郭維芹——發(fā)電機(jī)局放在線射頻監(jiān)測(cè)運(yùn)行實(shí)踐與診斷的案例分析

1、郭維芹郭維芹 周政新周政新 上海居能科技有限公司上海居能科技有限公司 2013年年3月月13日日 發(fā)電機(jī)局放在線射頻監(jiān)測(cè)運(yùn)行實(shí)踐 與診斷的案例分析 1 1 前言前言 發(fā)射頻在線監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)定子局部放電，對(duì)于預(yù)示發(fā)電機(jī)及其 電氣系統(tǒng)和定子絕緣的狀況有重要意義。 SJY系列射頻監(jiān)測(cè)儀在抗干擾和接收器的輸入動(dòng)態(tài)范圍等性 能方面優(yōu)于國(guó)外產(chǎn)品，提高了監(jiān)測(cè)的可信度。 SJY系列射頻監(jiān)測(cè)儀已經(jīng)有400套在125MW、300MW、 600MW、1000MW等級(jí)大型發(fā)電機(jī)組中可靠運(yùn)行。 SJY系列射頻監(jiān)測(cè)儀能夠?qū)崟r(shí)反映被監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備的絕緣狀 態(tài)。 至今沒(méi)有誤報(bào)和漏報(bào)，并及早發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)異常和故障許 多起，防止了

2、發(fā)電機(jī)重大事故的發(fā)生。 l2.1 發(fā)電機(jī)定子突發(fā)接地故障 l2.2 發(fā)電機(jī)解體后 l2.3 故障前射頻監(jiān)測(cè)儀有預(yù)示 l2.4 放電積累過(guò)程表現(xiàn)為準(zhǔn)峰值重心上移 2 突發(fā)故障報(bào)警前早有預(yù)兆 2.1 發(fā)電機(jī)定子突發(fā)接地故障 發(fā)電機(jī)定子接地，射頻儀突發(fā)報(bào)警。WJ廠#2 600MW發(fā)電 機(jī)在2008年2月25日8時(shí)21分，突然發(fā)生定子線圈接地定子接地 故障，所裝設(shè)的SJY-3局部放電在線射頻監(jiān)測(cè)儀記錄過(guò)程如圖示： 2.2 發(fā)電機(jī)解體后 WJ廠#2解體后，部分階梯段鐵心集中在第一、第二檔存在松動(dòng)， 18#-19#槽間階梯段鐵心第一和第二檔間部分齒條斷齒，并伴有熔化痕 跡形成溶洞狀，18#上層線棒主絕緣熔

3、損最深深度約為4mm，關(guān)門(mén)槽楔 局部熔化。 2.3 故障前射頻監(jiān)測(cè)儀有預(yù)示 故障發(fā)生前，射頻監(jiān)測(cè)儀早有預(yù)示。 該機(jī)在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，發(fā)電機(jī)的局放一直處在比較高的水 平上，射頻儀的準(zhǔn)峰值信號(hào)，穩(wěn)定在60%左右擺動(dòng)。 而且在定子線圈接地發(fā)生之前，不時(shí)出現(xiàn)類(lèi)似于接地故障發(fā) 生時(shí)的突發(fā)信號(hào)。 2.3 故障前射頻監(jiān)測(cè)儀有預(yù)示 2月23日14點(diǎn)22分，事故發(fā)生前2天也有類(lèi)似突發(fā)信號(hào) 2.3 故障前射頻監(jiān)測(cè)儀有預(yù)示 2月23日14點(diǎn)46分，出現(xiàn)突變信號(hào) 2.3 故障前射頻監(jiān)測(cè)儀有預(yù)示 早在事故發(fā)生前一個(gè)月，1月19日03點(diǎn)02分，射頻監(jiān)測(cè) 儀出現(xiàn)的窄脈動(dòng)突變信號(hào) 2.3 故障前射頻監(jiān)測(cè)儀有預(yù)示 1月20日0

