發(fā)電機(jī)組定子繞組在線檢測(cè)系統(tǒng)

發(fā)電機(jī)組定子繞組在線檢測(cè)系統(tǒng)

各類發(fā)電機(jī)組及大型高壓電機(jī)定子繞組局放在線檢測(cè)是發(fā)電行業(yè)和大型生產(chǎn)企業(yè)非常關(guān)注的問題，這些設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)槽內(nèi)線圈松動(dòng)、長(zhǎng)期熱劣化、潮氣油污引起的繞組污染、負(fù)載循環(huán)、浸漬不良、槽口端部繞組涂層不適當(dāng)、端部繞組線圈的間距不足等。從上面的問題不難看出定子繞組的絕緣惡化占電機(jī)故障的40％，這些故障會(huì)給企業(yè)帶來巨大損失。 水分測(cè)定儀| 濁度計(jì)| 色度計(jì)| 粘度計(jì)| 折射計(jì)| 滴定儀| 密度計(jì)| 熱流計(jì)| 濃度計(jì)| 折射儀| 采樣儀|

從電機(jī)發(fā)展來看檢修方法也不斷改變，從隨壞隨修（昂貴的維修費(fèi)用和部件更換費(fèi)用）、預(yù)防維修（定期停機(jī)、定期測(cè)試、定期維修、定期更換、某些停機(jī)、測(cè)試、和維修是不必要的，昂貴的）到現(xiàn)在的預(yù)知維修（按需停機(jī)、壞那就修那。根據(jù)故障先兆計(jì)劃何時(shí)停機(jī)和停機(jī)時(shí)間、需要可靠的在線檢測(cè)儀器、診斷故障可能發(fā)生的先兆。）

發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)50％的故障來自軸承和振動(dòng)問題，40％來自定子繞組絕緣問題，10％來自轉(zhuǎn)子繞組問題。根據(jù)上面三個(gè)問題我們分別用3種不同的方法來檢測(cè)及監(jiān)測(cè)。振動(dòng)問題屬于機(jī)械故障我們可以采用在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)，繞組絕緣問題我們可以采用在線局放監(jiān)測(cè)，轉(zhuǎn)子繞組問題我們可以采用在線磁通監(jiān)測(cè)。

在線監(jiān)測(cè)方法對(duì)企業(yè)來說能夠發(fā)現(xiàn)故障的主要根源所在，不影響發(fā)電廠和企業(yè)正常的收入，避免突發(fā)性的故障，延長(zhǎng)兩次停機(jī)的時(shí)間，有利于實(shí)施“預(yù)知維修”計(jì)劃，維護(hù)工作可以安排在適當(dāng)?shù)倪m合進(jìn)行，維修工作是根據(jù)電機(jī)本身的實(shí)際狀況進(jìn)行不是根據(jù)日歷，在線監(jiān)測(cè)�？梢蕴崆鞍l(fā)出潛在故障警告。24千伏4－6年預(yù)警，13.8千伏3－4年預(yù)警，6.9千伏1－2年預(yù)警，＜4千伏－數(shù)星期預(yù)警。

由于發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)相連，常常存在電氣干擾（噪音）。因此發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行條件下進(jìn)行在線年監(jiān)測(cè)會(huì)遇到特殊的困難，噪音來源于電力系統(tǒng)的電暈、滑環(huán)或換向器電火花、電氣接觸不良產(chǎn)生的電火花以及其它電動(dòng)工具操作等等。這種噪音會(huì)造成傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)儀器的脈沖模糊不清，實(shí)際上測(cè)量的是噪聲，但卻會(huì)誤導(dǎo)技術(shù)人員定在繞組有很搞的局放，后果是正常的繞組被判斷為有缺陷，從而給了異常的虛假報(bào)警，降低了在線監(jiān)測(cè)的可信度。

