SU762097A1

SU762097A1 - Apparatus for detecting discharges and locating their origin in winding

Info

Publication number: SU762097A1
Application number: SU782677382A
Authority: SU
Inventors: Leonid Braude; Viktor B Kulakovskij; Vladislav V Maslov; Valerij O Frejerov; German M Shalyt
Original assignee: Vnii Elektroenergetiki
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1978-10-16
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам контроля электрооборудования, и предназначено для защиты крупных электрических машин от аварий.The invention relates to electrical engineering, in particular to control devices for electrical equipment, and is intended to protect large electric machines from accidents.

Известно устройство для обнаружения 5 частичных разрядов в обмотках статоров электрических генераторов, основанное на улавливании с помощью резонансного индуктивного датчика быстро затухающих по длине обмотки высокочастотных составля- ю ющйх импульсов разрядных токов. Это устройство содержит один индуктивный датчик, устанавливаемый на испытываемый паз, и измеритель разрядного тока, состоящий из усилителя, детектора и индикато- 15 ра [1]. Однако надежность определения места возникновения разряда невелика, поскольку несмотря на наличие затухания импульсы тока разряда все же распространяются по продольным емкостным и индук- 20 тивным связям в обмотке, вызывая появление сигналов в датчике, даже если он установлен на удаленном от места разряда пазу, например на второй стороне витка обмотки статора. При наличии нескольких 25 разрядов в обмотке определение мест их возникновения по указанной причине становится практически невозможным.A device is known for detecting 5 partial discharges in the windings of stators of electric generators, based on capturing, using a resonant inductive sensor, high-frequency components of discharge currents that rapidly decay along the winding length. This device contains one inductive sensor, installed on the groove under test, and a discharge current meter, consisting of an amplifier, a detector, and an indicator [1]. However, the reliability of determining the place of occurrence of the discharge is small, because despite the presence of attenuation, the discharge current pulses still propagate along longitudinal capacitive and inductive connections in the winding, causing signals to appear in the sensor, even if it is installed in a slot remote from the place of discharge. the second side of the stator winding. If there are several 25 discharges in the winding, the determination of their places for a specified reason becomes practically impossible.

Известно также устройство для обнаружения разрядов и определения места их 30It is also known a device for detecting discharges and determining their location. 30

22

возникновения в обмотке статора электрической машины, содержащее два индуктивных резонансных датчика, размещенных на платах на концах паза проверяемой машины, обмотки датчиков, соединенные между собой кабелем по дифференциальной схеме и подключенные к входу измерителя разрядного тока, платы датчиков соединены с магнитопроводом статора посредством элементов крепления [2].occurrence in the stator winding of an electric machine, containing two inductive resonant sensors placed on the boards at the ends of the groove of the machine under test, sensor windings interconnected by a differential circuit cable and connected to the input of the discharge current meter, sensor boards are connected to the stator magnetic conductor by means of fastening elements [ 2].

В этом устройстве обеспечивается алгебраическое сложение сигналов датчика. В случае возникновения разряда в испытываемом пазу сигналы суммируются. Разряды, происходящие в других пазах, вызывают в датчиках разнополярные сигналы равной величины, которые при сложении взаимно подавляются. Таким образом, повышается точность определения мест возникновения разрядов и появляется возможность измерения интенсивности разрядов в отдельных пазах статора.This device provides algebraic addition of sensor signals. In the event of a discharge in the test slot, the signals are summed. Discharges occurring in other slots cause in the sensors bipolar signals of equal magnitude, which, when added, are mutually suppressed. Thus, the accuracy of determining the places of occurrence of discharges is increased, and it becomes possible to measure the intensity of discharges in individual stator slots.

Установка датчиков на краях паза сравнительно легко выполнима в электрических машинах с горизонтальным валом, у которых во время капитального ремонта вынимается ротор. Однако в машинах с вертикальным валом, например в гидрогенераторах, ротор во время ремонта не вынимается по технологическим причинам.Installation of sensors at the edges of the groove is relatively easy to do in electric machines with a horizontal shaft, which during the overhaul removes the rotor. However, in machines with a vertical shaft, for example in hydrogenerators, the rotor is not removed during repairs for technological reasons.

762097762097

33

Поэтому при проведений измерений по указанному способу для установки датчиков по концам паза статора требуется снять несколько полюсов явнополюсного ротора, а затем многократно проворачивать ротор, чтобы обеспечить доступ ко всем пазам статора. Это связано с большими затратами труда и измерения занимают много времени. Кроме того, установка датчика на нйжний кбней. паза производится сверху с помощью изолирующей штанги, при этом визуальный контроль за точностью установки этого датчика весьма затруднен. В то же время неточная установка датчика на паз существенно искажает показания прибора.Therefore, when measurements are taken using this method, it is required to remove several poles of an out-pole rotor to install sensors at the ends of the stator slot, and then rotate the rotor many times to provide access to all the stator slots. This is associated with high labor costs and measurements take a lot of time. In addition, the installation of the sensor on the bottom kbney. the groove is made from above using an insulating rod, while visual control over the accuracy of the installation of this sensor is very difficult. At the same time, inaccurate installation of the sensor on the groove significantly distorts the instrument readings.

