解讀發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)-03.

1、解讀發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)郭維芹、卜樂宏、周政新上海第二工業(yè)大學(xué) 上海居能科技有限公司 2008.9迄今發(fā)電機(jī)局部放電的監(jiān)測(cè)儀器，毫無例外是解讀型的。本文對(duì)SJY型發(fā)電機(jī)局部放電在線發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)儀，從其信號(hào)特征及綜合其他工況參數(shù)分析，對(duì)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的放電的案例解讀，以幫助運(yùn)行人員區(qū)分發(fā)電機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)的異常放電現(xiàn)象。 1 簡(jiǎn)介1.1監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)局部放電的有效性能持續(xù)有效地監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)定子繞組中的局部放電情況使用ARM 核高檔微處理器數(shù)字記錄儀，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的記錄和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，液晶顯示屏顯示圖形及讀數(shù)，使用USB接口存儲(chǔ)體或轉(zhuǎn)存歷史數(shù)據(jù)及通訊功能1.2能準(zhǔn)確反映發(fā)電機(jī)絕緣狀態(tài)變化趨勢(shì) 能分析發(fā)電機(jī)的絕

2、緣狀態(tài)和絕緣劣化趨勢(shì)能大致區(qū)分局部放電源來自發(fā)電機(jī)內(nèi)部還是外部可基本上區(qū)別產(chǎn)生在發(fā)電機(jī)內(nèi)局部放電，是定子還是轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生在發(fā)電機(jī)外部的放電源，大致可判斷接地碳刷接觸不良、封閉母線受潮、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)閘刀接觸不良等引起的放電1.3電流互感器傳感電流互感器采用納米非晶采材料制成，頻率特性好避免了采用電容耦合型局部放電儀器一旦發(fā)電機(jī)某相接地因耦合電容器兩端電壓不能突變而損壞測(cè)試設(shè)備1.4高靈敏度監(jiān)測(cè)儀靈敏度特高（高頻10V）有條件測(cè)試發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的信號(hào)，可以將傳感器置于最安全的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)上，通常的局部發(fā)電監(jiān)測(cè)儀因靈敏度在毫伏數(shù)量級(jí)，它根本測(cè)量不到中性點(diǎn)的信號(hào)，只能將耦合電容器放在發(fā)電機(jī)出端取信1.5

3、動(dòng)態(tài)范圍大抗干擾性好監(jiān)測(cè)儀動(dòng)態(tài)范圍大（60dB）能接受起伏極大的脈沖放電信號(hào)，能真實(shí)反映發(fā)電機(jī)局部放電的狀況監(jiān)測(cè)儀具有優(yōu)良的抗干擾性，測(cè)量呈現(xiàn)良好的重復(fù)性、一致性1.6已有360臺(tái)可靠運(yùn)行機(jī)組容量從100MW 至1000MW等級(jí)包含火電、水電、核電、燃?xì)廨啓C(jī)等機(jī)組火電機(jī)組1000MW 汽輪發(fā)電機(jī)組十幾臺(tái)出口印度、巴西、巴基斯坦等國(guó)1.7 信號(hào)可進(jìn)DCS系統(tǒng)1.8 榮譽(yù)與質(zhì)量認(rèn)證獲上海市科技進(jìn)步二等與三等獎(jiǎng)、國(guó)家技術(shù)市場(chǎng)金橋獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司、哈爾濱電機(jī)廠有限公司配套產(chǎn)品獲得ISO9001:2000質(zhì)量認(rèn)證2 案例解讀 2.1通過遠(yuǎn)方“解讀”，斷定放電源在機(jī)外而不在機(jī)內(nèi) 國(guó)華錦界電廠

