大型发电机主绝缘多因子老化试验系统的研究

分析了大型发电机主绝缘多因子老化产生的原因,确定了各单因子老化的试验参数,建立了多因子老化的试验模型和试验方法,设计了多因子老化试验系统。经真机线棒的老化试验验证,随着绝缘的进一步老化,其局部放电量,放电次数和放电能量等参数均呈现增长趋势,放电脉冲相位产生偏移。结果表明,该多因子老化试验系统能满足研究大型发电机主绝缘的老化规律和评估其剩余寿命的要求,为寻找反映绝缘老化程度的特征参量奠定了基础。     

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     

大型汽轮发电机定子主绝缘老化状态的研究

大型发电机运行过程中，在定子线圈的不同部位处，主绝缘会受到不同程度的多种应力作用。为了研究定子线圈不同部位处主绝缘的老化状态，本文对一台已运行了16年的大型汽轮发电机的定子线棒进行诊断试验，包括：极化指数测量、不同电压、温度下的介质损耗测量、交流电流测量、局部放电测量及声学测量。试验结果表明，定子端部主绝缘的老化程度比槽部主绝缘要严重。因此，建议在进行大型发电机预防性维修试验时，应注意端部绝缘的检测与维护。     

基于力学损耗和介质损耗参数分析大型发电机主绝缘的老化特征

大型发电机的主绝缘是发电机的主要组成部分这一,大型发电机的可用性和剩余寿命在很大程度上取决于主绝缘的状况,目前,大型发电机主绝缘普遍采用环氧云母绝缘体系。针对发电机运行中主绝缘的老化情况,选用环氧云母体系绝缘材料,进行了电热应力联合作用下和热机械应力作用第化实验;采用新的分析方法－动态力学分析法测试了不同老化时间的绝缘材料的老化特性,并且将动态力学参数与介质损耗参数作了比较;从而提出了用态动力学参     

大型发电机定子线棒主绝缘复合材料多工况老化特性研究

针对发电机定子线棒主绝缘复合材料的热/氧老化行为,本文分别开展了纯热与热氧环境下的人工加速模拟老化实验及测试分析研究.研究表明,老化过程中氧气的参与加速了由高温引起的自由基反应机理的老化降解反应,在老化过程中产生大量自由基,破坏分子链网络结构,且氧气的参与加速了热氧老化中自由基含量的快速下降,加重了材料的老化程度.随老化的进行,不同相态结构之间的相互作用力下降,在表层产生大量的碎片化错层结构.本研究对大型发电机绝缘系统的寿命评估提供了材料演变的基础数据,促进了评估精确性的提高.     

大型发电机主绝缘老化的热分析研究

大型发电机主绝缘老化与主绝缘内部微观缺陷的产生和发展以及环氧劣化有着极为密切的关系，该文对大型发电机主绝缘进行了热重分析和差示扫描量热分析研究。实验结果表明：与完好部位相比，缺陷部位的环氧含量以及环氧的氧化起始温度明显降低：而且，缺陷部位环氧的裂解活化能丝显著增大。分析认为，多应力作用下环氧的老化是缺陷得以产生和发展并最终导致大电机主绝缘结构老化的重要原因。     

发电机定子主绝缘老化特征的研究

对环氧云母绝缘电机线棒进行了老化试验,在不同的老化阶段,测试了线棒的介质损耗角正切、电容、电流包流点等非破坏性参数和破坏性参数－剩余击空电压。通过非破坏性参数的变化情况和非破坏性参数与破坏性参数的相关性,揭示了环氧云母绝缘体系电机主绝缘的老化特征。     