Iris是水輪發(fā)電機(jī)局部放電（PD）連續(xù)在線監(jiān)測(cè)裝置的創(chuàng)始人在安大略省電力局與加拿大電氣協(xié)會(huì)聯(lián)合開發(fā)了PDA監(jiān)測(cè)方法。HydroTrac是基于這種方法在該領(lǐng)域的最新產(chǎn)品，它的一部分研究經(jīng)費(fèi)是由紐約州電力局和美國(guó)電力研究協(xié)會(huì)（EPRI）資助的。與周期性在線局放監(jiān)測(cè)不同的是，HydroTrac為專業(yè)的維護(hù)人員提供了主要趨勢(shì)參數(shù)，以便在電SCADA中進(jìn)行集成。另外，它還可以觸發(fā)遠(yuǎn)程報(bào)警以提醒對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)節(jié)檢查。該儀器使用了與安裝在水力發(fā)電機(jī)上的永久耦合器同樣的耦合器，這種耦合器已在世界各地應(yīng)用了超過30年。用局放監(jiān)控繞組狀況的好處是：設(shè)備可用率增加，有計(jì)劃的維護(hù)和極大地減少在運(yùn)行中發(fā)生的故障Iris創(chuàng)始人在安大略省電力局與加拿大電氣協(xié)會(huì)聯(lián)合開發(fā)了PDA監(jiān)測(cè)方法。HydroTrac是基于這種方法在該領(lǐng)域的最新產(chǎn)品，它的一部分研究經(jīng)費(fèi)是由紐約州電力局和美國(guó)電力協(xié)會(huì)（EPRI）資助的。

與周期性在線局放監(jiān)測(cè)不同的是HydroTrac為專業(yè)的維護(hù)人員提供了現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程的自動(dòng)測(cè)量，同時(shí)提供了主要趨勢(shì)參數(shù)，以便在電廠SCADA中進(jìn)行集成。另外，它還可以觸發(fā)遠(yuǎn)程警報(bào)以提醒對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)節(jié)檢查。該儀器使用了與永久性地安裝在水力發(fā)電機(jī)上的 耦合器同樣的耦合器，這種耦合器已在世界各地應(yīng)用了超過30年。

HydroTrac是Iris多年開發(fā)在線局部放電測(cè)量系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的成果，這些測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用于水力發(fā)電機(jī)，高壓電動(dòng)機(jī)與渦輪發(fā)電機(jī)。與老一代產(chǎn)品一樣，HydroTrac具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)，可以克服在大部分發(fā)電廠中都存在的典型的電干擾。這確保了可靠性與測(cè)試結(jié)果的再現(xiàn)性，并避免出現(xiàn)錯(cuò)誤指示。電廠的專業(yè)維護(hù)人員在接受我們富有經(jīng)驗(yàn)技術(shù)人員為之提供的2天訓(xùn)練課程后，就能自如地解讀測(cè)試數(shù)據(jù)了。由于該儀器與前幾代PDA技術(shù)的產(chǎn)品完全兼容，維護(hù)人員可以使用同類電機(jī)的歷史數(shù)據(jù)來進(jìn)行比較，他們還可以繼續(xù)請(qǐng)求訪問擁有30，000測(cè)試結(jié)果的并不斷增加的Iris數(shù)據(jù)庫(kù)。

之前已經(jīng)安裝PDA耦合器的電廠只要把該儀器接到現(xiàn)存的耦合器終端箱上就完成了HydroTrac監(jiān)視器的安裝 。這并不需要發(fā)電機(jī)退出運(yùn)行，而且安裝只限于為監(jiān)視器提供電源，設(shè)置警報(bào)輸出選項(xiàng)以及與本地控制室計(jì)算機(jī)建立通訊聯(lián)系或通過終端服務(wù)器與局域或廣局域網(wǎng)（LAN/WAN）連接。

HydroTrac的新用戶必須在機(jī)組停機(jī)時(shí)先安裝永久80pF電容耦合器。

HydroTrac提供了一個(gè)終端箱，其中包括一個(gè)允許連續(xù)監(jiān)控多達(dá)12對(duì)耦合器得多路轉(zhuǎn)接器。該儀器可以設(shè)置運(yùn)行于2種模式：

