CN112782545A - 一种测试发电机局部放电的方法 - Google Patents
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Abstract
一种测试发电机局部放电的方法，包括以下步骤；1)进行发电机局部放电试验前的准备工作；2)打开振荡波直流高压发生器，将测试高压线可靠牢固的接至电抗器绕组尾部端子上，将发电机定子绕组首端与电抗器首通过专用高压线连接；3)将耦合电容器并接于发电机定子绕组尾端，再将检测阻抗与耦合电容连接，检测阻抗信号线接入局放仪器；4)打开方波电源发生器，调整其输出档位；5)缓慢控制振荡波直流高压发生器电源升压程序，在提升到试验电压的后，迅速闭合高压电子开关，观察局放仪的测量值，进行监视分析，测试结束后，对发电机进行充分放电。本发明不仅降低了试验成本，而且提高了试验的准确度。该方案可以提高检修效率，降低检修费用。
Description
技术领域
本发明涉及发电机绝缘故障测试及故障诊断技术领域，具体涉及一种测试发电机局部放电的方法。
背景技术
大型发电机是电力系统中极为重要的电力设备，其运行的安全可靠性直接影响着人们的生活。发电机一旦发生事故停机，不但会严重损坏电机本身，造成停电损失，还可能引发系统振荡甚至失稳，影响电力系统的正常供电，造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
目前我国发电机正朝着大容量、高电压等级的趋势不断发展，但在增大容量、提高电压等级的同时，也对发电机运行的安全可靠性提出了更严格的要求。根据相关资料显示，有大约40％的发电机事故是由定子绕组绝缘老化故障引起。由此可见定子线棒绝缘系统直接影响着发电机的安全运行。发电机绝缘系统故障是发电机稳定运行的重要威胁之一，这是由发电机绝缘的结构、工作环境和运行条件所决定的。发电机的绝缘结构由不同耐热性能的材料所组成，当作用于绝缘材料的电压达到临界电压时，绝缘材料会被破坏发生故障。在进行绝缘材料的结构设计时，要求其具有相适应的化学性能、耐热性能、机械强度和电气性能等，但是在电机制造过程中仍然存在诸多不确定因素，使得电机绝缘材料产生了缺陷和弱点，这为发电机的可靠运行留下了隐患。发电机在运行过程中，定子绕组会受到电、热、机械振动等各种因素的联合作用。随着发电机运行时间的增加，定子绕组的主绝缘会逐渐老化，在局部电场足够高时，就会发生局部放电。当发电机绝缘发生局部放电时，同时也会发生许多的物理、化学反应，使得绝缘加速劣化，形成恶性循环，给绝缘系统造成严重的破坏，并且此劣化是不可逆和不断加速的，当绝缘劣化到一定程度时，将导致绝缘失效，这将给发电机安全可靠运行造成巨大的隐患。
《DL/T 492-2009发电机环氧云母定子绕组绝缘老化鉴定导则》中规定：新机投产后第一次A级或B级检修时，应对定子绕组绝缘进行局部放电试验，留取初始数据，以便进行趋势分析。为此，应积极有效开展发电机局部放电试验，对及时发现发电机中的绝缘弱点和缺陷，保证电力系统安全运行具有重要意义。
目前，发电机绝缘检测方法主要为绝缘电阻测试、交流耐压、直流耐压、介损与局部放电测量。常规局部放电试验主要分两种试验方案，第一种为在线测量，该方案需要在发电机出线处安装三相耦合电容器，并需安装配套的局放仪，在运行电压下进行长期监测，该方案成本较高，且为发电机的安全运行带来隐患。第二种为离线测量方案，该方案需用交流耐压装置对发电机进行加压测量，由于交流耐压装置设备繁琐，且在升压过程中无法屏蔽掉电源侧的干扰，在局放测量数据异常时，无法区分局放量有无电源侧干扰的数值量，进而很难对发电机做出准确的评估。