大型发电机定子绝缘局部放电的在线监测

评述了国外在大型发电机定子绝缘局部放电位在线监测各发展时期的特点，指出大型发电机在线监测的发展与其抗干扰技术密切相关，由于水轮发电机和汽轮发电机结构的不同，其抗干扰技术也不同。ＰＤＡ法彩和时域方式抗干扰用水轮发电机，ＳＳＣ法采用频域方式抗干扰用于汽轮发电机。     

发电机定子绝缘局部放电故障模式的试验研究

采用新的监测手段对发电机定子绝缘典型局部放电故障进行了实验研究,对于不同类形的局部放电,得到了具有明显特征的n-mV两维放电谱图,同时验证了该测量系统抗干扰的有效性。据此证明了采用该大型发电机故障在线监测以及人工智能诊断的可行性。     

油纸绝缘中局部放电的典型波形及其频谱特性

根据对变压器油纸绝缘内部常见缺陷的分析，进行了局部放电模型试验。通过考察不同类型放电的发展过程和电流脉冲的波形特征，发现油纸绝缘中产生的局部放电与空气中的放电过程表现出相似的发展规律。对应于不同的放电阶段，放电波形有较大差异，因而不同类型的放电脉冲具有不同的频谱特性。所得结果为深入研究绝缘介质中的局部放电的机理、放电脉冲在变压器绕组中的传播规律、局放检测系统的频率特性以及放电类型的波形识别提供了实验依据。     

发电机定子局部放电在不同检测频段下的统计特性

采用低频和高频两种检测方法对发电机定子局部放电的统计特征进行试验研究 ,以寻找两者的内在联系及可比性。分别采用不同的故障模型进行了试验 ,试验结果表明两种检测方法的检测结果具有一定的相似性和可比性 ,仅仅在脉冲的幅值上有所差异 ,现场测试也证实了这一点     

大型同步发电机定子绝缘宽频带局部放电监测与分析

局部放电是大型同步发电机定子绝缘劣化的重要标志,有效地对发电机定子绝缘局部放电进行实时检测、跟踪分析,准确把握局部放电的变化趋势,是预防发电机异常短路、损害、烧毁等故障的重要手段,通过采用宽频带检测技术,通过安装于发电机中性点的耦合电容与电阻传感器有效捕捉定子绝缘局部放电信号,在此基础上,应用时频联合的数字信号分析技术,实现了局部放电信号与噪声的有效分离,在此基础上,采用局部放电谱图分析方法,比对国际标准实现了定子绝缘故障的准确定位,并在一台250 MW大型同步发电机上的应用证明了该方法的有效性。     

发电机定子绕组局部放电监测技术

介绍了大型发电机组定子监测技术的发展和应用情况,并概括了几种局部放电监测技术的优缺点,结合实例对局部放电监测的设计选型进行了分析。     

大型发电机定于绝缘局部放电的在线监测

评述了国外在大型发电机定子绝缘局部放电在线监测各发展时期的特点，指出大型发电机在线监测的发展与其抗干扰技术密切相关。由于水轮发电机和汽轮发电机结构的不同，其抗干扰技术也不同。ＰＤＡ法采用时域方式抗干扰用于水轮发电机，ＳＳＣ法采用频域方式抗干扰用于汽轮发电机。     

电压类型对球板电极下油纸绝缘局部放电起始特性的影响

检测局部放电是监测换流变压器绝缘状态的有效手段,但是针对不同电压类型(交流、直流以及极性反转电压)对油纸绝缘起始放电特性影响的研究很少。为此,通过球板电极对油纸绝缘施加交流、直流以及交直流复合电压,借助常规脉冲电流法和宽带脉冲电流法2种检测手段,研究了油纸绝缘在不同电压类型下发生起始放电时的起始放电电压、视在放电量、放电相位以及放电波形等的差异。研究结果表明:不同电压类型时,起始放电电压按照电压升序排列为交流、正极性直流+交流、正极性直流、负极性直流+交流、负极性直流;直流下的起始放电电压比交流下高4倍;球板电极下油纸绝缘起始放电均多发生在1、3象限,且2个象限的放点次数不同。此外交流和直流电压下发生起始放电时,其放电脉冲的波形特性各不相同;正极性直流下起始放电脉冲波形最陡(脉宽为数ns),中心频率最高(42 MHz),而负极性直流下起始放电时脉冲最平坦,中心频率最低。     

高频脉冲电压下油纸绝缘局部放电特性研究

高频变压器运行过程中油纸绝缘承受严酷的电热应力,绝缘系统容易过早失效.为了研究高频脉冲电压对油纸绝缘局部放电特性的影响,搭建了高频脉冲电压下的局部放电试验平台,开展局部放电试验,研究油纸绝缘在高频脉冲电压下的局部放电特性,并与工频电压下的局部放电特性进行对比.结果表明:高频脉冲电压下局部放电主要发生在电压的上升沿和下降沿,高频脉冲电压下的局部放电幅值远高于工频下的局部放电幅值,在10 kHz附近存在频致拐点,且高频脉冲下油纸试样出现直击现象;究其原因是高频产生较高的电压上升率,改变了缺陷区域的局部场强和高频电热耦合效应,从而导致了局部放电强度的变化.     

