發(fā)電機組定子繞組在線檢測系統(tǒng)

發(fā)電機組定子繞組在線檢測系統(tǒng)

各類發(fā)電機組及大型高壓電機定子繞組局放在線檢測是發(fā)電行業(yè)和大型生產(chǎn)企業(yè)非常關注的問題，這些設備經(jīng)常出現(xiàn)槽內(nèi)線圈松動、長期熱劣化、潮氣油污引起的繞組污染、負載循環(huán)、浸漬不良、槽口端部繞組涂層不適當、端部繞組線圈的間距不足等。從上面的問題不難看出定子繞組的絕緣惡化占電機故障的40％，這些故障會給企業(yè)帶來巨大損失。 水分測定儀| 濁度計| 色度計| 粘度計| 折射計| 滴定儀| 密度計| 熱流計| 濃度計| 折射儀| 采樣儀|

從電機發(fā)展來看檢修方法也不斷改變，從隨壞隨修（昂貴的維修費用和部件更換費用）、預防維修（定期停機、定期測試、定期維修、定期更換、某些停機、測試、和維修是不必要的，昂貴的）到現(xiàn)在的預知維修（按需停機、壞那就修那。根據(jù)故障先兆計劃何時停機和停機時間、需要可靠的在線檢測儀器、診斷故障可能發(fā)生的先兆。）

發(fā)電機和電動機50％的故障來自軸承和振動問題，40％來自定子繞組絕緣問題，10％來自轉子繞組問題。根據(jù)上面三個問題我們分別用3種不同的方法來檢測及監(jiān)測。振動問題屬于機械故障我們可以采用在線振動監(jiān)測，繞組絕緣問題我們可以采用在線局放監(jiān)測，轉子繞組問題我們可以采用在線磁通監(jiān)測。

在線監(jiān)測方法對企業(yè)來說能夠發(fā)現(xiàn)故障的主要根源所在，不影響發(fā)電廠和企業(yè)正常的收入，避免突發(fā)性的故障，延長兩次停機的時間，有利于實施“預知維修”計劃，維護工作可以安排在適當?shù)倪m合進行，維修工作是根據(jù)電機本身的實際狀況進行不是根據(jù)日歷，在線監(jiān)測�？梢蕴崆鞍l(fā)出潛在故障警告。24千伏4－6年預警，13.8千伏3－4年預警，6.9千伏1－2年預警，＜4千伏－數(shù)星期預警。

由于發(fā)電機與電力系統(tǒng)相連，常常存在電氣干擾（噪音）。因此發(fā)電機在正常運行條件下進行在線年監(jiān)測會遇到特殊的困難，噪音來源于電力系統(tǒng)的電暈、滑環(huán)或換向器電火花、電氣接觸不良產(chǎn)生的電火花以及其它電動工具操作等等。這種噪音會造成傳統(tǒng)的監(jiān)測儀器的脈沖模糊不清，實際上測量的是噪聲，但卻會誤導技術人員定在繞組有很搞的局放，后果是正常的繞組被判斷為有缺陷，從而給了異常的虛假報警，降低了在線監(jiān)測的可信度。

Iris是水輪發(fā)電機局部放電（PD）連續(xù)在線監(jiān)測裝置的創(chuàng)始人在安大略省電力局與加拿大電氣協(xié)會聯(lián)合開發(fā)了PDA監(jiān)測方法。HydroTrac是基于這種方法在該領域的最新產(chǎn)品，它的一部分研究經(jīng)費是由紐約州電力局和美國電力研究協(xié)會（EPRI）資助的。與周期性在線局放監(jiān)測不同的是，HydroTrac為專業(yè)的維護人員提供了主要趨勢參數(shù)，以便在電SCADA中進行集成。另外，它還可以觸發(fā)遠程報警以提醒對所采集數(shù)據(jù)進行細節(jié)檢查。該儀器使用了與安裝在水力發(fā)電機上的永久耦合器同樣的耦合器，這種耦合器已在世界各地應用了超過30年。用局放監(jiān)控繞組狀況的好處是：設備可用率增加，有計劃的維護和極大地減少在運行中發(fā)生的故障Iris創(chuàng)始人在安大略省電力局與加拿大電氣協(xié)會聯(lián)合開發(fā)了PDA監(jiān)測方法。HydroTrac是基于這種方法在該領域的最新產(chǎn)品，它的一部分研究經(jīng)費是由紐約州電力局和美國電力協(xié)會（EPRI）資助的。

