长空气间隙负极性操作冲击放电特性研究(Ⅰ)—试验研究

长空气间隙在负极性操作冲击电压下具有非线性放电特性。为了研究典型长空气间隙的负极性放电特性,利用7 500 kV冲击电压发生器产生20/2 500μs和80/2 500μs两种负极性操作冲击电压波,开展了间隙距离为1～10 m的棒–棒间隙、棒–板间隙和棒–线间隙的负极性放电特性试验研究,并与其他学者的试验结果进行对比分析。试验结果表明:随着间隙长度的增加,棒–棒间隙、棒–板间隙、棒–线间隙的50%放电电压都趋于饱和,但棒–板间隙的饱和趋势最为明显;当间隙长度为4 m时,棒–板间隙与棒–棒间隙的50%放电电压大小关系发生翻转;间隙的平均击穿场强随着间隙距离的增大而减小。该研究揭示了1～10 m长空气间隙的负极性操作冲击放电特性,加深了对长空气间隙放电特性的认识。     

水轮发电机定子绕组绝缘击穿原因分析及处理

由于万家寨水电站4号水轮发电机定子铁心硅钢片溢出划破线棒绝缘,导致进行定子绕组交流耐压试验(大修前)时绝缘击穿造成接地故障,通过"直流高压放电方法"进行接地点检查,最后将所有线棒拔出进行检查、修复或更换,故障得以消除。     

长空气间隙负极性操作冲击放电特性研究(Ⅱ)-间隙系数

大气环境、电极布置方式和间隙类型等对长空气间隙的负极性操作冲击放电特性均有不同程度的影响。分别采用20/2 500μs和80/2 500μs两种负极性操作冲击电压波进行放电试验,研究了气象条件、波头时间、下电极高度及导线接地方式等对空气间隙放电特性的影响,并对以棒–板间隙为基准,分析计算棒–棒间隙、棒–线间隙的间隙系数。试验结果显示:湿度对长空气间隙的负极性操作冲击放电特性试验具有明显的影响;间隙距离大于3 m时,20/2 500μs负极性操作冲击电压波作用下空气间隙的50%放电电压较高,间隙距离小于3 m时,80/2 500μs负极性操作冲击电压波作用下空气间隙的50%放电电压较高;下电极高度对棒–棒间隙放电特性具有一定的影响;导线接地方式对棒–线间隙的50%负极性操作冲击放电电压具有显著影响。间隙系数随间隙距离呈非线性变化趋势,棒–线间隙对棒–棒间隙的间隙系数随间隙距离增大基本趋于稳定值1.05。     

导线布置方式对棒–线长空气间隙负极性操作冲击放电特性的影响

空气间隙的负极性操作冲击放电特性受电极布置方式的影响。为了深入研究导线布置方式对棒–线间隙负极性冲击放电特性的影响,采用80/2500μs、20/2500μs负极性操作冲击电压波放电1000多次,试验研究了导线半径、高度和接地方式对棒–线间隙50%负极性操作冲击放电电压的影响以及导线接地方式对棒–输电线路组合间隙负极性操作冲击放电特性的影响。试验结果显示:棒–线间隙50%放电电压随着导线半径的增大而减小,棒–不接地线间隙比棒–接地线间隙的50%放电电压高;悬浮导线的感应电压随着间隙距离d增大先增大后减小;线接地方式不影响0.8m棒–线间隙流注放电过程,但影响棒–输电线路组合间隙放电路径的概率分布,对组合间隙放电电压和放电时间无影响。该研究工作可为电力系统外绝缘及线路防雷设计提供参考。     

用前馈网络组对定子模型线棒放电模式的识别

为了通过放电性来判断大电机定子绝缘状态,对人工神经元网络组织识别放电类型和发展程度的能力进行了研究,在屏蔽试验室内,用定子线棒工业仿真模型取得了不同放电模式的大批试验数据,并用三维谱图对放电信息进行有效,以谱图表列数据为特征量构成放电样本。     

大型水轮发电机定子线棒绝缘结构与关键性能分析

本文主要分析了大型水轮发电机定子线棒绝缘结构及其对提高线棒性能的作用。首先分析了定子线棒绝缘结构,其中导线角部电场优化提高了线棒击穿性能、降低了线棒介损,防晕结构优化设计提高了线棒及绕组耐电晕性能。其次深入分析了定子导线的内屏蔽技术与介质损耗因数、电容量和局部放电的关系。最后对绝缘结构承受的热机械应力、电机械应力进行了分析并介绍了检测方法。本文为优化大型水轮发电机定子线棒绝缘结构设计和提高其性能提供了重要的参考依据。     

