SU1728809A1 - Способ определени состо ни изол ции энергетических блоков с вод ным охлаждением обмоток статора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано на электрических станци х. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности определени  состо ни  изол ции . Определ ют граничную частоту f, при которой эквивалентное активное сопротивление изол ции и охлаждающей воды перестает зависеть от частоты. На частотах fi f и .f2 f измер ют эквивалентные активное сопротивление и емкость изол ции и охлаждающей воды относительно земли, а также активное сопротивление охлаждающей воды на посто нном напр жении . По измеренным параметрам с помощью определенных формул вычисл ют активное сопротивление току абсорбции, абсорбционную емкость и тангенс угла абсорбции , сопротивление утечки изол ции и тангенс угла омических потерь; а также тангенс угла диэлектрических потерь. По росту суммы тангенсов углов омических и диэлектрических потерь в процессе эксплуатации вы вл ют ухудшение изол ции. 3 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано на электрических станци х дл  непрерывного контрол  состо ни  изол ции блоков генератор - трансформатор с непосредственным вод ным охлаждением обмотки статора.

Цель изобретени  - повышение достоверности оценки состо ни  изол ции энергетического блока генератор - трансформатор с непосредственным вод ным охлаждением обмотки статора,

На фиг. 1 изображена часть обмотки статора синхронного генератора с непосредственным вод ным охлаждением; на фиг,2 - схема замещени  изол ции блока генератор - трансформатор с непосредственным вод ным охлаждением обмотки статора при частоте fi, котора  больше или равна граничной частоте (а), векторна  диаграмма дл  этой частоты (б); на фиг.З - схема замещени  изол ции блока генератор-трансформатор при частоте h, котора  меньше граничной частоты, близка к промышленной частоте (а), и векторна  диаграмма дл  этой частоты (б). Обмотка выполнена из изолированных от стального сердечника статора слоем 1 изол ции полых медных проводников 2,

VJ

ГО 00 00

о о

внутри которых по каналам 3 циркулирует охлаждающа  вода. Последн   поступает в стержни обмотки статора через фторопластовые шланги 4 из напорного коллектора 5. который представл ет собой медную трубу, заземленную во врем  работы генератора подвод щими охлаждающую воду трубами. После прохождени  по каналам проводников охлаждающа  вода поступает в сливной коллектор. Дл  технологических нужд контрол  чистоты дистиллированной воды система охлаждени  снабжена солемерами (кондуктометрами), содержащими электроды 6 и источник посто нного напр жени .

Способ осуществл ют следующим образом ,

Изол ци  генератора представлена параллельной схемой замещени , содержащей следующие ветви (фиг.За): сопротивление утечки ROMI характеризующее сквозную утечку, и сопротивление току абсорбции Ra6c, характеризующее ток абсорбции, обусловленный низкочастотными пол ризаци ми изол ции, две названные ветви образуют активное сопротивление изол ции RM3f2 на частоте fa; геометрическа  емкость Сг, определ ема  свойствами материалов изол ции на частоте f 2- близкой к промышленной , и геометрией токоведущих частей и не завис ща  от низкочастотных пол ризаций , абсорбционна  емкость . определ ема  низкочастотными пол ризаци ми, две названные ветви образуют емкость изол ции Cnsf2 на частоте fa.

Причинами ухудшени  состо ни  изол ции  вл ютс , во-первых, сквозна  утечка , котора  характеризуетс  величинами сопротивлени  утечки ROM и тангенса угла

омических потерь tg . во-вторых, низкочастотные пол ризации, которые развиваютс  на различных технологических и эксплуатационных дефектах изол ции и характеризуютс  величинами сопротивлени  току абсорбции R36c, абсорбционной емкостью Сабе и тангенсом угла абсорбции tg i/f2- Низкочастотные пол ризации вызывают неравенство величин сопротивлени  утечки ROM и активного сопротивлени  КИз изол ции на промышленной частоте, но при частотах в несколько сот герц низкочастотные пол ризации в изол ции затухают, активное сопротивление изол ции при этом становитс  равным сопротивлению утечки и в дальнейшем не зависит от частоты. При частотах в несколько сот герц емкость изол ции Сиз принимает посто нное значение и в дальнейшем от частоты не зависит, поэтому ее значение принимаетс  за Сг при промышленной частоте 50 Гц. абсорбционна  емкость Сабе считаетс  при этом равной нулю. Частоту, при которой устанавливаетс  равенство Сиз и Сг, а также RMS и ROM, будем именовать в дальнейшем граничной частотой f, Таким образом, если проводить измерени  параметров изол ции на частоте fi f, параметры изол ции RHS, Сиз не завис т от частоты.