Целью йЗобретёнй’й является снижение затраФ т'руХа на проведение измерений.The purpose of the Inventory is to reduce the cost of measurement.

Для реализации поставленной цели плата нижнего датчика снабжена со стороны, обращенной к статору, двумя магнитомягкими фиксирующими пластинами, закрепленными перпендикулярно плоскости платы на ее краях), параллельных оси датчика, а элемент крепления указанного датчика выполнен В ЙйДё элёйТфб'йагййТа, б'бмо'Тка которого подключена к источнику через переключатель полярности, при этом соединительный кабель размещен свободно вдоль оси паза.To accomplish this goal, the board of the lower sensor is provided on the side facing the stator with two magnetic-soft fixing plates fixed perpendicular to the board's plane at its edges) parallel to the sensor axis, and the fixing element of the specified sensor is made In YYDo элёйТTfb'YaygyyTa, B'Bmo'Tka which is connected to the source through a polarity switch, while the connecting cable is placed freely along the axis of the groove.

На фиг. 1 изображено пфёЛл'ожён'йоё устройство, причем нижний дйтЧйК показан со снятым латунным корпусом, который одновременно служит электромагнитным экраном; на фиг. 2 показано положение нижнего датчика, опущенного в зазор между стат’бфбй й р'бтофо'м, пёр'ёД включением питаний эЛйктр'бйаМйгФа.FIG. 1 shows a pflAl'Ozhon device, with the lower dYTCHQ shown with a brass case removed, which also serves as an electromagnetic screen; in fig. 2 shows the position of the lower sensor, lowered into the gap between the statbfy r'bttofoam, and the next one, by turning on the power of the eiktrbbyMygF.

На фйг, 1 й 2: 1 —па'3 статора; 2 — стаτόφ; 3 —с'Хефжй'й обмойкй статора; 4 — 'ВёрНйий датчик; 5 — нижний _ датчик; 6 — 'йМЗФ'а дйЭДй’КЙ;. 7—^лШтрЫ'ЙЙйит; 8 —йысбйойастоЧтйя' измерительная катушка; 9— 'пЛйс'тйнйй из магнйтомягкбго материала; Ϊ0 — гибкая связь (в конкретном исполнении устройства, приведенном на фиг. 1, в качестве гибкой связи йспблбзбВан высокочастотнВ1Й кабель); 11 — зазор между ротором й статбрб'м; 12—ротор; 13 — высокочастотный кабейь.On fyg, 1 st 2: 1 - pa''3 stator; 2 - statόφ; 3 — s'Hefzhy'y obmoyky stator; 4 - 'TOP Sensor; 5 - bottom _ sensor; 6 - 'yMZF'a dYEDY'KY ;. 7— ^ l STREAM'YYIT; 8 —You can read the measuring coil; 9— 'Plys'tyyny of magnetically soft material; Ϊ0 is a flexible connection (in the specific design of the device shown in Fig. 1, as a flexible connection is a high frequency cable); 11 - the gap between the rotor and the static bar; 12 — rotor; 13 - high-frequency cab.

Йа паз 1 статора 2, в котором уложены стёрЖнй 3' обмотки, установлены Верхний 4 и нижний 5 датчики. Нижний датчик 5 размещён на ‘плате 6, на которой укреплены электромагнит 7, высокочастотная измеритё'льная катушка 8 и две пластинки 9 из ‘маГнйтбмягкбгб Материала, например из стали. Нижний датчик 5 подвешен на гибкой связи 10, в качестве которой может бытй использован высокочастотный кабель. Другб'й кб'нёц гибкой связи' укреплён, напри'Мёф, на кбрпусё верхнего датчика 4.Ya groove 1 of stator 2, in which the stubble 3 'windings are laid, is installed Top 4 and bottom 5 sensors. The lower sensor 5 is placed on the ‘board 6, on which the electromagnet 7, the high-frequency measuring coil 8 and the two plates 9 of the‘ magnetbmgkggbb Material, for example, of steel, are fixed. The lower sensor 5 is suspended on a flexible coupling 10, which can be used as a high-frequency cable. Drugba kb'nёts flexible communication "strengthened, for example, Me'f, on the bridge of the upper sensor 4.

Установка датчиков 4 и δ на йсследуеййй пйз прбизвбдйтся следующим образом.The installation of sensors 4 and δ on a research plan is as follows.

