大型发电机局放在线监测研究现状(二)-国浩电气
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大型发电机局放在线监测研究现状(二)

发布时间:2020-04-24 01:18:02人气:

发电机组


(3)射频监测法

美国Westinghouse公司的F. T.Emery等人在20世纪70年代提出的无线电频率(RF)监测法,后由J. E. Timperly等人作了改进,这种方法所用的传感器就是RFCT。当汽轮发电机绕组的股线产生电弧放电或其它部位发生火花放电时,将产生频率相当宽的电磁波。由于发电机产生的射频电流都经过中性点流入大地,因此在中性点安装电流互感器,可以把放电产生的电磁波信号取出来。Timperley的改进主要是把应用范围推广到水轮发电机,可以检测到水轮机的槽部放电或其它形式的电晕放电。

20世纪70年代后期,美国电力研究院Emery提出了RF监测法,该方法的工作原理是利用高频电流互感器从发电机定子绕组中性线上引出放电信号,然后接入无线电噪声表,进行频谱和时域分析,由操作人员综合识别干扰信号和内部放电信号,该方法不仅可以监测定子绕组绝缘状况,而且同时能监测发电机内部其它部件引起的电弧缺陷。

1980年西屋公司开发了商用的射频监测仪,放大器中心频率为1MHz,带宽为5kHz,带有报警电路。由于运行发电机的电气干扰和噪声比较大,有关研究部门又开发了一种RFM噪声消除器,就是探测这些噪声源(集电环、接地电刷和高压母线等)何时发生电弧,当探测到噪声源发生电弧时,就立即去掉RFM的输入信号。


(4)槽耦合器(SSC)监测法

SSC是20世纪由H. G S edding等人研制的,安装于汽轮发电机的定子槽中,为定子槽耦合器(Stator Slot Coupler, SSC)。这种传感器是由接地平面,带状感应导体及两端同轴输出电缆组成。当电磁波沿条状感应导体传播时,在两条同轴电缆的输出端得到一对输出信号,通过比较这对输出信号的时域波形,能够确定电磁波的传播方向。SSC的耦合方式既不是感性的,也不是容性的,而是具有分布参数的性质,因此具有非常宽的频带。实验证明SSC能够反映内部放电和外部干扰在波形上的差异,这为消除在线监测中的干扰提供了可能性。

到1992年底,已有100余套SSC和TGA投运在加拿大、美国200-800MW发电机、调相机中。经过几年运行后,Stone和Sedding根据发电机内外干扰的特性和强弱,针对两种类型电机,采取两种在线监测法,即对水力发电机、同步调相机、高压发电机,干扰来自外部时,采用高压母线耦合器法。其工作原理是,每相装两个相距2m的5-80pF的高压电容耦合器。经TGA数字化比较,噪声和局部放电的识别可简化为耦合器上的脉冲。


(5)超高频(GHz)带空间相位法

这种监测方法就是利用RTD宽频带(10-150MHz)作耦合天线,感测放电信号,经RF高频互感器,送入诊断装置,其噪声的抑制仍然采用逐个脉冲为基础多个传感器和噪声,局部放电在不同频带下的差异,并进行了有效实验。局部放电在线监测技术从窄带到宽带乃至超宽频带,是这一领域技术发展的趋势。

1997年,日本大阪大学川田昌武、松浦虔士同关西电力开发一种超高频(GHz)带电磁波空间相位差法,现已在一台运行27年75MW的环氧云母绝缘的发电机上试用。其工作原理:由两根接收天线接收局部放电电磁信号,经时域的变换(傅里叶变换),求取两天线信号被检测的时间差,即检测PD。据资料报道,国外利用这些在线监测技术,开发多种局部放电在线监测装置,用到大型电机乃至中型电机(>4kV)上,取得良好的经济效益。

该方法的优点是传感器安装在低压点上,对系统的影响小,同时由于所有的局部放电信号都会经过中线,可以监测到发电机整个范围内的局部放电。缺点是信号的灵敏度比较低,局放信号从局放点传播到中线时已经有了很大的衰减和变形,使信号处理的难度增加。


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