發(fā)電機組定子繞組在線(xiàn)檢測系統

各類(lèi)發(fā)電機組及大型高壓電機定子繞組局放在線(xiàn)檢測是發(fā)電行業(yè)和大型生產(chǎn)企業(yè)非常關(guān)注的問(wèn)題，這些設備經(jīng)常出現槽內線(xiàn)圈松動(dòng)、長(cháng)期熱劣化、潮氣油污引起的繞組污染、負載循環(huán)、浸漬不良、槽口端部繞組涂層不適當、端部繞組線(xiàn)圈的間距不足等。從上面的問(wèn)題不難看出定子繞組的絕緣惡化占電機故障的40％，這些故障會(huì )給企業(yè)帶來(lái)巨大損失。 水分測定儀| 濁度計| 色度計| 粘度計| 折射計| 滴定儀| 密度計| 熱流計| 濃度計| 折射儀| 采樣儀|

從電機發(fā)展來(lái)看檢修方法也不斷改變，從隨壞隨修（昂貴的維修費用和部件更換費用）、預防維修（定期停機、定期測試、定期維修、定期更換、某些停機、測試、和維修是不必要的，昂貴的）到現在的預知維修（按需停機、壞那就修那。根據故障先兆計劃何時(shí)停機和停機時(shí)間、需要可靠的在線(xiàn)檢測儀器、診斷故障可能發(fā)生的先兆。）

發(fā)電機和電動(dòng)機50％的故障來(lái)自軸承和振動(dòng)問(wèn)題，40％來(lái)自定子繞組絕緣問(wèn)題，10％來(lái)自轉子繞組問(wèn)題。根據上面三個(gè)問(wèn)題我們分別用3種不同的方法來(lái)檢測及監測。振動(dòng)問(wèn)題屬于機械故障我們可以采用在線(xiàn)振動(dòng)監測，繞組絕緣問(wèn)題我們可以采用在線(xiàn)局放監測，轉子繞組問(wèn)題我們可以采用在線(xiàn)磁通監測。

在線(xiàn)監測方法對企業(yè)來(lái)說(shuō)能夠發(fā)現故障的主要根源所在，不影響發(fā)電廠(chǎng)和企業(yè)正常的收入，避免突發(fā)性的故障，延長(cháng)兩次停機的時(shí)間，有利于實(shí)施“預知維修”計劃，維護工作可以安排在適當的適合進(jìn)行，維修工作是根據電機本身的實(shí)際狀況進(jìn)行不是根據日歷，在線(xiàn)監測�？梢蕴崆鞍l(fā)出潛在故障警告。24千伏4－6年預警，13.8千伏3－4年預警，6.9千伏1－2年預警，＜4千伏－數星期預警。

由于發(fā)電機與電力系統相連，常常存在電氣干擾（噪音）。因此發(fā)電機在正常運行條件下進(jìn)行在線(xiàn)年監測會(huì )遇到特殊的困難，噪音來(lái)源于電力系統的電暈、滑環(huán)或換向器電火花、電氣接觸不良產(chǎn)生的電火花以及其它電動(dòng)工具操作等等。這種噪音會(huì )造成傳統的監測儀器的脈沖模糊不清，實(shí)際上測量的是噪聲，但卻會(huì )誤導技術(shù)人員定在繞組有很搞的局放，后果是正常的繞組被判斷為有缺陷，從而給了異常的虛假報警，降低了在線(xiàn)監測的可信度。

Iris是水輪發(fā)電機局部放電（PD）連續在線(xiàn)監測裝置的創(chuàng )始人在安大略省電力局與加拿大電氣協(xié)會(huì )聯(lián)合開(kāi)發(fā)了PDA監測方法。HydroTrac是基于這種方法在該領(lǐng)域的最新產(chǎn)品，它的一部分研究經(jīng)費是由紐約州電力局和美國電力研究協(xié)會(huì )（EPRI）資助的。與周期性在線(xiàn)局放監測不同的是，HydroTrac為專(zhuān)業(yè)的維護人員提供了主要趨勢參數，以便在電SCADA中進(jìn)行集成。另外，它還可以觸發(fā)遠程報警以提醒對所采集數據進(jìn)行細節檢查。該儀器使用了與安裝在水力發(fā)電機上的永久耦合器同樣的耦合器，這種耦合器已在世界各地應用了超過(guò)30年。用局放監控繞組狀況的好處是：設備可用率增加，有計劃的維護和極大地減少在運行中發(fā)生的故障Iris創(chuàng )始人在安大略省電力局與加拿大電氣協(xié)會(huì )聯(lián)合開(kāi)發(fā)了PDA監測方法。HydroTrac是基于這種方法在該領(lǐng)域的最新產(chǎn)品，它的一部分研究經(jīng)費是由紐約州電力局和美國電力協(xié)會(huì )（EPRI）資助的。