4、#2號(hào)發(fā)電機(jī)，2007年5月1日進(jìn)入168小時(shí)運(yùn)行， 6，7日兩天，裝置在該發(fā)電機(jī)上的SJY-3型射頻監(jiān)監(jiān)測(cè)儀頻繁發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由遠(yuǎn)方傳來信息悉,信號(hào)高達(dá)86%（3802V），表明發(fā)電機(jī)系統(tǒng)確實(shí)存在放電現(xiàn)象,問題是放電源在發(fā)電機(jī)內(nèi)部還是在外部。再由圖發(fā)現(xiàn), 信號(hào)可由高返回到很低,可排除發(fā)電機(jī)定子主絕緣的故障，而且信號(hào)由小到大或者由小變大，都是在較短時(shí)間內(nèi)完成的, 也可否定定子繞阻絕緣受潮放電的可能，因此，根據(jù)遠(yuǎn)方傳遞數(shù)據(jù)，斷定放電源在機(jī)外而不在發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢查，循環(huán)檢測(cè)到是發(fā)電機(jī)中性線接地閘刀，因連接螺絲處接觸不良放電所致。2.2封閉母線受潮絕緣下降放電2000年3月、7月至8月中旬，在

5、嘉興電廠安置在#1機(jī)的射頻儀報(bào)警，其指示信號(hào)在75%左右，有時(shí)值在20%-50%之間擺動(dòng)，瞬間達(dá)80%報(bào)警，之后又回落到30%附近，且與環(huán)境溫濕度相關(guān)，我們認(rèn)為封閉母線絕緣下降放電，2001至2002年，#1發(fā)生多次類似射頻儀報(bào)警情況，都為封閉母線放電所致。2000年3月、7月至8月中旬，在嘉興電廠安置在#1機(jī)的射頻儀報(bào)警，其指示信號(hào)在75%左右，有時(shí)值在20%-50%之間擺動(dòng)，瞬間達(dá)80%報(bào)警，之后又回落到30%附近，且與環(huán)境溫濕度相關(guān)，我們認(rèn)為封閉母線絕緣下降放電，2001至2002年，#1發(fā)生多次類似射頻儀報(bào)警情況，都為封閉母線放電所致。2006年初，河北大唐王灘發(fā)電廠#1發(fā)電機(jī)168時(shí)

6、，發(fā)現(xiàn)SJY-1局部放電在線監(jiān)測(cè)儀信號(hào)有起伏，遠(yuǎn)方分析這不是發(fā)電機(jī)內(nèi)部絕緣缺陷引起，也不象發(fā)電機(jī)內(nèi)部濕度高所致，很可能是機(jī)外輔助設(shè)備的放電。從放電特征看，疑為封閉母線放電。建議增大發(fā)電機(jī)微正壓，結(jié)果見效2.3匯流管漏水2002年8月初，上海吳涇第二發(fā)電廠#1機(jī)安置的SJY-1 發(fā)電機(jī)局部放電射頻儀預(yù)警，疑定子水回路有泄漏，提請(qǐng)用戶單位注意每日補(bǔ)氫量變化,至8月中、下旬，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子水箱中有氫，日排氫量達(dá)20-25M3,9月11日，停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)在勵(lì)側(cè)定子線圈進(jìn)水匯流管下面排放管角尺彎處焊口有裂縫。在水壓試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)水壓在0.55Mpa時(shí)，在尚未剝?nèi)ソ^緣時(shí)，就有水漏出。當(dāng)剝?nèi)ソ^緣時(shí)形成水噴,

7、 且整條焊縫中有好幾處噴水。2.4發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁接地檢測(cè)裝置故障引發(fā)放電圖譜外高橋1期發(fā)電機(jī)，SJY-1局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置報(bào)警，射頻波圖示有周期性放電,其放電的包絡(luò)平滑的特征，因此，排除機(jī)內(nèi)局放檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁接地檢測(cè)裝置上的碳刷與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子負(fù)極電環(huán)有長(zhǎng)期接觸不良的現(xiàn)象，且測(cè)試負(fù)極碳刷上的對(duì)地電壓100V/DC，正常情況下每24小時(shí)該裝置吸合一次（全過程就幾秒鐘）修復(fù)后，監(jiān)測(cè)儀信號(hào)恢復(fù)正常圖5 放電的包絡(luò)平滑的特征修復(fù)前后，測(cè)發(fā)電機(jī)中心點(diǎn)電流頻譜，見圖所示2.5定子線圈表面放電張家口電廠2號(hào)機(jī)，某年8月，“SJY發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)儀”出現(xiàn)了預(yù)報(bào)警。分析認(rèn)為是發(fā)電機(jī)線圈表面放電引起,

