CN106226604B - 水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于介质损耗测量技术领域，公开了一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置及方法，所述装置包括高压串联谐振单元、介质损耗测量单元、高压标准电容单元、介质损耗控制单元；介质损耗测量单元的高压输入端与高压串联谐振单元的正极连接，介质损耗测量单元的标准电容端与高压标准电容单元的正极连接，介质损耗测量单元的试品输出端与水内冷发电机定子绕组试品输入端连接；介质损耗控制单元的两个电流测量端分别连接在对地电阻的两端，介质损耗测量单元与介质损耗控制单元无线连接；高压串联谐振单元的负极、高压标准电容单元的负极分别与水内冷发电机定子绕组试品接地端连接，该装置能够对水内冷发电机定子绕组的介质损耗进行精确测量。

Description

水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置及方法

技术领域

本发明属于介质损耗测量技术领域，尤其涉及一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置及方法，可用于对水内冷发电机定子绕组的介质损耗进行精确测量。

背景技术

目前300MW、600MW、1000MW的发电机组成为电力系统的主力机组，其定子绕组的冷却方式都是采用水冷却方式。定子冷却水通过汇水环同大地连通，汇水环分为接地和对地绝缘两种形式。由于定子冷却水存在一定的导电度，发电机定子加上电压后，将有一部分电流通过定子冷却水经过汇水环流入大地。

进行发电机定子耐压试验时，试验仪器测量出来的是从高压侧流入的总电流，汇水环的接地电流对测量结果产生一定的影响。

对汇水环直接接地的发电机定子施加电压时，针对上述问题，目前采用如下两种方式解决：一种是采用将水吹干的方式，但是该方式存在着费工费时、而且水吹不干会造成绝缘引水管闪络等问题；另一种方式是降低定子冷却水导电度的方法，但是该方式存在对水质要求高，水质对测量结果影响大等问题。

对发电机汇水环对地绝缘的发电机定子施加电压时，可以通过测量汇水环接地电流的方法，消除汇水环接地电流对介质损耗测量结果的影响。对发电机定子绕组进行反接线测量介质损耗时，由于介损仪在高电位端进行试品总电流测量，所以无法将试品总电流和汇水环接地电流接入仪器内部进行合成后测量。就目前技术的解决方法，主要是通过降低定子冷却水导电度的方法，但这种方法同样存在对水质要求高，水质对测量结果影响大等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置及方法，能够对水内冷发电机定子绕组的介质损耗进行精确测量。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案予以实现。

技术方案一：

一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置，所述水内冷发电机定子绕组的绝缘等效电路包含：由第一电容和第一电阻串联组成的阻容串联支路、由第二电容组成的电容支路、由第二电阻组成的电阻支路以及汇水环支路，所述第一电容的一端和第一电阻的一端连接；所述第一电容的另一端分别与所述第二电容的一端、所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电容的另一端、所述第二电阻的另一端电连接；

所述汇水环支路包含：由第三电阻和第三电容组成的阻容并联支路以及对地电阻；所述阻容并联支路的一端与所述对地电阻的一端连接，所述阻容并联支路的另一端与所述第一电容的一端连接，且记其连接点为水内冷发电机定子绕组试品输入端；所述对地电阻的另一端与所述第一电阻的另一端连接，且记其连接点为水内冷发电机定子绕组试品接地端，并设置所述水内冷发电机定子绕组试品接地端接地；

所述水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置设置有高压串联谐振单元、介质损耗测量单元、高压标准电容单元以及介质损耗控制单元；

介质损耗测量单元的高压输入端与所述高压串联谐振单元的正极连接，介质损耗测量单元的标准电容端与所述高压标准电容单元的正极连接，介质损耗测量单元的试品输出端与所述水内冷发电机定子绕组试品输入端连接；

介质损耗控制单元的两个电流测量端分别连接在所述对地电阻的两端，所述介质损耗测量单元与所述介质损耗控制单元无线连接；

所述高压串联谐振单元的负极、所述高压标准电容单元的负极分别与所述水内冷发电机定子绕组试品接地端连接。

技术方案二：

一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量方法，所述测量方法应用于如技术方案一所述的测量装置，所述方法包括如下步骤：