发电机主绝缘加速老化的频域介电特性

为研究大型发电机主绝缘的频域介电特性,在实验室搭建多因子加速老化平台对发电机定子线棒试样进行加速老化,通过频域介电谱法(FDS)测试不同老化程度下发电机绝缘试样的频域介电特征量,研究环氧云母绝缘试样复电容和老化状态之间的关系,同时分析温度对发电机绝缘频域介电特征量的影响规律,并采用Arrhenius方程求得了发电机主绝缘的活化能。研究结果表明:发电机环氧云母绝缘的复电容实部和虚部随着老化周期增加明显增大,可反映绝缘老化状态;温度对绝缘介电特征量影响显著,根据复电容虚部的曲线和Arrhenius方程计算出第三个老化周期之后绝缘的活化能是67. 36kJ/mol;通过"频温平移"可以有效消除测试温度对FDS结果的影响,同时可以拓宽已知测试温度下的测试频率范围。     

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。     

多因子老化对抽水蓄能发电电动机定子线棒主绝缘介电性能的影响

设计搭建了新型定子线棒多因子老化平台,对抽水蓄能发电电动机定子线棒进行电、热及机械振动多因子老化试验,测量定子线棒在老化试验各老化周期后和部分周期中的介质损耗因数和电容值,并利用扫描电镜对老化后的绝缘层材料进行观察。结果表明:在测试电压高于一定值时,介质损耗因数随老化周期的增加而增大;在不同测试电压下,电容均随老化周期的增加而减小;介质损耗因数增量及电容增量均随老化周期的增加而增大;在影响介电性能变化的各老化因子中,冷热循环老化和机械振动老化起主要作用;结合老化线棒的局部放电起始电压和绝缘层老化试样的显微结构认为,多因子联合老化使得线棒主绝缘内产生的越来越多气隙等缺陷是导致其性能劣化的主要原因。     

基于指纹参量的环氧云母绝缘多因子老化的实验研究

局部放电的统计参量,即指纹参量是评定绝缘放电状态的重要参量,本文在实验室中进行了环氧云母绝缘电机线棒的多因子老化实验,在不同老化阶段测量了线棒的局部放电,并分析了放电参量各种分布的指纹参量,实验结果表明,相位分布的互相关系数及不对称度等指纹参量随老化时间呈现明显的变化规律,并且这些指纹参量与剩余击穿电压有较大相关性,所以,可以用局部放电指纹参量来评定环氧云母绝缘的老化状态。     

基于数字局部放电检测的大型电动机主绝缘老化特性的研究

大型电动机在长期的运行过程中,要遭受电,热,机械等多因子应力的联合作用,使主绝缘逐渐老化,为了研究主绝缘老化机理,评估其剩余寿命,需要对电动机定子线棒进行多因子应力综合老化试验,并寻找能反映主绝缘老化程度的特征参量;本文采用先进的数字局部放电检测技术对不同老化阶段的试样线棒进行了综合测试,分析了局部放电各参量与试样线棒老化程度的关系,给出了各种反映绝缘老化特性的指纹图形,测试结果表明,随着试样线棒的进一步老化,局部放电量,放电次数,放电能量呈增长趋势,最大放电脉冲相位产生偏移,其偏斜度由大变小,这为评定大型电动机主绝缘的剩余寿命提供了参考依据。     

发电机定子绕组绝缘缺陷及老化的声学检测

利用自行开发的声学检测系统，研究了大电机主绝缘在电、热和机械应力作用下的老化特征。通过时－频分析和四个尺度的小波变换分析，证实电老化和机械应力老化导致绝缘的体密度降低，而热老化则对环氧／ 云母绝缘的宏观尺度的分层起关键作用。     

大型发电机主绝缘的Cole-Cole模型频域介电温度特性研究

为研究温度对发电机环氧云母绝缘频域介电谱特性的影响,在实验室条件下,测试了不同温度下发电机线棒试样的频域介电响应,采用双弛豫Cole-Cole模型对测量数据进行拟合,分析了温度对环氧云母绝缘频域介电谱特性的影响原因。结果表明,双弛豫Cole-Cole模型能够准确拟合测试值,温度升高会加强空间电荷极化和转向极化,使复介电常数实部ε'和虚部ε″的频谱曲线整体上移,低频段增大幅度高于高频段;同时温度升高会减小介质的松弛极化时间,使频谱曲线向高频方向移动。因此在应用介电响应法评估环氧云母绝缘老化状态时,必须考虑温度的影响。     