基于局部放电和超声波法研究大电机定子绝缘的老化特性

对谏壁电厂 7号机 (18kV ,30 0MW )更换线棒进行了多因子加速老化试验 ,在线棒的不同老化阶段进行了局部放电和超声波声速试验。试验发现 ,局部放电平均值是反映绝缘缺陷最好的参数 ,在局部放电统计参数中 ,放电平均值相位分布的偏斜度最能反映绝缘的老化程度。超声波声速试验的结果显示出 ,超声波声速可以表征发电机定子绝缘老化状态 ;随着线棒老化时间增长 ,其超声波声速明显降低。两项试验结果一致地表明 ,绝缘老化是由于其内部出现了微观缺陷     

水轮发电机定子线棒故障产气规律研究

研究水轮发电机定子线棒在高温和局部放电作用下的产气规律，可以为基于分解气体法的水轮发电机绝缘老化状态监测提供依据。针对水电站实际使用的定子线棒，搭建了高温热解实验平台，对100、120、150、250℃下的定子线棒热解气体进行了研究；搭建了定子线棒局部放电实验平台，对定子线棒局部放电下的臭氧生成规律进行了研究。结果表明：CO和CO₂适合作为定子线棒高温故障的早期特征气体；当定子线棒表面发生局部放电时，臭氧浓度与放电电压和放电时间有相关性；在同样放电条件下，半导电硅胶产生的臭氧浓度生成速率更大，具有更强的抗电晕性能，在定子槽中填充半导电硅胶有利于定子线棒的安全运行和在线监测。     

高海拔地区典型长空气间隙的操作冲击放电特性和海拔校正

研究棒-板和棒-棒空气间隙等典型的空气间隙的放电特性和海拔校正,不仅可为高海拔地区输变电工程空气间隙距离的选择提供参考,而且可为更高海拔地区空气间隙放电电压的海拔校正提供依据。为此,在海拔高度为0m、2 200m、3 000m、4 300m和5 000m的地区,对不同间隙距离的棒-板和棒-棒典型长空气间隙进行了标准操作冲击放电特性试验。根据试验结果计算分析了不同海拔地区典型的棒-板和棒-棒间隙的操作冲击放电电压的海拔校正因数。将IEC 60071-2标准中规定的放电电压海拔校正方法适用范围外延至海拔高度5 000m,对棒-板间隙的放电电压的海拔校正因数进行了计算。试验结果表明,随着海拔高度的升高,棒-板和棒-棒间隙的操作冲击放电电压都降低,棒-棒间隙放电电压的降低幅度要大于棒-板间隙。根据IEC 60071-2标准对海拔校正因数的计算结果在海拔高度为2 200m的地区与试验结果基本一致;但随着海拔高度的增加,计算结果与试验结果的差别越来越大:在海拔高度为4 300m和5 000m的地区,间隙距离约为2m时,计算结果比试验结果小10%以上。     

基于脉冲波形时域特征的局部放电识别

建立了一套数字化实时高速局部放电波形测量系统,由简单实验室模型和工业仿真模型取得了不同类型局部放电的脉冲电流波形,包括空气中和油中尖板电极放电,电机模型线棒内部气隙放电,线棒端部沿面放电,用分段的时域数据压缩法提取了脉冲波形特征,采用分级人工神经网络进行放电模式识别,以得较好效果。     

在运行中监测发电机定子绝缘的槽放电或磨损是否可能

热(弓旦)性环氧粉云母绝缘的发电机线棒曾多次在国产机上发现槽放电和磨损现象,并发生过由于上述原因烧损发电机的事故。为了予防这类事故的发生,在探测槽放电的方法方面国内曾采用了一些方法,例如:测量线棒的表面电位的方法以检查线棒与铁芯槽之间的接触良好程度;用开口脉冲变压器配用无线电干扰仪测量放电脉冲的μV准峰值,虽然这些方法有一定的效果,但必须使发电机停下来,且须抽出转子后才能进行试验,这在实际使用中除了     

不同湿度环境下空冷发电机定子线棒端部表面放电特性

为了研究环境湿度变化对空冷发电机定子线棒表面放电的影响,通过对定子线棒端部进行磨损,设计制作了表面放电模型,在密闭室中诱发不同环境湿度下的表面放电。研究表面放电谱图随外施电压及环境湿度的变化规律,并提取表征放电特性的特征量。结果表明:随着环境湿度的增加,定子线棒表面放电活动逐渐减弱,各放电特征参量逐渐减小,并且电压负半周放电参量受环境湿度的影响较大。此外,随着环境湿度的增加,放电谱图发生明显改变。     