В схемах замещени  (фиг.2 и 3) изол ции энергетических блоков генератор - трансформатор с непосредственным вод ным охлаждением обмотки статора параллельно сопротивлению изол ции включены

активное сопротивление охлаждающей воды Ro и емкость системы охлаждени  С0, образующие совместно с сопротивлением и емкостью изол ции эквивалентные сопротивлени  Rf-|. Rf2 и емкости Cfi, Cf2 на частоTaxfi ,f2.

На фиг.2 и 3 прин ты следующие обозначени :

Cf-|. Of2 - напр жени , при которых определ ютс  эквивалентные параметры изол ции и охлаждающей воды на частотах fi, fa;

0

Ifv Ufi. Ipfi -соответственно полный ток утечки через изол цию и охлаждающую воду на частоте fi, его активна  и реактивна  составл ющие;

Ifa. iafa, ipfa т° же- на частоте fa;

абс, iaa6c, ipaSc соответственно полный 5 ток абсорбции и его активна  и реактивна  составл ющие (на частоте fa);

Li/fa ток смещени  на частоте fa;

Inafi, lansfii 1ризС1 - соответственно полный ток утечки через изол цию на частоте 0 fb его активна  и реактивна  составл ющие:

1изТ2. 1аизТ2- ризГа то же, на частоте fa;

Inpfi. Inpfa -.ток сквозной утечки на час- 5 тотах fi, fa;

Icrfv lcrfa-ток через геометрическую емкость изол ции на частотах fi, fa;

lofi. ofa -ток сквозной утечки через ох- 0 лэждающую воду на частотах fi, fa;

Icofv )со( утечки через емкость С0 системы охлаждени  на частотах ft, f2;

Rfi, Rfa, Cfi, Cfa - эквивалентные активные сопротивлени  и емкости изол ции и 5 охлаждающей воды на частотах fi, f2;

ROM - сопротивление утечки;

Ra6c - активное сопротивление току абсорбции;

Сабе - абсорбционна  емкость;

Сг - геометрическа  емкость:

X

1

U2

2 JTf2 (Cr + Сабе + Со)

II Јf1

fa Cf2

Тангенс угла диэлектрических потерь tg $2 определ ет свойства изол ции как идеального диэлектрика, т.е. учитывает потери только от различного вида релаксационных пол ризаций. По росту его величины можно судить об ухудшении только диэлектрических свойств материала. Тангенс угла

омических потерь tg характеризует потери от тока сквозной проводимости изол ции, обусловленные наличием токо- провод щих мостиков (из-за электропроводимости дефектов в изол ции, увлажнени  изол ции, ее частичного пробо  и т.д.). Его рост свидетельствует о наличии дефектов в изол ции. Тангенс угла абсорбции tg Vfa характеризует свойства низкочастотных пол ризаций в изол ции.

Операци  определени  состо ни  изол ции осуществл етс  путем сравнени  определенного на частоте fa тангенса угла

полных потерь tg 6(2 tg dfe + tg , равного сумме тангенсов и диэлектрических и омических потерь, со значением тангенса угла полных потерь в начале эксплуатации. Если tg (5f2 не изменилс , то диэлектрические свойства изол ции не нарушены. Если tg 3f2 возрос и при этом увеличилс  и тангенс угла омических потерь tg , то состо-  ние изол ции ухудшилось за счет по влени  токоведущих мостиков вследствие увлажнени  или повреждени  изол ции , Если tg 5f2 возрос при близком к нулю

tg , то состо ние изол ции ухудшилось за счет необратимых  влений, вызванных старением изол ции.

Использование предлагаемого способа позвол ет оценивать и прогнозировать состо ние изол ции по р ду характеристик и выводить блок генератор - трансформатор в ремонт при недопустимом ухудшении провод щих и диэлектрических характеристик его изол ции.

