而提高趋势分析的质量，收集最大的局放数据量。可与电厂的SCADA集成，触发远程报警。灵活的模块化平台，可兼容磁通，气隙和振动等模块用于集成机组的整体状态监测。

3.3局放数据分析

通过安装在后台的IAM和PDVIEW软件进行数据采集和分析，HydroGuardll专有的3D数据分析功能更能准确的判断机组的局放来源。分析系统基于相位分解局部放电信号，将获得的局放信号用三维图PPA，PHA等（局放相位，局放幅值，局放放电次数）表示。软件也可将HydroGuardll中的电机的电压，电流和负载数据直接传输到IAM供PDVIEW作为分析局放时参考依据。HydroGuardll系统也可参考iris的局放数据库用于局放分析，数据库中包含全球由iris安装在各个电厂不同类型机组的局放数据组成，可相应找到同类机组型号安装iris局放系统的局放数据进行比较后判定局放在同类机组中的局放等级。

4结束语

富春江发电厂1号机定子绕组局部放电在线监测系统具有维护工作量小，数据精准度高的特点。用户可利用HydroGuardⅡ系统对发电机的绝缘状况进行实时的监控和分析，该系统的分析系统可根據电机在不同负载，温度，电压等工况下做出详细的分析和数据判定。系统也可根据局部放电的变化趋势或绝缘老化情况给出报警信号，并根据分析系统做出进一步数据分析，从而确定故障原因，故障类型，故障程度，为机组状态检修时提供强有力的依据。达到降低维护成本，缩短维护时间的目的。

参考文献

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