與周期性在線(xiàn)局放監測不同的是HydroTrac為專(zhuān)業(yè)的維護人員提供了現場(chǎng)或遠程的自動(dòng)測量，同時(shí)提供了主要趨勢參數，以便在電廠(chǎng)SCADA中進(jìn)行集成。另外，它還可以觸發(fā)遠程警報以提醒對所采集數據進(jìn)行細節檢查。該儀器使用了與永久性地安裝在水力發(fā)電機上的 耦合器同樣的耦合器，這種耦合器已在世界各地應用了超過(guò)30年。

HydroTrac是Iris多年開(kāi)發(fā)在線(xiàn)局部放電測量系統經(jīng)驗的成果，這些測試系統應用于水力發(fā)電機，高壓電動(dòng)機與渦輪發(fā)電機。與老一代產(chǎn)品一樣，HydroTrac具有獨特的設計，可以克服在大部分發(fā)電廠(chǎng)中都存在的典型的電干擾。這確保了可靠性與測試結果的再現性，并避免出現錯誤指示。電廠(chǎng)的專(zhuān)業(yè)維護人員在接受我們富有經(jīng)驗技術(shù)人員為之提供的2天訓練課程后，就能自如地解讀測試數據了。由于該儀器與前幾代PDA技術(shù)的產(chǎn)品完全兼容，維護人員可以使用同類(lèi)電機的歷史數據來(lái)進(jìn)行比較，他們還可以繼續請求訪(fǎng)問(wèn)擁有30，000測試結果的并不斷增加的Iris數據庫。

之前已經(jīng)安裝PDA耦合器的電廠(chǎng)只要把該儀器接到現存的耦合器終端箱上就完成了HydroTrac監視器的安裝 。這并不需要發(fā)電機退出運行，而且安裝只限于為監視器提供電源，設置警報輸出選項以及與本地控制室計算機建立通訊聯(lián)系或通過(guò)終端服務(wù)器與局域或廣局域網(wǎng)（LAN/WAN）連接。

HydroTrac的新用戶(hù)必須在機組停機時(shí)先安裝永久80pF電容耦合器。

HydroTrac提供了一個(gè)終端箱，其中包括一個(gè)允許連續監控多達12對耦合器得多路轉接器。該儀器可以設置運行于2種模式：

1. 單點(diǎn)運行模式：

HydroTrac可以通過(guò)面板上按鍵來(lái)觸發(fā)，或通過(guò)遠程計算機來(lái)觸發(fā)。該計算機安裝和運行TracCon軟件，用來(lái)對HydroTrac進(jìn)行整定和通訊。測試結果可以利用我們的PDView顯示和進(jìn)行趨勢分析。

2. 連續運行模式：

HydroTrac每小時(shí)連續收集幾次數據，并把最大局放值（Qmax）和局放量（NQN）結果存檔，這些結果對于趨勢分析和與相似的汽輪發(fā)電機的比較是很重要的。2年之內的每天與每月的數據都可以歸納，存檔起來(lái)。這些數據可以通過(guò)現場(chǎng)RS232接口下載到筆記本電腦或使用DataSync軟件來(lái)遠程訪(fǎng)問(wèn)。雖然兩種模式是互相獨立的，但用戶(hù)可以在期間切換。

① 它的特點(diǎn)：尖端的監測與分析系統，在單個(gè)脈沖的基礎上，把局部放電信號與電噪聲進(jìn)行數字分離，從而防止造成錯誤指示。
② 成熟的濾波和模式識別提高了分離噪聲的能力，并能有效和有目的的監測絕緣鋟漬不足，繞組過(guò)熱，線(xiàn)圈松動(dòng)，屏蔽/半導體涂層失效和老化問(wèn)題，以及污染。
③ HydroTrac系統包括安裝在發(fā)電機電流環(huán)母線(xiàn)上的6個(gè)高壓80pF電容器，（3個(gè)母線(xiàn)耦合器安裝在發(fā)電機的高壓輸出端上，另外3個(gè)安裝在靠近系統的母線(xiàn)上。）以及一臺電子儀器（分離局放信號一噪聲并測量局放的變化）。他們通過(guò)同軸電纜與一個(gè)帶有多路轉接器的終端箱連接在一起。
④ 由于系統與PDA技術(shù)兼容，已經(jīng)安裝傳感器的用戶(hù)不用停運發(fā)電機就可以完成安裝。使用PDA－IV便攜式儀器，很容易就可以確認和進(jìn)一步分析數據。
⑤ 可以通過(guò)遠程模式來(lái)在遠距離向儀器發(fā)放命令，進(jìn)行控制和設置。例如，主要趨勢參數可以傳送到SCADA系統，并和運行參數如機電負載與溫度相關(guān)聯(lián)起來(lái)進(jìn)行對定子繞組問(wèn)題的分析。
⑥ 由于采用了一致的測試間隔時(shí)間，從而提高趨勢分析質(zhì)量�？蛇x擇的報警功能是維護人員能集中精力與那些顯示不正�；蚓植糠烹娝�平膏的電機上。要大道這個(gè)目的，可以提高測試頻率并使用單點(diǎn)模式來(lái)生成圖表以協(xié)助確認定子繞組絕緣產(chǎn)生的故障機制。