27kV级发电机定子线圈绝缘研制

随着电力行业的飞速发展，国内迫切需要单机容量达百万级的发电机。到目前为止，27kV级的定子线圈的试制研究在国内尚属首次，27kV定子线圈主绝缘的研究对1000MW级的大型汽轮发电机的国内制造起着至关重要的作用。本文介绍了27kV定子线圈的研制过程，探讨了27kV定子线圈的绝缘结构，从介质损耗、主绝缘击穿强度、机械强度、玻璃化温度、快速电老化和防晕等方面，对27kV定子线圈主绝缘的性能进行了研究，并与国外同类线圈主绝缘进行了对比，得出自行研制的27kV级定子线圈的主绝缘基本达到国外同类产品的要求的结论。     

定子主绝缘受潮频域介电参量提取及状态评估

针对吸收比等传统电气参数测试结果分散性大、易受外界干扰等问题,提出将频域介电谱技术引入发电机定子主绝缘受潮状态评估过程.对不同老化状态的定子主绝缘样品进行受潮试验,得到不同状态样品的吸收比和介质损耗频域谱.结合灰色关联法,深入分析测试结果,划分四种绝缘受潮状态和四个特征频段,通过特征频段的介损积分值构建标准状态向量组,...     

大型发电机定子绕组用新型电磁线的研制

为了适应大型发电机定子绝缘发展的要求,研制了155级涤玻绝缘线和涤玻烧结线。新型电磁线采用熔融聚酯,部分或全部替代粘结漆,使其机械性能与绝缘性能有了大幅度的提高。介绍了研究过程中所解决的空心导体拉制,耐热粘漆的选用,合理配给及最佳工艺参数选择等关键技术,并对绕包炉内涤玻绝缘的物理化学变化进行了深入的分析,新型电磁线的性能达到国际先进标准提出的要求,满足了大型发电机制造的要求。     

大型发电机定子绕组局部放电在线监测方法的研究

考虑放电脉冲在定子绕组中的传播规律，通过安装在定子绕组线圈上的感应传感器监测发电机定子绕组局部放电，确保局部放电信号在变形和衰减前被分离，同时对局部放电信号进行处理。分析了其监测原理，以高压电缆接头或定子绕组线圈发生局部放电为例，将2个传感器分别置于试件两侧，分析这2个传感器上电压的关系，可判断局部放电是发生在试件的内部还是外部，并计算内部局部放电时的脉冲灵敏度或外部局部放电时的噪声干扰灵敏度。     

大型发电机定子线圈带水测量介损方法

针对大型发电机出线电压高、额定电压下带水测量线圈介损困难的问题,提出了一种大型发电机定子线圈带水测量介损新方法.该方法通过接线方式变化成功屏蔽定子水回路对介损测量的影响,可以结合发电机的工频耐压试验一起进行测量.试验室模拟试验和现场实际测量表明,该方法测量准确、方便易行,成功解决了大型发电机定子线圈在额定电压下带水测量介损的问题,大大提高了工作效率.     

大型发电机定子主绝缘温度场数值研究

为了研究大型汽轮发电机定子温度场以及主绝缘温降分布规律,以一台具有异结构股线的特殊大型汽轮发电机为例,根据发电机的通风性能和结构特点,建立了发电机定子径向通风沟内二维流体场模型.并采用有限体积元法对其进行了数值计算.同时建立了发电机定子三维温度场的数学模型和物理模型,基于获得的各个散热表面的散热系数,利用有限元法对其进行了数值研究.研究表明温度场的计算结果与实测结果相吻合,最高温度位于定子上层线棒靠近槽口的股线上,上下层线棒主绝缘温降的最高值以及平均值都存在差异,且上层线棒的主绝缘温降较大.本研究可为大型发电机股线结构优化提供参考.