8、9月，#2機(jī)停機(jī)（停備消缺），發(fā)電機(jī)做電位外移試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)在發(fā)電機(jī)氣側(cè)#16，#21，#23，#25，#55線棒槽錐頭處有重大缺陷，外露電位分別為：5000V，3400V，10000V，3600V，8400V。發(fā)電機(jī)出線C相中性點(diǎn)引水管錐頭4200V，缺陷部位如圖所示 2.6對(duì)突發(fā)性事件,成追查事故的“黑匣子上海吳涇二電廠2#機(jī)的射頻監(jiān)測(cè)儀SJY-1升級(jí)SJY-3型，圖所示是為進(jìn)DCS系統(tǒng)的記錄圖形，該圖示將主勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子及相關(guān)部件相繼發(fā)生損壞事故記錄在案。對(duì)突發(fā)性事態(tài)，是不能實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)的，而在線的射頻監(jiān)測(cè)儀器信號(hào)接進(jìn)DCS系統(tǒng)后在追憶事故時(shí)，起到類似“黑匣子”的作用,靠整流盤側(cè)電樞繞組端部出現(xiàn)相

9、與相、相與地間拉弧，將電樞端部線圈、絕緣和殘余的綁箍燒毀，同時(shí)副勵(lì)磁嚴(yán)重掃膛導(dǎo)致燒毀，而轉(zhuǎn)子電樞無緯帶綁箍外傷或異物進(jìn)入電樞是事故的原因.2.7發(fā)生在玉環(huán)百萬機(jī)組#3機(jī)168的狀況的遠(yuǎn)程診斷玉環(huán)百萬機(jī)組#3機(jī)168時(shí)，安置的SJY-5局部放電在線監(jiān)測(cè)儀信號(hào)異常報(bào)警.遠(yuǎn)方分析：1）機(jī)內(nèi)氫氣濕度高；2）可能機(jī)內(nèi)還有滲漏油現(xiàn)象現(xiàn)場(chǎng)檢查； 1）.因干燥器投運(yùn)存在問題2.確實(shí)存在密封瓦油污染.2.8依賴監(jiān)測(cè)儀信號(hào)變化，監(jiān)督發(fā)電機(jī)定子端部絕緣磨實(shí)施“帶病”運(yùn)行案例安裝在望亭14號(hào)發(fā)電機(jī)組（300MW雙水內(nèi)冷）上的SJY-1發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)儀（1994年6月安裝），在春節(jié)前指示值略有增高，遠(yuǎn)程分析為機(jī)

10、內(nèi)放電所致，該電廠人員從發(fā)電機(jī)窺視窗見到“黃粉”，表明發(fā)電機(jī)定子在端部有松動(dòng)磨損，原擬定停機(jī)處理由于該機(jī)組二個(gè)月后計(jì)劃小修，從發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)儀的指示值分析，雖起伏幅值變化很大，而其放電量并不很大，通過密切監(jiān)督其放電變化，能結(jié)合小修時(shí)處理更為理想而發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至3月中旬趁鍋爐漏水停機(jī)處理，據(jù)稱未見絕緣有嚴(yán)重磨損掉，除在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁側(cè)五點(diǎn)鐘位置作重新綁扎外，其余作涂刷環(huán)氧處理，避免了由停機(jī)而造成的損失。.2.9接地變壓器線圈與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)引線相碰馬鞍山電廠#1發(fā)電機(jī)組（300MW）運(yùn)行中，SJY-1發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)儀輸出電平由正常時(shí)34%增加到20%左右，最高達(dá)24%，并隨發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化