電動(dòng)機和小型汽輪發(fā)電機局部放電連續在線(xiàn)監測：之前已經(jīng)安裝耦合器的電廠(chǎng)只要把該儀器接到現存的耦合器終端箱上就完成了BusTrac監視器的安裝 。這并不需要發(fā)電機退出運行，而且安裝只限于為監視器提供電源，設置警報輸出選項以及與本地控制室計算機建立通訊聯(lián)系或通過(guò)終端服務(wù)器與局域或廣局域網(wǎng)（LAN/WAN）連接。

3. 單點(diǎn)運行模式：

BusTrac可以通過(guò)面板上按鍵來(lái)觸發(fā)，或通過(guò)遠程計算機來(lái)觸發(fā)。該計算機安裝和運行TracCon軟件，用來(lái)對BusTrac進(jìn)行整定和通訊。測試結果可以利用我們的PDView和AdvanceView顯示并進(jìn)行趨勢分析。

4. BusTrac每小時(shí)連續收集幾次數據，并把最大局放值（Qmax）和局放量（NQN）結果存檔，這些結果對于趨勢分析和與相似的汽輪發(fā)電機的比較是很重要的。2年之內的每天與每月的數據都可以歸納，存檔起來(lái)。這些數據可以通過(guò)現場(chǎng)RS232接口下載到筆記本電腦或使用DataSync軟件來(lái)遠程訪(fǎng)問(wèn)。雖然兩種模式是互相獨立的，但用戶(hù)可以在期間切換。

特點(diǎn)：

① 尖端的監測與分析系統，在單個(gè)脈沖的基礎上，把局部放電信號與電噪聲進(jìn)行數字分離，從而防止造成錯誤指示。
② 成熟的濾波和模式識別提高了分離噪聲的能力，并能有效和有目的的監測絕緣鋟漬不足，繞組過(guò)熱，線(xiàn)圈松動(dòng)，屏蔽/半導體涂層失效和老化問(wèn)題，以及污染。
③ BusTrac系統包括安裝在發(fā)電機電流環(huán)母線(xiàn)上的6個(gè)高壓80pF電容器，（3個(gè)母線(xiàn)耦合器安裝在發(fā)電機的高壓輸出端上，另外3個(gè)安裝在靠近系統的母線(xiàn)上。）以及一臺電子儀器（分離局放信號一噪聲并測量局放的變化）。他們通過(guò)同軸電纜與一個(gè)帶有多路轉接器的終端箱連接在一起。
④ 由于系統與TGA技術(shù)兼容，已經(jīng)安裝傳感器的用戶(hù)不用停運發(fā)電機就可以完成安裝。使用TGA－B便攜式一起，很日益就可以確認和進(jìn)一步分析數據。
⑤ 可以通過(guò)遠程模式來(lái)在遠距離向儀器發(fā)放命令，進(jìn)行控制和設置。例如，主要趨勢參數可以傳送到SCADA系統，并和運行參數如機電負載與溫度相關(guān)聯(lián)起來(lái)進(jìn)行對定子繞組問(wèn)題的分析。
⑥ 由于采用了一致的測試間隔時(shí)間，從而提高趨勢分析質(zhì)量�？蛇x擇的報警功能是維護人員能集中精力與那些顯示不正�；蚓植糠烹娝�平膏的電機上。要大道這個(gè)目的，可以提高測試頻率并使用單點(diǎn)模式來(lái)生成圖表以協(xié)助確認定子繞組絕緣產(chǎn)生的故障機制。

連續在線(xiàn)局部放電監測系統能夠方便地與電站計算機系統相結合，在確定定子繞組絕緣系統的維修項目要求方面，該系統已被證實(shí)是一種高效的監測工具。這些監測系統能夠使電廠(chǎng)和企業(yè)維修人員確定那些定子需要關(guān)注，并能夠對糾正維修后的效果進(jìn)行評價(jià)。這種自動(dòng)連續監測系統允許與專(zhuān)家系統診斷軟件相結合實(shí)現故障診斷。