1. 單點(diǎn)運(yùn)行模式：

HydroTrac可以通過面板上按鍵來觸發(fā)，或通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)來觸發(fā)。該計(jì)算機(jī)安裝和運(yùn)行TracCon軟件，用來對(duì)HydroTrac進(jìn)行整定和通訊。測(cè)試結(jié)果可以利用我們的PDView顯示和進(jìn)行趨勢(shì)分析。

2. 連續(xù)運(yùn)行模式：

HydroTrac每小時(shí)連續(xù)收集幾次數(shù)據(jù)，并把最大局放值（Qmax）和局放量（NQN）結(jié)果存檔，這些結(jié)果對(duì)于趨勢(shì)分析和與相似的汽輪發(fā)電機(jī)的比較是很重要的。2年之內(nèi)的每天與每月的數(shù)據(jù)都可以歸納，存檔起來。這些數(shù)據(jù)可以通過現(xiàn)場(chǎng)RS232接口下載到筆記本電腦或使用DataSync軟件來遠(yuǎn)程訪問。雖然兩種模式是互相獨(dú)立的，但用戶可以在期間切換。

① 它的特點(diǎn)：尖端的監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)，在單個(gè)脈沖的基礎(chǔ)上，把局部放電信號(hào)與電噪聲進(jìn)行數(shù)字分離，從而防止造成錯(cuò)誤指示。
② 成熟的濾波和模式識(shí)別提高了分離噪聲的能力，并能有效和有目的的監(jiān)測(cè)絕緣鋟漬不足，繞組過熱，線圈松動(dòng)，屏蔽/半導(dǎo)體涂層失效和老化問題，以及污染。
③ HydroTrac系統(tǒng)包括安裝在發(fā)電機(jī)電流環(huán)母線上的6個(gè)高壓80pF電容器，（3個(gè)母線耦合器安裝在發(fā)電機(jī)的高壓輸出端上，另外3個(gè)安裝在靠近系統(tǒng)的母線上。）以及一臺(tái)電子儀器（分離局放信號(hào)一噪聲并測(cè)量局放的變化）。他們通過同軸電纜與一個(gè)帶有多路轉(zhuǎn)接器的終端箱連接在一起。
④ 由于系統(tǒng)與PDA技術(shù)兼容，已經(jīng)安裝傳感器的用戶不用停運(yùn)發(fā)電機(jī)就可以完成安裝。使用PDA－IV便攜式儀器，很容易就可以確認(rèn)和進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)。
⑤ 可以通過遠(yuǎn)程模式來在遠(yuǎn)距離向儀器發(fā)放命令，進(jìn)行控制和設(shè)置。例如，主要趨勢(shì)參數(shù)可以傳送到SCADA系統(tǒng)，并和運(yùn)行參數(shù)如機(jī)電負(fù)載與溫度相關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行對(duì)定子繞組問題的分析。
⑥ 由于采用了一致的測(cè)試間隔時(shí)間，從而提高趨勢(shì)分析質(zhì)量。可選擇的報(bào)警功能是維護(hù)人員能集中精力與那些顯示不正�；蚓植糠烹娝�平膏的電機(jī)上。要大道這個(gè)目的，可以提高測(cè)試頻率并使用單點(diǎn)模式來生成圖表以協(xié)助確認(rèn)定子繞組絕緣產(chǎn)生的故障機(jī)制。

電動(dòng)機(jī)和小型汽輪發(fā)電機(jī)局部放電連續(xù)在線監(jiān)測(cè)：之前已經(jīng)安裝耦合器的電廠只要把該儀器接到現(xiàn)存的耦合器終端箱上就完成了BusTrac監(jiān)視器的安裝 。這并不需要發(fā)電機(jī)退出運(yùn)行，而且安裝只限于為監(jiān)視器提供電源，設(shè)置警報(bào)輸出選項(xiàng)以及與本地控制室計(jì)算機(jī)建立通訊聯(lián)系或通過終端服務(wù)器與局域或廣局域網(wǎng)（LAN/WAN）連接。