11、而變化，雖然未到儀器的設(shè)定報(bào)警值（預(yù)報(bào)警33%，跳閘報(bào)警66.7%），同時(shí)發(fā)電機(jī)100%定子接地保護(hù)動(dòng)作報(bào)警，引起用戶單位高度重視停機(jī)后檢查試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器一次側(cè)上半線圈與下半線圈連接螺絲處與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)引線高壓電纜的屏蔽紡織線相碰，似接觸非接觸，經(jīng)過處理試驗(yàn)正常，重新開機(jī)后，SJY-1發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)儀信號(hào)恢復(fù)正常，發(fā)電機(jī)100%定子接地保護(hù)不再報(bào)警2.10發(fā)電機(jī)出線短路SJY-1發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)儀在某廠#11機(jī)發(fā)電機(jī)組上安置作為試運(yùn)行，該儀器記錄的指示值大至700V左右,且有起伏波動(dòng)現(xiàn)象。儀器研制者曾對(duì)指示值偏高的現(xiàn)象提出過疑慮，因監(jiān)測(cè)儀試用初期，未能引起使用者

12、重視，導(dǎo)致在1992年12月30日發(fā)展成通過絕緣園盤表面對(duì)外殼閃絡(luò)，造成三相短路事故事故發(fā)生時(shí)，運(yùn)行中的#11號(hào)發(fā)電機(jī)，有功240MW，無功90MW，定子匝間短路光字牌亮，并伴有爆炸聲。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器鐵殼防護(hù)柜炸開甩出，中性點(diǎn)變壓器線圈有火苗，發(fā)電機(jī)出線垂直段三相封閉母線外殼底部燒出大洞實(shí)為該機(jī)出線垂直段C相封閉母線于水平封閉母線連結(jié)固定母線支撐圓盤因表面結(jié)露受潮爬電，對(duì)外殼閃絡(luò)接地2004年5月間，鐵嶺發(fā)電廠發(fā)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水系統(tǒng)漏氫超標(biāo)，對(duì)此專家建議停機(jī)處理時(shí)逢供電緊缺，無法安排停機(jī)檢修，只好讓機(jī)組帶病運(yùn)行，電廠主管決策的依據(jù)是以靠射頻在監(jiān)督漏氫點(diǎn)的變化，就這樣，這臺(tái)發(fā)電機(jī)連續(xù)運(yùn)行

13、，直到國(guó)慶節(jié)假期，利用節(jié)假日實(shí)施檢修和處理，渡過了夏季用電高峰，減少了巨大的損失是不容置疑的2.11依據(jù)監(jiān)測(cè)儀信號(hào)變化，監(jiān)督發(fā)電機(jī)漏氫，實(shí)施“帶病”運(yùn)行的案例2.12依據(jù)監(jiān)測(cè)儀信號(hào)變化，評(píng)估發(fā)電機(jī)更新改造絕緣質(zhì)量的案例吳涇熱電廠#11號(hào)發(fā)電機(jī)，是上海電機(jī)廠生產(chǎn)300MW水氫冷發(fā)電機(jī)的第4臺(tái)，其運(yùn)行約7年，經(jīng)歷4次定子線圈出線端突然短路，定子線圈絕緣已受到損傷，而需進(jìn)行更新改造。完成后，吳涇熱電廠對(duì)上海電機(jī)廠改造的質(zhì)量表示滿意。理由是反映該機(jī)裝置的SJY-1發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)儀的信號(hào)，在更新改造在恢復(fù)運(yùn)行后比有明顯降低。 由此表明，SJY發(fā)動(dòng)機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)儀做為一個(gè)監(jiān)測(cè)窗口，已獲得用戶信賴與高度關(guān)注。而且作為評(píng)估絕緣水平的尺度，也因此可以說明一些檢修質(zhì)量等情況。 3 結(jié)論 3.1發(fā)動(dòng)機(jī)局部放電對(duì)于大型發(fā)電機(jī)組的監(jiān)測(cè)是必備的設(shè)備，限于目前的技術(shù)水平，對(duì)于極為復(fù)雜的發(fā)電機(jī)組尚未達(dá)到自動(dòng)診斷的水平，如果裝置了這類設(shè)備，而不能解讀，僅是一個(gè)擺設(shè)，是一個(gè)聾子耳朵而已。3.2狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷不僅是一項(xiàng)新的技術(shù)，更是一種新的管理理念，領(lǐng)導(dǎo)者的觀念更新和重視是實(shí)施狀態(tài)