步骤1，高压串联谐振单元为介质损耗测量单元提供工作电源；高压标准电容为介质损耗测量单元提供高压标准电容；

步骤2，介质损耗测量单元根据所述高压标准电容，测量水内冷发电机定子绕组试品输入端的第一阻性电流和第一容性电流；并将所述第一阻性电流和第一容性电流通过无线方式发送给介质损耗控制单元；

步骤3，所述介质损耗控制单元测量水内冷发电机定子绕组中汇水环支路的对地电流，记该对地电流为汇水环支路的对地阻性电流；

步骤4，所述介质损耗控制单元根据所述第一阻性电流、第一容性电流以及汇水环支路的对地阻性电流，计算水内冷发电机定子绕组试品的介质损耗。

本发明与现有技术相比具有以下优点：(1)对发电机定子绕组测量介质损耗时，去除汇水环接地电流对测量结果的影响，使试验时不用考虑定冷水水质变化的同时，测量结果更加准确；(2)将汇水环接地电流按照阻性电流处理，不需要另取电压信号，可简化仪器配置。

附图说明

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。

图1为本发明实施例提供的水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的水内冷发电机定子绕组介质损耗测量方法的流程示意图。

具体实施方式

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。

参照图1，为本发明实施例提供的一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置的结构示意图，所述水内冷发电机定子绕组的绝缘等效电路包含：由第一电容和第一电阻串联组成的阻容串联支路、由第二电容组成的电容支路、由第二电阻组成的电阻支路以及汇水环支路，所述第一电容的一端和第一电阻的一端连接；所述第一电容的另一端分别与所述第二电容的一端、所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电容的另一端、所述第二电阻的另一端电连接；

所述汇水环支路包含：由第三电阻和第三电容组成的阻容并联支路以及对地电阻；所述阻容并联支路的一端与所述对地电阻的一端连接，所述阻容并联支路的另一端与所述第一电容的一端连接，且记其连接点为水内冷发电机定子绕组试品输入端；所述对地电阻的另一端与所述第一电阻的另一端连接，且记其连接点为水内冷发电机定子绕组试品接地端，并设置所述水内冷发电机定子绕组试品接地端接地；

所述水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置设置有高压串联谐振单元、介质损耗测量单元、高压标准电容单元以及介质损耗控制单元；

介质损耗测量单元的高压输入端与所述高压串联谐振单元的正极连接，介质损耗测量单元的标准电容端与所述高压标准电容单元的正极连接，介质损耗测量单元的试品输出端与所述水内冷发电机定子绕组试品输入端连接；

介质损耗控制单元的两个电流测量端分别连接在所述对地电阻的两端，所述介质损耗测量单元与所述介质损耗控制单元无线连接；

所述高压串联谐振单元的负极、所述高压标准电容单元的负极分别与所述水内冷发电机定子绕组试品接地端连接。

具体的，所述高压串联谐振单元提供0千伏到60千伏的外加电源。

又具体的，所述高压标准电容的电容量为100PF，其对地绝缘为60千伏。

参照图2，为本发明实施例提供的一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量方法，所述测量方法应用于上述实施例所述的测量装置，所述方法包括如下步骤：

步骤1，高压串联谐振单元为介质损耗测量单元提供工作电源；高压标准电容为介质损耗测量单元提供高压标准电容；

步骤2，介质损耗测量单元根据所述高压标准电容，测量水内冷发电机定子绕组试品输入端的第一阻性电流和第一容性电流；并将所述第一阻性电流和第一容性电流通过无线方式发送给介质损耗控制单元；

步骤3，所述介质损耗控制单元测量水内冷发电机定子绕组中汇水环支路的对地电流，记该对地电流为汇水环支路的对地阻性电流；

步骤4，所述介质损耗控制单元根据所述第一阻性电流、第一容性电流以及汇水环支路的对地阻性电流，计算水内冷发电机定子绕组试品的介质损耗。

进一步的，步骤4具体包括：

所述第一阻性电流减去汇水环支路的对地阻性电流得到电流差值；

水内冷发电机定子绕组试品的介质损耗等于所述电流差值与第一容性电流的比值。

示例性的，在某台1000MW发电机定子绕组介质损耗测量实验中，按照上述实施例所述的介质损耗测量装置进行接线，其中，高压串联谐振单元提供10千伏交流电压后，通过介质损耗测量单元得到水内冷发电机定子绕组试品输入端产生的交流总电流分为阻性电流分量(即第一阻性电流)和容性电流分量(即第一容性电流)