Предлагаемый способ может быть реализован путем подачи на статор генератора напр жений частоты f|. fa через измерительный трансформатор напр жени . При этом источники накладываемого напр жени  указанных частот fi, fa присоедин ют к вторичным обмоткам измерительного трансформатора напр жени , соединенным по схеме разомкнутого треугольника, и измерение активных сопротивлений и емко0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

стей в схеме замещени  изол ции производ т косвенным путем, по замерам напр жений Uf-|. Gf2 активных lafi, lafa и реактивных Ipfi, Ipfa токов, протекающих от этих источников . Измерение активного сопротивлени  охлаждающей воды производ т по показани м датчика солемера.

Частоты fi и f2 при этом выбирают в следующем диапазоне. Частота fi больше или равна граничной частоте f, на которой эквивалентное активное сопротивление изол ции и охлаждающей воды станет равным сопротивлению утечки, т.е. перестанет измен тьс  с изменением частоты:

Rfi Rf const.

Как правило, это частота 500 - 1000 Гц. Частота fa -меньше граничной f и достаточно близка к промышленной частоте 50 Гц; например 25 Гц.

Предлагаемый способ может быть использован дл  определени  состо ни  изол ции в рабочем режиме блока генератор - трансформатор с непосредственным вод ным охлаждением обмотки статора. При этом расшир ютс  возможности дл  анализа состо ни  изол ции в рабочем режиме и увеличиваетс  достоверность определени  состо ни  изол ции за счет выделени  активного сопротивлени  охлаждающей воды из эквивалентного сопротивлени  изол ции и охлаждающей воды, и раздельного суждени  по величинам Ra6c, Сабе и tg о низкочастотных пол ризаци х, по ROM и tg о сквозных утечках, в результате чего решаютс  задачи, св занные с непрерывным контролем состо ни  изол ции в рабочем режиме блоков генератор - трансформатор с непосредственным вод ным охлаждением обмотки статора, с определением недопустимого ухудшени  состо ни  изол ции упом нутых блоков и сво- евременным выводом их в ремонт, благодар  чему обеспечиваетс  возможность уменьшени  аварийности крупных энергоблоков на электростанци х и повышаетс  надежность работы электростанций и надежность электроснабжени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  состо ни  изол ции энергетических блоков с вод ным охлаждением обмоток статора, заключающийс  в том, что определ ют граничную частоту, при которой величина эквивалентного активного сопротивлени  изол ции и охлаждающей среды воды перестает зависеть от частоты, измер ют на этой или большей частоте активное сопротивление и емкость изол ции и охлаждающей воды относительно земли, рассчитывают сопротивление току абсорбции Ra6c, абсорбционную емкость Сабе, тангене угла абсорбции tg трабс и тангенс угла диэлектрических потерь и суд т по рассчитанным величинам о состо нии изол ции, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности определени  состо ни  изол ции, дополнительно измер ют эквивалентное активное сопротивление и емкость изол ции и охлаждающей воды на частоте, меньшей граничной частоты, а также измер ют активное сопротивление охлаждающей воды на посто нном напр жении , причем расчет параметров изол ции производитс  по формулам

   OM -

   Rfi

   Ra

   Rf2

   Rfi - Rf2

   Ro-Rfi

   Сабе Cfi Cf2 I

   tgdf (ROM CM -2;rfi)1;

   tg Vf2 (Ra6c Сабе 27Tf2)

   r1

   0

   5

   0

   tg Jfe tg Vte -7 : Cf

   di fi CM

   tg 4 tg(5f,.,

   где ROM - сопротивление утечки;

   Rfi, Rf2 эквивалентные активные сопротивлени  изол ции и охлаждающей воды , измеренные на частотах fi и f2, Ом;

   fi - частота, равна  или больше граничной;

   f2 - частота меньше граничной;

   Cfi, Cf2 - эквивалентные емкости изол ции и охлаждающей воды, измеренные на частотах f 1 и f2,tg 5fi - тангенс угла полных потерь изол ции на частоте fi;

   Ro - активное сопротивление охлаждающей воды. Ом.

   Фиг. 1

   Ipu3ji- hrj Фиг. 2

   а

   №

   hnjZ

   ш

   f

   Ям/2 | Cu3f2 -r- - I,,

   0 n ГгвЛ -JLCr - . U . U / xT г Т

   lf. inpjAjasacl IpaSc ,

   w

   I Of 2

   laustf

   IpusfZ

   )v

   Iа бс

   V

   Со

   ш

   т тhoj2

   IpusfZ

   I

   Ipj2