4、點(diǎn)45分，出現(xiàn)寬的脈動(dòng)信號(hào) 2.4 放電積累過(guò)程表現(xiàn)為準(zhǔn)峰值重心上移 穩(wěn)定放電是有一個(gè)積累過(guò)程，而且在2月23日15點(diǎn)33分， 準(zhǔn)峰值由60%上升至70%左右，尤其是在穩(wěn)定放電且重心有 逐漸上移趨勢(shì)時(shí)更不可掉以輕心。 2.4 放電積累過(guò)程表現(xiàn)為準(zhǔn)峰值重心上移 2月23日21點(diǎn)53分至22點(diǎn)13分，射頻儀的準(zhǔn)峰值信號(hào) 在72%上下變化，表明發(fā)電機(jī)存在穩(wěn)定地嚴(yán)重放電。 2.4 放電積累過(guò)程表現(xiàn)為準(zhǔn)峰值重心上移 發(fā)電機(jī)的輸出短路故障，通常都是“說(shuō)時(shí)遲，那時(shí)快”，依 靠在線監(jiān)測(cè)儀報(bào)警，幾乎很難處理輸出短路的故障。 然而，發(fā)電機(jī)的輸出短路，似乎是突發(fā)性的，從絕緣受損到 短路，往往有其發(fā)展的過(guò)程，在線監(jiān)測(cè)

5、裝置的本來(lái)意義在于 能反映其過(guò)程。 因此，使用在線監(jiān)測(cè)裝置的觀念需轉(zhuǎn)變到監(jiān)督其放電狀態(tài)及 過(guò)程作為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)以趨勢(shì)管理為主，事故報(bào)警為輔的準(zhǔn)則。 3 3 定子線圈絕緣缺損，射頻信號(hào)表現(xiàn)與負(fù)荷有關(guān)聯(lián)定子線圈絕緣缺損，射頻信號(hào)表現(xiàn)與負(fù)荷有關(guān)聯(lián) 本案例中出現(xiàn)射頻準(zhǔn)峰值信號(hào)隨負(fù)荷變化的情形 3 定子線圈絕緣缺損，射頻信號(hào)表現(xiàn)與負(fù)荷有關(guān)聯(lián)定子線圈絕緣缺損，射頻信號(hào)表現(xiàn)與負(fù)荷有關(guān)聯(lián) 當(dāng)發(fā)電機(jī)定子線圈出現(xiàn)絕緣缺損，信號(hào)的射頻準(zhǔn)峰值與負(fù)荷 發(fā)生關(guān)聯(lián)。 射頻準(zhǔn)峰值隨負(fù)荷增高而增大，準(zhǔn)峰值信號(hào)與負(fù)荷相關(guān)與否， 是區(qū)別絕緣存在故障及絕緣污染的重要信息。 因此，發(fā)現(xiàn)信號(hào)異常，通常可采用降負(fù)荷檢驗(yàn)。 或者說(shuō)，診斷過(guò)程中

6、，可借降低發(fā)電機(jī)負(fù)荷信號(hào)以觀察信號(hào) 準(zhǔn)峰值的變化來(lái)辨別定子線圈是否有缺損。 l4.1 準(zhǔn)峰值2.2 發(fā)電機(jī)解體后 l4.2 射頻準(zhǔn)峰值信號(hào)判據(jù)準(zhǔn)則 4 準(zhǔn)峰值概念及其與絕緣狀態(tài)的關(guān)系 4.1 準(zhǔn)峰值 在射頻監(jiān)測(cè)法中，局部放電的嚴(yán)重程度是以準(zhǔn)峰值電壓來(lái)表 征的。 準(zhǔn)峰值電壓是通過(guò)RC加權(quán)電路在指定時(shí)間內(nèi)所測(cè)得的電壓值。 它不僅是放電脈沖幅值的函數(shù)，而且是脈沖重復(fù)頻率的函數(shù)。 準(zhǔn)峰值電壓反映了局部放電脈沖的強(qiáng)度。量值范圍10V 至 10000.V。 4.2 射頻準(zhǔn)峰值信號(hào)判據(jù)準(zhǔn)則 全量程從射頻準(zhǔn)峰值10V到10000V，對(duì)應(yīng)于0-100%， 把全量程劃分為良好、中介過(guò)渡、注意（預(yù)警）、警告、危 險(xiǎn)