某国产600MW发电机定子端部绝缘烧损分析及处理

分析了国产600 MW发电机定子线棒发生绝缘放电烧损碳化的故障,对线棒的防晕性能进行了试验检查,找出了故障原因并做了相应处理;同时对同类型发电机组进行了预防性检查和防晕处理,消除了发电机定子端部绝缘故障隐患。     

交流电压下发电机定子线棒典型缺陷局部放电特性研究

采用实际运行中的发电机定子线棒,制作了三种典型故障缺陷模型,利用脉冲电流法研究在不同外施电压下三种典型缺陷的局部放电特性.结果表明,槽部放电定子线棒的起始放电电压最低,放电图谱在工频电压负半周起始位置有陡峭的上升现象;内部放电定子线棒的起始放电电压最高,PRPD图谱具有明显的对称性,放电相位分布最为宽泛;端部放电定子线棒具有明显的极性效应,工频电压负半周的放电活动更为剧烈.槽部放电定子线棒随加压时间的延长,绝缘老化现象十分明显,平均放电量上升,放电重复率先增加后减小.实验结果对发电机定子绝缘监测和故障诊断提供了必要的实验数据.     

棒尖端外形对低气压下棒-板间隙直流放电特性影响研究

为研究棒尖端外形对低气压下棒-板间隙直流放电特性的影响,利用低气压放电试验平台在2~20 k Pa气压下对锥尖头、半球头以及平头3种棒电极在100~300 mm间隙内进行直流电压放电试验,并通过仿真对不同棒尖端的放电特性试验结果进行验证。结果表明:棒尖端外形会对低气压下棒-板间隙的放电电压产生影响,击穿电压幅值从小到大依次为:锥尖头、半球头、平头;锥尖头棒和平头棒尖端存在局部电场极不均匀点,而半球头棒尖端电场分布较为均匀;随着气压的上升,棒-板间隙的U50%-P曲线呈稳定上升趋势。     

汽轮发电机定子线棒局部放电检测方法的探讨

旋转电机绕组局部放电已经有50多年的测量经验,通常当电机线圈绝缘内部有分层或表面和槽内放电都会引起局部放电,但对于大型汽轮发电机,尤其线圈绝缘的离线局放测量国内外很少研究。根据旋转电机定子线圈的局部放电试验标准和方法,对不同类型及容量的大型汽轮发电机线圈的局部放电进行了试验研究,并对其特征进行了对比分析,对单根汽轮发电机线棒的局部放电测量方法、放电模式和评估方法进行了初步研究。     

用于110kV变压器中性点的新型棒-板-棒组合保护间隙

针对110 kV变压器中性点棒-棒间隙与金属氧化物避雷器并联的保护方式中,间隙与避雷器配合困难而产生的间隙"误动"和"拒动"问题,提出了一种新型的棒-板-棒保护间隙,并通过工频放电试验与雷电冲击放电试验比较棒-板-棒间隙和棒-棒间隙。试验结果表明:在相同试验条件下,与棒-棒间隙相比,棒-板-棒间隙工频放电电压的平均值降低了8.03%,雷电冲击放电电压的平均值提高了16.39%;相比110 mm棒-棒间隙,有同样工频放电电压的125 mm棒-板-棒间隙的雷电冲击放电电压提高了28.91%。因此新型棒-板-棒间隙能够更好地和避雷器进行绝缘配合,且具有可靠的机械性能。     

27kV汽轮发电机定子线棒绝缘技术研究

本文叙述了27kV超超临界汽轮发电机定子线棒材料选择,主绝缘结构研究、防晕材料的选择和结构试验以及VPI绝缘工艺试验,对定子线棒主绝缘性能如介质损耗及其增量,局部放电,工频击穿和电老化寿命试验结果进行了详细的阐述。为我公司成功制造1000MW超超临界汽轮发电机打下了坚实的基础,从而使我国超高压、大容量发电机绝缘技术达到国外同等技术水平。     

局部放电光检测方法的研究

介绍了用光电倍增管检测局部放电的方法。提供了13.8kV模拟线棒的试验结果。     

环氧云母绝缘线棒电老化机理及其影响因素

本文指出国产环氧云母绝缘线棒电老化,首先是危险区(电场集中处或机械损伤严重区域)发生局部击穿或内气隙放电(包括沿云母片间的放电,接着是它们相互串联起来,最后导致击穿。因而认为要提高线棒的绝缘质量,必须加大导体的棱角半径,必须研究合理的成型工艺和温度—压力—时间制发以减轻机械损伤,发空、并达到适当的固化程度。建议推广并继续研究大鳞片云母带。最后指出以线棒大面是否发空以及局部放电量的大小作为判断线棒绝缘全面质量的根据是不合理的。