基于介电特征量的发电机定子绕组主绝缘老化诊断及寿命评估

tanδ、Δtanδ、ΔC、Q_(max)等绝缘介电特征量与发电机定子绕组主绝缘剩余击穿电压有很好的相关性,能够有效表征主绝缘的老化状态。通过对某老旧发电机近10年特征量进行分析,研究了这些参量随运行年数的变化关系,得出该发电机绝缘已老化的结论,并利用经验公式对绝缘剩余寿命进行了预测。电镜扫描和热重分析等方法验证了绝缘老化的存在,证明了介电参数在老化鉴定方面的有效性。     

发电机定子绝缘剩余寿命评估参量的选择

为选择发电机定子绝缘剩余寿命评估的特征量,测量了运行23年的发电机定子线棒局部放电、tanδ和击穿电压等参量,分析了非破坏性参量与击穿电压的关系,并根据绝缘老化机理和过程,得出了tanδ、Δtanδ、S+k,S-k, Asy等5个特征参量。分析发现第一主成分中上述参量的比重较大,证明它们能较好预测绝缘的老化状态。     

用RBFNN评估发电机主绝缘剩余击穿电压

为了有效地评估绝缘的寿命,研究了采用径向基神经网络评估发电机主绝缘剩余击穿电压的方法。通过研究剩余击穿电压与主绝缘非坏性参量的相关性,得到用于评估击穿电压的神经网络的输入参数,即Δtanδ、ΔC、Sk+和Sk-;利用多因子老化平台对真机线棒进行加速老化,并进行相关测量,从中选择24组数据作为对神经网络训练、检测,及击穿电压预测的样本。结果表明该预测模型在测试样本数量为训练样本数量25%的情况下,剩余击穿电压预测值与实际测量值的最大相对误差<6%,平均相对误差<3%。评估结果对于在样本数量较少的情况下准确预测发电机定子绝缘剩余寿命具有一定的参考价值。     

直流高压干式套管的多参量诊断

准确诊断干式套管主绝缘的老化状态,对于电力系统的可靠运行及状态检修具有非常重要的意义。为此,分别测量了干式套管主绝缘试样的介质损耗参量、泄漏电流、局部放电参量和剩余击穿电压,采用基于统计学的方法建立了多参量诊断的数学模型,对干式套管主绝缘进行了老化状态评估。结果表明:所测参量中,偏斜度Sk+、介电损耗tanδ、局放起始电压UPDIV、吸收比Pi为最优参量组;多参量诊断会提高绝缘状态评价的准确性,但也并不是参量越多越好,合理的选取诊断参量十分重要。     

BP神经网络在大型发电机主绝缘击穿电压预测中的初步应用

击穿电压在大电机主绝缘寿命评估中有着重要的作用.本文讨论了BP神经网络在谏壁7号机更换线棒主绝缘击穿电压预测中的应用.首先作者用所测得的试样介质损耗参量、局部放电参量和击穿电压值作为样本提供给BP神经网络学习.然后,用训练好的神经网络对击穿电压进行预测.结果表明训练好的BP神经网络对该批更换线棒击穿电压的预测是可行的,并有较高的准确度.此方法可应用到其他材料和结构相同的发电机击穿电压的预测.     

大型发电机主绝缘多因子老化过程中介损温谱的研究

本文通过大型发电机定子主绝缘的联合三因子加速老化试验,研究了主绝缘的介质损耗角正切tanδ的温谱随老化时间的变化规律,提出0 2Un下tanδ T曲线峰值对应的温度Tm可作为表征绝缘老化状态的特征参量,并对其随老化时间的变化规律进行了研究。结果表明,0 2Un下tanδ T曲线峰值对应的温度Tm随老化时间的增加而逐渐升高。     

用超声波波速评估大电机主绝缘的剩余运行年数

为了有效评估大电机主绝缘的剩余寿命，对大量已运行16、18和23年的300MW发电机定子线棒进行统计最小波速Vmin和统计平均波速Vav的超声波波速测量试验，以及介质损耗角增量△tanδ、电容变化率△C／C0、最大放电量qmax、平均放电量qmean等电气测量试验，用线性回归分析对比研究了超声参数和电气参数与运行年数多的相关性。结果表明，Vmin和Vav与^↑y密切相关，△tanδ、qmax和qmean与^↑y相关性较弱，△C／C0与^↑y没有相关性，超声参数比电气参数能更准确评估绝缘状态；分别建立了Vmin和Vav与^↑y的二阶和三阶线性函数数学模型，提出了最可靠运行年数和置信度为95％的可靠运行年数的预测方法。     

基于介电和理化特性的XLPE水树老化程度分析

为掌握电缆水树老化程度对电缆主绝缘介电特性的影响规律,对交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)开展加速水树老化试验,以低密度聚乙烯为对照组,测量不同老化程度试样的介电常数(ε)、介质损耗因数(tanδ)、结晶度以及熔点等特征参量,并利用显微技术观测XLPE水树的生长特性。结果表明:XLPE材料的ε和低频下tanδ随水树老化程度加深而呈现增大的趋势。水树在发展过程中呈现放射状,且密集度不断增加。建立XLPE材料的tanδ宏观参量与微观水树老化发展的对应关系,可通过低频下电缆主绝缘材料XLPE的tanδ值评估电缆水树老化的严重程度。     

大型发电机主绝缘多因子老化过程中交流电流参量的研究

通过大型发电机定子线棒的联合三因子加速老化试验 ,研究了定子主绝缘的交流电流参量随老化时间的变化规律。试验表明 ,在大型发电机定子线棒多因子老化过程中 ,仅用现有的交流参量表征定子主绝缘的老化状态具有一定的局限性。文中提出高温与室温下绝缘交流电流 电压拟合直线的斜率之差Δk可作为表征绝缘老化状态的新的特征参量 ,并对该特征参量随老化时间的变化规律进行了分析。基于系统理论 ,本文针对交流电流试验建立了试样绝缘的等效系统 ,对该等效系统的频率响应随老化时间的变化规律进行了初步研究。研究表明 ,交流电流奇次谐波响应的含量与电压相应的谐波含量的比率Δ随老化时间的增加而逐渐减小 ,也可以作为表征绝缘老化状态的特征参量     

大型汽轮发电机主绝缘的频域介电响应研究

为研究将频域介电谱法(frequency domain dielectric spectroscopy,FDS)用于发电机绝缘状态无损诊断的可行性,对发电机线棒试品进行多因子加速老化,采用FDS法测量了不同老化程度下发电机定子线棒的介质损耗因数tanδ和相对介电常数ε,建立与常规试验参量介质损耗角正切tanδ和电容C之间的量化关系。结果表明,线棒试品的老化程度对频域谱曲线影响显著,随着老化的进行,tanδ和ε的值增大,低频下增大趋势更加明显,tanδ频谱曲线的损耗峰向高频方向移动;不同老化程度的线棒试品在特征频率处的tanδ与电容C、特征频率处的ε和工频下tanδ满足指数函数关系,研究成果表明FDS技术可用于发电机老化状态的无损诊断。