7、幾個(gè)區(qū)域，其該區(qū)域的劃分邊界不應(yīng)理解為絕對(duì)定值 4.2 射頻準(zhǔn)峰值信號(hào)判據(jù)準(zhǔn)則 對(duì)報(bào)警值設(shè)定，應(yīng)視不同類(lèi)型機(jī)組有所變化。 區(qū)域劃分更重視絕緣狀態(tài)的趨勢(shì)變化的提示，而不能理解為 視同繼電保護(hù)某一閾值的誤區(qū)。 當(dāng)準(zhǔn)峰值信號(hào)在1000V即對(duì)應(yīng)66.7%左右時(shí)，需要引起人 們格外關(guān)注。 4.2 射頻準(zhǔn)峰值信號(hào)判據(jù)準(zhǔn)則 l 穩(wěn)定放電是有一個(gè)積累過(guò)程，尤其是在穩(wěn)定放電 且重心有逐漸上移趨勢(shì)時(shí)更不可掉以輕心。 l 狀態(tài)監(jiān)測(cè)特別要人們關(guān)注局放的發(fā)展趨勢(shì)，它有 別于繼電保護(hù)的報(bào)警值的設(shè)定，需要關(guān)注信號(hào)落 在哪個(gè)區(qū)域，以及信號(hào)的波動(dòng)特征。 5 穩(wěn)定放電且重心有逐漸上移趨勢(shì)，則具有更大的穩(wěn)定放電且重心有逐漸上移趨勢(shì)

8、，則具有更大的 潛在危險(xiǎn)性潛在危險(xiǎn)性 當(dāng)發(fā)電機(jī)局放出現(xiàn)比較高的穩(wěn)定放電的信號(hào)，相比起伏很大 的波動(dòng)，對(duì)發(fā)電機(jī)絕緣而言，具有更大的潛在危險(xiǎn)性 上例所示發(fā)電機(jī)局放的要害在于穩(wěn)定放電伴有突發(fā)放電信號(hào)， 比較浙江BL#2（阿爾斯通600MW）發(fā)電機(jī)組繞組端部絕緣 接地故障發(fā)生前，SJY局部放電在線監(jiān)測(cè)儀準(zhǔn)峰值記錄的信 號(hào)，表明發(fā)電機(jī)內(nèi)部存在穩(wěn)定的放電現(xiàn)象 5 穩(wěn)定放電且重心有逐漸上移趨勢(shì)，則具有更大的潛穩(wěn)定放電且重心有逐漸上移趨勢(shì)，則具有更大的潛 在危險(xiǎn)性在危險(xiǎn)性 區(qū)別于穩(wěn)定放電 的另一種放電現(xiàn)象 是射頻準(zhǔn)峰值起伏 波動(dòng)大的放電類(lèi)型 如下圖14所示，這 是發(fā)生在望亭發(fā)電 廠14號(hào)機(jī)組上的射 頻圖形記錄

9、。 6 在線測(cè)量的重復(fù)性較準(zhǔn)確性更有意義在線測(cè)量的重復(fù)性較準(zhǔn)確性更有意義 當(dāng)采用數(shù)值的趨勢(shì)分析來(lái)診斷發(fā)電機(jī)的狀態(tài)時(shí)，裝置測(cè)量值的重復(fù)性， 比起測(cè)量值的準(zhǔn)確度更重要，更有價(jià)值 射頻監(jiān)測(cè)重復(fù)性好、圖15示出陡河發(fā)電廠在時(shí)間跨度為一年多時(shí)間里， 射頻監(jiān)測(cè)儀準(zhǔn)峰值電壓指示記錄穩(wěn)定在30%左右，射頻監(jiān)測(cè)儀的記錄表 明發(fā)電機(jī)背景局放如果是穩(wěn)定的，也說(shuō)明射頻監(jiān)儀測(cè)測(cè)量局放的重復(fù)性 好，置信度高 7 7 結(jié)論結(jié)論 運(yùn)行實(shí)踐證明，SJYSJY系列在線射頻監(jiān)測(cè)儀能準(zhǔn)確反映發(fā)電機(jī)系 統(tǒng)的絕緣狀況，靈敏度高，無(wú)誤報(bào)和漏報(bào)。 絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)，要注重關(guān)注局放的發(fā)展趨勢(shì)，趨勢(shì)含有的信息 量更豐富。當(dāng)射頻的準(zhǔn)峰值信號(hào)在1000V，即對(duì)應(yīng)66.7%左右 時(shí)，需要引起人們關(guān)注，尤其注意準(zhǔn)峰值是與負(fù)荷關(guān)聯(lián) 射頻儀報(bào)警值設(shè)定有別于繼電保護(hù)的報(bào)警值設(shè)定，需要關(guān)注信 號(hào)落在哪個(gè)區(qū)域，以及信號(hào)的波動(dòng)特征