與周期性在線局放監(jiān)測不同的是HydroTrac為專業(yè)的維護人員提供了現(xiàn)場或遠程的自動測量，同時提供了主要趨勢參數(shù)，以便在電廠SCADA中進行集成。另外，它還可以觸發(fā)遠程警報以提醒對所采集數(shù)據(jù)進行細節(jié)檢查。該儀器使用了與永久性地安裝在水力發(fā)電機上的 耦合器同樣的耦合器，這種耦合器已在世界各地應用了超過30年。

HydroTrac是Iris多年開發(fā)在線局部放電測量系統(tǒng)經(jīng)驗的成果，這些測試系統(tǒng)應用于水力發(fā)電機，高壓電動機與渦輪發(fā)電機。與老一代產(chǎn)品一樣，HydroTrac具有獨特的設計，可以克服在大部分發(fā)電廠中都存在的典型的電干擾。這確保了可靠性與測試結果的再現(xiàn)性，并避免出現(xiàn)錯誤指示。電廠的專業(yè)維護人員在接受我們富有經(jīng)驗技術人員為之提供的2天訓練課程后，就能自如地解讀測試數(shù)據(jù)了。由于該儀器與前幾代PDA技術的產(chǎn)品完全兼容，維護人員可以使用同類電機的歷史數(shù)據(jù)來進行比較，他們還可以繼續(xù)請求訪問擁有30，000測試結果的并不斷增加的Iris數(shù)據(jù)庫。

之前已經(jīng)安裝PDA耦合器的電廠只要把該儀器接到現(xiàn)存的耦合器終端箱上就完成了HydroTrac監(jiān)視器的安裝 。這并不需要發(fā)電機退出運行，而且安裝只限于為監(jiān)視器提供電源，設置警報輸出選項以及與本地控制室計算機建立通訊聯(lián)系或通過終端服務器與局域或廣局域網(wǎng)（LAN/WAN）連接。

HydroTrac的新用戶必須在機組停機時先安裝永久80pF電容耦合器。

HydroTrac提供了一個終端箱，其中包括一個允許連續(xù)監(jiān)控多達12對耦合器得多路轉接器。該儀器可以設置運行于2種模式：

1. 單點運行模式：

HydroTrac可以通過面板上按鍵來觸發(fā)，或通過遠程計算機來觸發(fā)。該計算機安裝和運行TracCon軟件，用來對HydroTrac進行整定和通訊。測試結果可以利用我們的PDView顯示和進行趨勢分析。

2. 連續(xù)運行模式：

HydroTrac每小時連續(xù)收集幾次數(shù)據(jù)，并把最大局放值（Qmax）和局放量（NQN）結果存檔，這些結果對于趨勢分析和與相似的汽輪發(fā)電機的比較是很重要的。2年之內(nèi)的每天與每月的數(shù)據(jù)都可以歸納，存檔起來。這些數(shù)據(jù)可以通過現(xiàn)場RS232接口下載到筆記本電腦或使用DataSync軟件來遠程訪問。雖然兩種模式是互相獨立的，但用戶可以在期間切換。

① 它的特點：尖端的監(jiān)測與分析系統(tǒng)，在單個脈沖的基礎上，把局部放電信號與電噪聲進行數(shù)字分離，從而防止造成錯誤指示。
② 成熟的濾波和模式識別提高了分離噪聲的能力，并能有效和有目的的監(jiān)測絕緣鋟漬不足，繞組過熱，線圈松動，屏蔽/半導體涂層失效和老化問題，以及污染。
③ HydroTrac系統(tǒng)包括安裝在發(fā)電機電流環(huán)母線上的6個高壓80pF電容器，（3個母線耦合器安裝在發(fā)電機的高壓輸出端上，另外3個安裝在靠近系統(tǒng)的母線上。）以及一臺電子儀器（分離局放信號一噪聲并測量局放的變化）。他們通過同軸電纜與一個帶有多路轉接器的終端箱連接在一起。
④ 由于系統(tǒng)與PDA技術兼容，已經(jīng)安裝傳感器的用戶不用停運發(fā)電機就可以完成安裝。使用PDA－IV便攜式儀器，很容易就可以確認和進一步分析數(shù)據(jù)。
⑤ 可以通過遠程模式來在遠距離向儀器發(fā)放命令，進行控制和設置。例如，主要趨勢參數(shù)可以傳送到SCADA系統(tǒng)，并和運行參數(shù)如機電負載與溫度相關聯(lián)起來進行對定子繞組問題的分析。
⑥ 由于采用了一致的測試間隔時間，從而提高趨勢分析質量�？蛇x擇的報警功能是維護人員能集中精力與那些顯示不正�；蚓植糠烹娝�平膏的電機上。要大道這個目的，可以提高測試頻率并使用單點模式來生成圖表以協(xié)助確認定子繞組絕緣產(chǎn)生的故障機制。