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种测试发电机局部放电的方法，由振荡波发生电路和局放检测电路组成，直流高压发生器给发电机局放试验提供电压源，利用高压电子开关产生振荡波起始试验电压，在规定的高电压下，当发电机产生一次局放，其两端就会产生一个瞬时的电压变化，此时在发电机、耦合电容和检测阻抗组成的回路中产生一脉冲电流，此脉冲电流通过与发电机定子绕组连接的检测阻抗产生脉冲电压，将此脉冲电压进行采集、放大、显示等处理，就可获得局放特征量。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种测试发电机局部放电的方法，包括以下步骤；
1)进行发电机局部放电试验前的准备工作，待所有前期准备工作结束后，进入步骤2)；
2)打开振荡波直流高压发生器，将测试高压线可靠牢固地接至电抗器绕组尾部端子上，将发电机定子绕组首端与电抗器首通过专用高压线连接；
3)将耦合电容器并接于发电机定子绕组尾端，再将检测阻抗与耦合电容连接，检测阻抗信号线接入局放仪，进入步骤4)；
4)打开方波电源发生器，调整其输出档位为10000pC,此时在局放仪上查看测量数据，通过调整增益，使得测量数据为10000pC，再调整方波电源输出档位5000pC,此时在局放仪上查看测量数据应为5000pC，则局放测试回路校验完成，进入步骤5)；
5)缓慢控制振荡波直流高压发生器电源升压程序，在提升到试验电压的后，迅速闭合高压电子开关，观察局放仪的测量值，进行监视分析，局部放电量的连续水平不大于10000pC为合格，测试结束后，对发电机进行充分放电。
所述步骤1)的具体操作过程为：
11)拆除发电机出线与封闭母线间的连接线，拆除定子三相绕组在中性点的连接线，并使拆除的连接线与被测发电机的距离达到试验要求的安全距离；
12)发电机所属CT的二次侧应短接接地；
13)非被试相短路接地；
14)封闭母线侧短接接地；
15)发电机转子绕组及转子大轴短路接地；
16)发电机所属测温元件短路接地。
17)对定子绕组冷却水的要求：水流量达到运行工况，水流量运行在额定压力，PH值满足正常运行要求，电导率＜0.5μS/cm；
18)准备好试验用220V电源，将振荡波直流高压发生器与局放仪可靠接地。
所述步骤2)的具体操作过程为：
21)将4支无局放电抗器进行两串两并连接，并牢固置于绝缘架上，绝缘架距地面距离不小于50cm；
22)在电抗器接线端子处佩戴配套均压环，所连接的高压线与其他设备距离不低于50cm。
所述步骤3)的具体操作过程为：
31)将被测试相绕组尾端通过专用高压线与耦合电容器高压端子处可靠连接，耦合电容器高压端子处应装设均压帽，耦合电容器接地端子与地网可靠连接，所连接的高压线与其他设备距离不低于50cm；
32)将耦合电容器信号端子与检测阻抗输入端通过屏蔽信号线可靠连接，检测阻抗接地端子可靠与地网连接；
33)将检测阻抗信号输出端与局放仪通过屏蔽信号线可靠连接。
所述步骤4)的具体操作过程为：
41)将电抗器尾端与振荡波直流高压发生器连接线打开；
42)将方波电源发生器输出端与电抗器尾端通过专用屏蔽线可靠连接，并悬空；
43)将方波电源发生器接地端子与检测阻抗接地端可靠连接；
44)校验完成后，将电抗器尾端与振荡波直流高压发生器可靠连接。
所述步骤5)的具体操作过程为：
51)在升压之前，再次确认发电机及试验仪器与周围安全距离，保证处于独立空间；
52)在电压为1.1UN/√3的试验电压下，进行振荡波局部放电量的连测试，振荡周期较短，应采用具有实时记忆功能的专用局放仪进行测量；
53)试验过程中，仔细观察局放量。同时注意发电机本体有无异响。
本发明的有益效果：
本发明利用振荡波法对发电机进行局放测量，利用被测发电机的等效电容与匹配电抗器构成一个谐振电路，以此产生振荡波电压，发电机绝缘缺陷处在振荡波电压的作用下，会有局放发生，通过检测局放信号来达到对发电机绝缘缺陷状况的评估。该方案不再使用交流耐压装置，使得试验仪器简单明了，且可规避掉电源侧对局放的干扰。不仅降低了试验成本，而且提高了试验的准确度。该方案可以提高检修效率，降低检修费用。