3. 單點(diǎn)運(yùn)行模式：

BusTrac可以通過面板上按鍵來觸發(fā)，或通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)來觸發(fā)。該計(jì)算機(jī)安裝和運(yùn)行TracCon軟件，用來對(duì)BusTrac進(jìn)行整定和通訊。測(cè)試結(jié)果可以利用我們的PDView和AdvanceView顯示并進(jìn)行趨勢(shì)分析。

4. BusTrac每小時(shí)連續(xù)收集幾次數(shù)據(jù)，并把最大局放值（Qmax）和局放量（NQN）結(jié)果存檔，這些結(jié)果對(duì)于趨勢(shì)分析和與相似的汽輪發(fā)電機(jī)的比較是很重要的。2年之內(nèi)的每天與每月的數(shù)據(jù)都可以歸納，存檔起來。這些數(shù)據(jù)可以通過現(xiàn)場(chǎng)RS232接口下載到筆記本電腦或使用DataSync軟件來遠(yuǎn)程訪問。雖然兩種模式是互相獨(dú)立的，但用戶可以在期間切換。

特點(diǎn)：

① 尖端的監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)，在單個(gè)脈沖的基礎(chǔ)上，把局部放電信號(hào)與電噪聲進(jìn)行數(shù)字分離，從而防止造成錯(cuò)誤指示。
② 成熟的濾波和模式識(shí)別提高了分離噪聲的能力，并能有效和有目的的監(jiān)測(cè)絕緣鋟漬不足，繞組過熱，線圈松動(dòng)，屏蔽/半導(dǎo)體涂層失效和老化問題，以及污染。
③ BusTrac系統(tǒng)包括安裝在發(fā)電機(jī)電流環(huán)母線上的6個(gè)高壓80pF電容器，（3個(gè)母線耦合器安裝在發(fā)電機(jī)的高壓輸出端上，另外3個(gè)安裝在靠近系統(tǒng)的母線上。）以及一臺(tái)電子儀器（分離局放信號(hào)一噪聲并測(cè)量局放的變化）。他們通過同軸電纜與一個(gè)帶有多路轉(zhuǎn)接器的終端箱連接在一起。
④ 由于系統(tǒng)與TGA技術(shù)兼容，已經(jīng)安裝傳感器的用戶不用停運(yùn)發(fā)電機(jī)就可以完成安裝。使用TGA－B便攜式一起，很日益就可以確認(rèn)和進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)。
⑤ 可以通過遠(yuǎn)程模式來在遠(yuǎn)距離向儀器發(fā)放命令，進(jìn)行控制和設(shè)置。例如，主要趨勢(shì)參數(shù)可以傳送到SCADA系統(tǒng)，并和運(yùn)行參數(shù)如機(jī)電負(fù)載與溫度相關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行對(duì)定子繞組問題的分析。
⑥ 由于采用了一致的測(cè)試間隔時(shí)間，從而提高趨勢(shì)分析質(zhì)量。可選擇的報(bào)警功能是維護(hù)人員能集中精力與那些顯示不正�；蚓植糠烹娝�平膏的電機(jī)上。要大道這個(gè)目的，可以提高測(cè)試頻率并使用單點(diǎn)模式來生成圖表以協(xié)助確認(rèn)定子繞組絕緣產(chǎn)生的故障機(jī)制。

連續(xù)在線局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠方便地與電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合，在確定定子繞組絕緣系統(tǒng)的維修項(xiàng)目要求方面，該系統(tǒng)已被證實(shí)是一種高效的監(jiān)測(cè)工具。這些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠使電廠和企業(yè)維修人員確定那些定子需要關(guān)注，并能夠?qū)�糾正維修后的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)允許與專家系統(tǒng)診斷軟件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)故障診斷。