Нйж'ний датчик 5 опускается на гибкойNyzhny sensor 5 falls on the flexible

Связи Тб в зазор 11 между ротором 12 иConnection TB in the gap 11 between the rotor 12 and

4four

статором 2. Верхний датчик 4 устанавливается на исследуемый паз. Тогда нижний датчик будет висеть у нижнего края этого Же паза, при этом практически неизбежен поворот его в зазоре 11 между ротором и статором под действием момента крутильных деформаций гибкой связи (фиг. ^.Затем включается питанйе электромагнита 7. В результате взаимодействия остаточного магнитного поля в зазоре с электромагнитом 7 возникает момент сил, стремящийся развернуть электромагнит 7 и вместе с ним датчик 5 вокруг вертикальной оси. Если этот момент совпадает по направлению с моментом крутильных деформаций гибкой связи 10, то датчик 5 останется повернутым наискось зазора 11, т. е. один его край будет притянут к ротору 12, а другой —к статору. При переключении полярности питания электромагнита 7 момент взаимодействия его с полем в зазоре 11 меняет направление на противоположное. Поскольку момент крутильных деформаций гибкой связи 10 невелик, датчик 5 будет разворачиваться тай, что его край, притянутый ранее к ротору 12, будет отталкиваться от ротора 12, а край, притянутый ранее к статору, будет отталкиваться от статора. Сила, отталкивающая полюс электромагнита 7 от статора, частично компенсируется притяжением к сйатбру пластинки 9 из магнитомягкого материала, которая касается стали статора. Аналогичной компенсации отталкивания от ротора 12 другого полюса электромагнита 7 не будет, так как вмонтированная в этот край пластинка 9 из йагнитомягкого материала находится на некотором расстоянии от ротора. Таким образом, после кратковременного переходного проце'сса датчик 5 окажется притянутым к статору и установленным на проверяемый паз.stator 2. Upper sensor 4 is installed on the groove under study. Then the lower sensor will hang at the lower edge of this same groove, while it is almost inevitable to rotate it in the gap 11 between the rotor and the stator under the action of the moment of torsional deformations of the flexible coupling (Fig. ^. Then the power of the electromagnet 7 is turned on. As a result of the interaction of the residual magnetic field the gap with the electromagnet 7, a moment of forces arises, tending to deploy the electromagnet 7 and with it the sensor 5 around the vertical axis. If this moment coincides in direction with the moment of the torsional deformation of the flexible coupling 10, then the sensor 5 will remain rotated obliquely to the gap 11, i.e. one of its edges will be attracted to the rotor 12 and the other to the stator.When switching the polarity of the power of the electromagnet 7, the moment of its interaction with the field in the gap 11 changes its direction to the opposite. connection 10 is small, the sensor 5 will unfold Tai, that its edge, previously drawn to the rotor 12, will repel from the rotor 12, and the edge, previously attracted to the stator, will repel from the stator. The force that repels the pole of the electromagnet 7 from the stator, is partially compensated by attraction to the seatbro of the plate 9 of magnetic material, which relates to the steel of the stator. There will be no similar compensation of repulsion from the rotor 12 of the other pole of the electromagnet 7, since the plate 9 made of magnetically soft material mounted on this edge is located at some distance from the rotor. Thus, after a short transitional process, the sensor 5 will be attracted to the stator and installed on the groove to be checked.

Устройство готово к проведению измерений. Для этого на обмотку статора подается испытательное напряжение и измеряется интенсивность разрядов в проверяемом пазу. Измерения производятся так же, как й на машинах с горизонтальным валом. По окончании измерения выключается питание электромагнита 7 и датчики 4 и 5 извлекаются йз зазора. Затем аналогично проводятся йзмёрёйия на другом пазу.The device is ready for measurement. To do this, a test voltage is applied to the stator winding and the intensity of the discharges in the checked groove is measured. Measurements are made the same as on machines with a horizontal shaft. At the end of the measurement, the power of the electromagnet 7 is turned off and the sensors 4 and 5 are removed from the gap. Then, jigs are carried out in a similar way on another groove.

Таким образом, наличие гибкой связи 10, электромагнита 7 и двух пластинок 9 из магнитомягкого материала позволяет устанавливать нижний датчик на проверяемые пазы электрической машины с вертикальным валом без выемки ротора 12 или снятия полюсов явнополюсного , ротора, что значительно сокращает затраты труда и время проведения измерений.Thus, the presence of a flexible coupling 10, an electromagnet 7 and two plates 9 of magnetic material allows the lower sensor to be installed on the checked grooves of an electric machine with a vertical shaft without removing the rotor 12 or removing the pole of a polar pole, which significantly reduces the labor costs and time of measurement.

Claims

Claim

A device for detecting discharges and

determine the place of their occurrence in 762097

a coil of an electric machine stator, for example, with a vertical shaft, containing two inductive resonant sensors placed on boards at the ends of the groove of the machine under test, sensor coils, 5 connected by differential cable and connected to the input of the discharge current meter, sensor boards connected to the magnetic core stator by fastening elements ₁₀ the relative Leach in that, to reduce labor costs of measurements, the lower sensor board is provided on the side facing the stator, two mage itomyagkimi retaining plates which have been fitted 15 lennymi perpendicular plane board at its edges parallel to the transducer axis, and fixing said sensor element is in the form of an electromagnet, the winding of which is connected to the source 20 via pe-

polarity switch, while the connecting cable is placed freely along the axis of the groove.