附图说明
图1为发电机局部放电测试原理图。
图1中，1为试验变压器；2为电容器；3为二极管；4为限流电阻；5为高压电子开关；6为电抗器；7为发电机定子绕组；8为耦合电容器；9为检测阻抗；10为局放仪。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明所述的一种测量发电机局部放电的方法，包括试验变压器1、电容器2、二极管3、限流电阻4、高压电子开关5、电抗器6、发电机定子绕组7、耦合电容器8、检测阻抗9及局放仪10。
试验变压器1与电容器2及二极管3连接，形成振荡波直流高压发生器，再与限流电阻4连接。限流电阻4另一侧与高压电子开关5连接，高压电子开关5需可靠接地。高压电子开关5与电抗器6尾端连接，电抗器6的首端与发电机定子绕组7首端A连接，发电机定子绕组7尾端X与耦合电容器连接8。耦合电容器8再与检测阻抗9连接，检测阻抗9与局放仪10连接。
实施例：
1)进行发电机局部放电试验前的准备工作，待所有前期准备工作结束后，进入步骤2)；
11)发电机出线与封闭母线间的联接线应拆除，定子三相绕组在中性点的连接线应拆除，并使拆除的高压引线及中性点引线与被测发电机本体的距离达到试验要求的安全距离；
12)发电机所属CT的二次侧应短接接地；
13)非被试相应短路接地；
14)封闭母线侧短接接地；
15)发电机转子绕组7及本体短路接地；
16)发电机所属测温元件应短路接地。
17)对发电机转子绕组7冷却水的要求：水流量达到运行工况，水流量运行在额定压力，PH值应满足正常运行要求，电导率＜0.5μS/cm；
18)准备好试验用220V电源，将振荡波直流高压发生器与局放仪10可靠接地。
2)打开振荡波直流高压发生器，将测试高压线可靠牢固的接至电抗器绕组尾部端子上，将发电机定子绕组7首端与电抗器首通过专用高压线连接；
21)将4支无局放电抗器进行两串两并连接，并牢固置于绝缘架上，绝缘架距地面距离不小于50cm；
22)在电抗器接线端子处佩戴配套均压环，所连接的高压线与其他设备距离不低于50cm。
3)将耦合电容器8并接于发电机定子绕组7尾端，再将检测阻抗与耦合电容器8连接，检测阻抗9信号线接入局放仪10，进入步骤4)；
31)将被测试相绕组尾端通过专用高压线与耦合电容器8高压端子处可靠连接，耦合电容器8高压端子处应装设均压帽，耦合电容器8接地端子与地网可靠连接，所连接的高压线与其他设备距离不低于50cm；
32)将耦合电容器8信号端子与检测阻抗9输入端通过屏蔽信号线可靠连接，检测阻抗9接地端子可靠与地网连接；
33)将检测阻抗9信号输出端与局放仪10通过屏蔽信号线可靠连接。
4)打开方波电源发生器，调整其输出档位为10000pC,此时在局放仪10上查看测量数据，通过调整增益，使得测量数据为10000pC，再调整方波电源输出档位5000pC,此时在局放仪10上查看测量数据应为5000pC，则局放测试回路校验完成，进入步骤5)；
41)将电抗器尾端与振荡波直流高压发生器连接线打开；
42)将方波电源发生器输出端与电抗器尾端通过专用屏蔽线可靠连接，并悬空；
43)将方波电源发生器接地端子与检测阻抗9接地端可靠连接；
44)校验完成后，将电抗器尾端与振荡波直流高压发生器可靠连接。
5)缓慢控制振荡波直流高压发生器电源升压程序，在提升到试验电压的后，迅速闭合高压电子开关，观察局放仪10的测量值，进行监视分析，局部放电量的连续水平不大于10000pC为合格，测试结束后，对发电机进行充分放电；
51)在升压之前，再次确认发电机及试验仪器与周围安全距离，保证处于独立空间；