现有方法计算发电机定子绕组介质损耗测量值按照阻性电流分量与容性电流分量两者之比来计算即得到介质损耗测量值为2.86％。

在本发明技术方案中，通过测出汇水环接地电流而在实际工程实验中，可以确定汇水环接地电流中，阻性电流成分容性电流成分可见汇水环接地电流中，容性电流成分远小于阻性电流成分，可以忽略不计。

因此，本发明技术方案考虑汇水环接地电流后，介质损耗测量值按照计算为2％，由此可见，与现有方法计算出的介质损耗测量值为2.86％进行比较，汇水环接地电流可以造成43％的测量误差。而通过本发明实施例提供的方法在对发电机定子绕组测量介质损耗时，可以去除汇水环接地电流对测量结果的影响，使试验时不用考虑定子冷水水质变化的同时，测量结果更加准确；将汇水环接地电流按照阻性电流处理，不需要另取电压信号，可简化仪器配置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置，其特征在于，所述水内冷发电机定子绕组的绝缘等效电路包含；由第一电容和第一电阻串联组成的阻容串联支路、由第二电容组成的电容支路、由第二电阻组成的电阻支路以及汇水环支路，所述第一电容的一端和第一电阻的一端连接；所述第一电容的另一端分别与所述第二电容的一端、所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电容的另一端、所述第二电阻的另一端电连接；

所述汇水环支路包含：由第三电阻和第三电容组成的阻容并联支路以及对地电阻；所述阻容并联支路的一端与所述对地电阻的一端连接，所述阻容并联支路的另一端与所述第一电容的一端连接，且记其连接点为水内冷发电机定子绕组试品输入端；所述对地电阻的另一端与所述第一电阻的另一端连接，且记其连接点为水内冷发电机定子绕组试品接地端，并设置所述水内冷发电机定子绕组试品接地端接地；

所述水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置设置有高压串联谐振单元、介质损耗测量单元、高压标准电容单元以及介质损耗控制单元；

介质损耗测量单元的高压输入端与所述高压串联谐振单元的正极连接，介质损耗测量单元的标准电容端与所述高压标准电容单元的正极连接，介质损耗测量单元的试品输出端与所述水内冷发电机定子绕组试品输入端连接；

介质损耗控制单元的两个电流测量端分别连接在所述对地电阻的两端，所述介质损耗测量单元与所述介质损耗控制单元无线连接；

所述高压串联谐振单元的负极、所述高压标准电容单元的负极分别与所述水内冷发电机定子绕组试品接地端连接。

2.根据权利要求1所述的一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置，其特征在于，所述高压串联谐振单元提供0千伏到60千伏的外加电源。

3.根据权利要求1所述的一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量装置，其特征在于，所述高压标准电容的电容量为100PF，其对地绝缘为60千伏。

4.一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量方法，所述测量方法应用于如权利要求1-3中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，高压串联谐振单元为介质损耗测量单元提供工作电源；高压标准电容为介质损耗测量单元提供高压标准电容；

步骤2，介质损耗测量单元根据所述高压标准电容，测量水内冷发电机定子绕组试品输入端的第一阻性电流和第一容性电流；并将所述第一阻性电流和第一容性电流通过无线方式发送给介质损耗控制单元；

步骤3，所述介质损耗控制单元测量水内冷发电机定子绕组中汇水环支路的对地电流，记该对地电流为汇水环支路的对地阻性电流；

步骤4，所述介质损耗控制单元根据所述第一阻性电流、第一容性电流以及汇水环支路的对地阻性电流，计算水内冷发电机定子绕组试品的介质损耗。

5.根据权利要求4所述的一种水内冷发电机定子绕组介质损耗测量方法，其特征在于，步骤4具体包括：

所述第一阻性电流减去汇水环支路的对地阻性电流得到电流差值；

水内冷发电机定子绕组试品的介质损耗等于所述电流差值与第一容性电流的比值。