電動機和小型汽輪發(fā)電機局部放電連續(xù)在線監(jiān)測：之前已經(jīng)安裝耦合器的電廠只要把該儀器接到現(xiàn)存的耦合器終端箱上就完成了BusTrac監(jiān)視器的安裝 。這并不需要發(fā)電機退出運行，而且安裝只限于為監(jiān)視器提供電源，設置警報輸出選項以及與本地控制室計算機建立通訊聯(lián)系或通過終端服務器與局域或廣局域網(wǎng)（LAN/WAN）連接。

3. 單點運行模式：

BusTrac可以通過面板上按鍵來觸發(fā)，或通過遠程計算機來觸發(fā)。該計算機安裝和運行TracCon軟件，用來對BusTrac進行整定和通訊。測試結果可以利用我們的PDView和AdvanceView顯示并進行趨勢分析。

4. BusTrac每小時連續(xù)收集幾次數(shù)據(jù)，并把最大局放值（Qmax）和局放量（NQN）結果存檔，這些結果對于趨勢分析和與相似的汽輪發(fā)電機的比較是很重要的。2年之內(nèi)的每天與每月的數(shù)據(jù)都可以歸納，存檔起來。這些數(shù)據(jù)可以通過現(xiàn)場RS232接口下載到筆記本電腦或使用DataSync軟件來遠程訪問。雖然兩種模式是互相獨立的，但用戶可以在期間切換。

特點：

① 尖端的監(jiān)測與分析系統(tǒng)，在單個脈沖的基礎上，把局部放電信號與電噪聲進行數(shù)字分離，從而防止造成錯誤指示。
② 成熟的濾波和模式識別提高了分離噪聲的能力，并能有效和有目的的監(jiān)測絕緣鋟漬不足，繞組過熱，線圈松動，屏蔽/半導體涂層失效和老化問題，以及污染。
③ BusTrac系統(tǒng)包括安裝在發(fā)電機電流環(huán)母線上的6個高壓80pF電容器，（3個母線耦合器安裝在發(fā)電機的高壓輸出端上，另外3個安裝在靠近系統(tǒng)的母線上。）以及一臺電子儀器（分離局放信號一噪聲并測量局放的變化）。他們通過同軸電纜與一個帶有多路轉接器的終端箱連接在一起。
④ 由于系統(tǒng)與TGA技術兼容，已經(jīng)安裝傳感器的用戶不用停運發(fā)電機就可以完成安裝。使用TGA－B便攜式一起，很日益就可以確認和進一步分析數(shù)據(jù)。
⑤ 可以通過遠程模式來在遠距離向儀器發(fā)放命令，進行控制和設置。例如，主要趨勢參數(shù)可以傳送到SCADA系統(tǒng)，并和運行參數(shù)如機電負載與溫度相關聯(lián)起來進行對定子繞組問題的分析。
⑥ 由于采用了一致的測試間隔時間，從而提高趨勢分析質量�？蛇x擇的報警功能是維護人員能集中精力與那些顯示不正常或局部放電水平膏的電機上。要大道這個目的，可以提高測試頻率并使用單點模式來生成圖表以協(xié)助確認定子繞組絕緣產(chǎn)生的故障機制。

連續(xù)在線局部放電監(jiān)測系統(tǒng)能夠方便地與電站計算機系統(tǒng)相結合，在確定定子繞組絕緣系統(tǒng)的維修項目要求方面，該系統(tǒng)已被證實是一種高效的監(jiān)測工具。這些監(jiān)測系統(tǒng)能夠使電廠和企業(yè)維修人員確定那些定子需要關注，并能夠對糾正維修后的效果進行評價。這種自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)允許與專家系統(tǒng)診斷軟件相結合實現(xiàn)故障診斷。