52)在电压为1.1UN/√3的试验电压下，进行振荡波局部放电量的连测试，振荡周期较短，应采用具有实时记忆功能的专用局放仪进行测量；
53)试验过程中，仔细观察局放量。同时注意发电机本体有无异响。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种测试发电机局部放电的方法，其特征在于，包括以下步骤；
1)进行发电机局部放电试验前的准备工作，待所有前期准备工作结束后，进入步骤2)；
2)打开振荡波直流高压发生器，将测试高压线可靠牢固地接至电抗器绕组尾部端子上，将发电机定子绕组首端与电抗器首通过专用高压线连接；
3)将耦合电容器并接于发电机定子绕组尾端，再将检测阻抗与耦合电容连接，检测阻抗信号线接入局放仪，进入步骤4)；
4)打开方波电源发生器，调整其输出档位为10000pC,此时在局放仪上查看测量数据，通过调整增益，使得测量数据为10000pC，再调整方波电源输出档位5000pC,此时在局放仪上查看测量数据应为5000pC，则局放测试回路校验完成，进入步骤5)；
5)缓慢控制振荡波直流高压发生器电源升压程序，在提升到试验电压的后，迅速闭合高压电子开关，观察局放仪的测量值，进行监视分析，局部放电量的连续水平不大于10000pC为合格，测试结束后，对发电机进行充分放电。
2.根据权利要求1所述的一种测试发电机局部放电的方法，其特征在于，所述步骤1)的具体操作过程为：
11)拆除发电机出线与封闭母线间的连接线，拆除定子三相绕组在中性点的连接线，并使拆除的连接线与被测发电机的距离达到试验要求的安全距离；
12)发电机所属CT的二次侧短接接地；
13)非被试相短路接地；
14)封闭母线侧短接接地；
15)发电机转子绕组及转子大轴短路接地；
16)发电机所属测温元件短路接地；
17)对定子绕组冷却水的要求：水流量达到运行工况，水流量运行在额定压力，PH值满足正常运行要求，电导率＜0.5μS/cm；
18)准备好试验用220V电源，将振荡波直流高压发生器与局放仪可靠接地。
3.根据权利要求1所述的一种测试发电机局部放电的方法，其特征在于，所述步骤2)的具体操作过程为：
21)将4支无局放电抗器进行两串两并连接，并牢固置于绝缘架上，绝缘架距地面距离不小于50cm；
22)在电抗器接线端子处佩戴配套均压环，所连接的高压线与其他设备距离不低于50cm。
4.根据权利要求1所述的一种测试发电机局部放电的方法，其特征在于，所述步骤3)的具体操作过程为：
31)将被测试相绕组尾端通过专用高压线与耦合电容器高压端子处可靠连接，耦合电容器高压端子处应装设均压帽，耦合电容器接地端子与地网可靠连接，所连接的高压线与其他设备距离不低于50cm；
32)将耦合电容器信号端子与检测阻抗输入端通过屏蔽信号线可靠连接，检测阻抗接地端子可靠与地网连接；
33)将检测阻抗信号输出端与局放仪通过屏蔽信号线可靠连接。
5.根据权利要求1所述的一种测试发电机局部放电的方法，其特征在于，所述步骤4)的具体操作过程为：
41)将电抗器尾端与振荡波直流高压发生器连接线打开；
42)将方波电源发生器输出端与电抗器尾端通过专用屏蔽线可靠连接，并悬空；
43)将方波电源发生器接地端子与检测阻抗接地端可靠连接；
44)校验完成后，将电抗器尾端与振荡波直流高压发生器可靠连接。
6.根据权利要求1所述的一种测试发电机局部放电的方法，其特征在于，所述步骤5)的具体操作过程为：
51)在升压之前，再次确认发电机及试验仪器与周围安全距离，保证处于独立空间；
52)在电压为1.1UN/√3的试验电压下，进行振荡波局部放电量的连测试，振荡周期较短，应采用具有实时记忆功能的专用局放仪进行测量；
53)试验过程中，仔细观察局放量，同时注意发电机本体有无异响。
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