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     

直流预压对油纸复合绝缘局部放电特性的影响

为了研究直流预压对油纸绝缘交流局部放电特性的影响,对预压不同时间、不同幅值直流电压以及去极化后重复加压情况下的油纸绝缘交流局部放电特性,不同预压时间和去极化后的油纸绝缘材料的空间电荷特性进了研究。研究结果表明,随着预压直流电压幅值的增大和预压时间的延长,放电起始电压和熄灭电压减小;随着重复加压次数的增多,放电起始电压先上升后下降,但均低于未预压下局部放电起始电压。分析表明预压直流30min后油纸绝缘空间电荷分布达到平衡状态,预压时间越长,去极化后油纸绝缘材料残余空间电荷数量越多;同时长时高幅值预压会使得与高压电极接触的绝缘纸板表面电荷分布均匀,从而改善油纸绝缘内部的电场分布,进而影响油纸绝缘的局部放电特性。     

重复脉冲上升时间对变频电机绝缘局部放电特征的影响

为研究重复脉冲电压上升时间对变频电机绝缘的局部放电特征影响规律,基于超高频天线、检波技术和宽带、高速数据采集和传输技术设计了重复脉冲电压下变频电机绝缘局部放电检测系统。研究了变频电机匝间绝缘在不同上升时间重复脉冲电压下的局部放电统计特性并对其机理进行了分析。结果表明:在微秒级的上升时间下,脉冲电压极性快速翻转导致变频电机绝缘薄弱处空间电荷电场和外部电场叠加,易超过局部放电起始电压,从而产生次数较多的小幅值放电,且放电幅值随着上升时间的减小而增大,但单个周期放电总量逐渐减少。因此设计耦合传感器时应根据重复脉冲上升时间和局部放电脉冲频域能量分布特点,设计高频响应较好的传感器,避免脉冲电源干扰使测试灵敏度降低,从而得到准确反映电机绝缘水平的PDIV和RPDIV。     

基于热老化的发电机定子线棒局部放电特性研究

采用实际运行中的发电机定子线棒,制作了3种典型的定子缺陷模型并对其进行了加速热老化试验,利用脉冲电流法研究热老化前后定子绝缘缺陷的局部放电特性差异.结果 表明:内部缺陷线棒模型的局部放电起始电压相较于热老化前出现了升高,而槽部放电和端部放电模型的局部放电起始电压在热老化后却出现了下降,这是由于加速热老化使得环氧云母带绝缘表面出现大量裂纹.内部放电模型的PRPD图谱呈现出一定的对称性,热老化后放电相位宽度变窄;槽部放电模型热老化后PRPD图谱形状由“山丘”状转为“半椭圆”状,放电密度明显升高;端部放电模型的PRPD图谱呈现电晕放电的特征,在交流电压正、负半周的放电表征不对称性明显.     

发电机定子绕组绝缘局放在线监测系统的应用

通过发电机定子绕组绝缘在线监测装置PDA-Ⅳ在鲁布革发电厂的应用,介绍了PDA-Ⅳ的检测特性、数值判断标准及对发电机定子绕组绝缘状况评估的分析方法.识别故障的早期征兆,对故障部位及其严重程度,故障发展趋势作出判断,根据诊断结果对发电机定子绕组实施状态检修.     

高压方波脉冲波形参数对局部放电的影响

研究了变频电机定子用绝缘绞线对在方波脉冲下的局部放电行为。对不同频率及不同电压上升时间下局部放电的放电次数、平均放电量及放电的相位分布进行了研究和分析。结果表明,随频率的升高及电压上升时间的缩短,累积空间电荷形成的反向电场增强,局部放电行为加剧,从而导致绝缘的老化更为严重;随频率的升高,初始电子延迟会使单个周期内放电次数减少,而相同时间间隔内局部放电次数会有所增加;在不同电压上升时间下,放电次数的增加量不与电压上升率的变化成正比,而取决于单次放电时间td。     

重复加压及直流预压过程对油纸绝缘局部放电特性的影响

换流变压器出厂试验过程,经常遇到直流耐压试验结束后若干h内,交流耐压试验按照GB/T 18494.2执行无法顺利通过的问题,说明直流预压对油纸绝缘交流局部放电特性产生一定影响。为此,采用球-板电极模型模拟油纸绝缘系统中的稍不均匀电场,试验探究重复加压与直流预压过程对油纸绝缘局部放电特性的影响,重点对比分析纯交流初次加压、重复加压以及直流预压3种情况下的局部放电起始电压、临界击穿电压及熄灭电压变化规律。研究结果表明:重复加压过程会大幅减少绝缘系统的局部放电起始电压(降至约33.44%),临界击穿电压下降约7.84%,熄灭电压几乎不受影响,经过高压端接地约8~9 h后,系统内的局部放电耐受水平与初次升压过程水平相当;而直流预压过程会一定程度上减小系统的局部放电起始电压(降至约82.38%)、临界击穿电压(降至约89.75%),且随着直流预压水平的提高上述两参数降幅更加明显,熄灭电压几乎不受直流预压作用的影响,一般经过4~6 h高压端接地静置,直流预压过程对于油纸系统内局部放电特性的影响消失。基于多次试验结果,提出重复加压及直流预压过程产生的空间预存电荷是对交流电压下局部放电特性造成影响的主要原因。