發(fā)電機(jī)絕緣狀態(tài)協(xié)同監(jiān)測(cè)研究與實(shí)踐.pdf

1、發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中最為昂貴和關(guān)鍵的設(shè)備之一，在電力的生產(chǎn)過(guò)程中，扮演著不可替代的角色，其安全可靠穩(wěn)定的運(yùn)行直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。電氣絕緣系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)極其關(guān)鍵的組成部分，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明絕緣系統(tǒng)故障是發(fā)電機(jī)發(fā)生故障的重要原因，發(fā)電機(jī)絕緣系統(tǒng)也是運(yùn)行人員和維護(hù)人員密切關(guān)注的對(duì)象。這些實(shí)際的需求，加之科學(xué)技術(shù)迅猛的發(fā)展，電廠人員的減少以及發(fā)電機(jī)絕緣故障時(shí)常發(fā)生的情況，使得眾多狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)相繼問(wèn)世，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用，并且不斷

2、有成功的案例報(bào)道。
　　然而，在狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用過(guò)程中，并未充分發(fā)揮其作用，同時(shí)也暴露出了一些不足，如對(duì)絕緣系統(tǒng)健康狀況的掌握還不夠全面；時(shí)而產(chǎn)生“漏報(bào)”、“誤報(bào)”以及各種懸而未決的報(bào)警，而發(fā)電機(jī)絕緣故障甚至是災(zāi)難性的事故仍在不斷的發(fā)生等。本文對(duì)產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因進(jìn)行了討論與分析。為解決這些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)高可靠絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及絕緣故障的實(shí)時(shí)預(yù)警，首先需要全面檢測(cè)放電信號(hào)，能夠準(zhǔn)確得實(shí)時(shí)在線識(shí)別信號(hào)特征，盡可能降低故障潛伏時(shí)間。

3、然后需要全面獲取并利用與發(fā)電機(jī)絕緣狀況相關(guān)的信息對(duì)健康狀況進(jìn)行分析，具體而言需要將發(fā)電機(jī)各方面的監(jiān)測(cè)信息，發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)、故障錄波裝置等所能提供的有關(guān)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行工況、運(yùn)行特征的信息等，集成到統(tǒng)一的系統(tǒng)下。并且該系統(tǒng)還能與最優(yōu)維護(hù)系統(tǒng)(HOMIS，Hydropower plant Optimal Maintenance Information System)中發(fā)電機(jī)互連設(shè)備（原動(dòng)機(jī)、斷路器、同期裝置、主變壓器等）的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相集成。

4、而如何充分利用這些信息，對(duì)發(fā)電機(jī)的絕緣狀態(tài)進(jìn)行綜合分析，則是高可靠發(fā)電機(jī)絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　結(jié)合本領(lǐng)域最新的研究成果，把發(fā)電機(jī)故障放電的定義擴(kuò)展為局部放電、電弧放電、振動(dòng)火花放電，在葛洲壩水力發(fā)電廠、隔河巖水力發(fā)電廠、三峽水力發(fā)電廠的數(shù)臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)上進(jìn)行了脈沖信號(hào)的傳播試驗(yàn)與高頻信號(hào)響應(yīng)試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合發(fā)電機(jī)故障放電的特性、傳感器檢測(cè)頻帶對(duì)放電測(cè)量結(jié)果的影響以及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾的特點(diǎn)等，選取恰當(dāng)?shù)膫鞲衅鳈z測(cè)頻帶（5

5、0KHz～20MHz）。該頻帶能夠全面檢測(cè)整個(gè)定子繞組上的各類故障放電信號(hào)，通過(guò)在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)安裝一只耦合電容器來(lái)檢測(cè)信號(hào)，目前該故障放電信號(hào)檢測(cè)方法已成功運(yùn)用在葛洲壩水力發(fā)電廠、隔河巖水力發(fā)電廠、三峽水力發(fā)電廠二十多臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)上。其中，對(duì)于采用封閉母線的水輪發(fā)電機(jī)，還可以在水輪發(fā)電機(jī)封閉母線外殼接地線上安裝高頻電流互感器來(lái)檢測(cè)發(fā)電機(jī)故障放電信號(hào)，這種信號(hào)檢測(cè)方式，傳感器不與水輪發(fā)電機(jī)的主回路有電氣連接，對(duì)發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行沒(méi)有影響

6、，在國(guó)內(nèi)尚屬首次。給出現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)用效果。
　　信號(hào)特征的在線自動(dòng)識(shí)別，是故障放電在線監(jiān)測(cè)與分析的關(guān)鍵問(wèn)題。綜合考慮算法的可靠性與快速性，根據(jù)故障放電信號(hào)的特征，針對(duì)小波分析中閾值化方法易導(dǎo)致提取的脈沖信號(hào)畸變的問(wèn)題，本文首先提出了高可靠脈沖提取方法，通過(guò)仿真方式對(duì)該方法進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了在脈沖提取的同時(shí)完成脈沖分類參數(shù)計(jì)算的方法。整個(gè)技術(shù)在對(duì)脈沖進(jìn)行高可靠提取的同時(shí)，獲取脈沖信號(hào)的分類特征，加之算法的快速性，

7、使其可用于故障放電信號(hào)特征實(shí)時(shí)在線自動(dòng)識(shí)別。使用實(shí)測(cè)信號(hào)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本文從絕緣系統(tǒng)的老化機(jī)理、故障特征、發(fā)電機(jī)與其互連設(shè)備間的復(fù)雜耦合特性出發(fā)，討論了發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中絕緣系統(tǒng)可能承受的各種復(fù)雜的影響。在此基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)高可靠的絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)所需集成的信息進(jìn)行了討論。借鑒本課題組在水電機(jī)組監(jiān)測(cè)上所采用的團(tuán)隊(duì)智能技術(shù)，在最優(yōu)維護(hù)系統(tǒng)的集成環(huán)境下，架構(gòu)發(fā)電機(jī)絕緣狀態(tài)全方位一體化協(xié)同監(jiān)測(cè)平臺(tái)，研究協(xié)同監(jiān)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了發(fā)

8、電機(jī)絕緣狀態(tài)的協(xié)同監(jiān)測(cè)。
　　結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，理論聯(lián)系實(shí)際，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)絕緣狀態(tài)全方位一體化協(xié)同監(jiān)測(cè)。在實(shí)際的應(yīng)用中，取得了良好的效果。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，發(fā)電機(jī)絕緣狀態(tài)全方位一體化協(xié)同監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不僅僅為全面了解發(fā)電機(jī)絕緣系統(tǒng)的健康狀況提供了強(qiáng)大的工具，而且還是進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行特性分析的極具潛力的平臺(tái)。利用發(fā)電機(jī)絕緣狀態(tài)全方位一體化協(xié)同監(jiān)測(cè)，可以幫助用戶更好的理解以下信息：發(fā)電機(jī)絕緣系統(tǒng)的健康狀況以及監(jiān)測(cè)結(jié)果之間的關(guān)系