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發(fā)電機(jī)定子繞組局部放電超聲波在線定位研究
2017-8-8 閱讀(155)
大型發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中重要的電力設(shè)備之一,其運(yùn)行的可靠性關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行的安全性,歷來(lái)受到人們高度重視,其安全運(yùn)行的威脅之一主要來(lái)自于絕緣體系。發(fā)電機(jī)定子主絕緣在*的運(yùn)行過(guò)程中,遭受到電場(chǎng)、機(jī)械力和熱應(yīng)力等因子的聯(lián)合作用,其機(jī)械性能、介電性能逐漸變壞,即發(fā)生老化,zui終導(dǎo)致絕緣失效。
傳統(tǒng)的離線試驗(yàn)方法不能*反映電機(jī)運(yùn)行條件下的狀態(tài),因而并不能確保發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行,事故仍時(shí)有發(fā)生。近些年大型發(fā)電機(jī)在線監(jiān)測(cè)一般采用電測(cè)法,發(fā)電機(jī)定子繞組局部放電主要有三種類型:內(nèi)部放電、端部放電和槽間放電。三種放電類型形成的機(jī)理不同,放電強(qiáng)度也有所不同,通過(guò)多次采集放電信號(hào)總結(jié)和分析,此方法可確定放電類型,但不能確定放電的具體位置。
為了確定發(fā)電機(jī)定繞組局部放電具體位置,本文提出超聲波定位方法對(duì)局部放電進(jìn)行定位。本文在綜合國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)大型發(fā)電機(jī)定子三種局部放電類型:內(nèi)部放電、槽間放電和端部放電,形成起因和放電特點(diǎn),放電過(guò)程產(chǎn)生的超聲波機(jī)理作了詳細(xì)分析。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的發(fā)電機(jī)定子繞組上利用電打火模擬局部放電產(chǎn)生的超聲波,測(cè)試超聲波在發(fā)電機(jī)定子內(nèi)的傳導(dǎo)性能,測(cè)試得出超聲波能很好得在發(fā)電機(jī)定子內(nèi)傳播,并且信號(hào)的幅值隨著距離增大有明顯衰減。對(duì)正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)的背景噪聲和局部放電作了頻率分析,背景噪聲的頻譜在頻域上均勻分布,表現(xiàn)為白噪聲頻譜,而局部放電超聲波信號(hào)頻譜主要集中表現(xiàn)在超聲波傳感器的中心頻率上,這與其它文獻(xiàn)記載發(fā)電機(jī)背景噪聲頻譜不在局部放電超聲波頻譜上的結(jié)論一致,所以局部放電超聲波信號(hào)*可以從背景噪聲提取出來(lái)。
針對(duì)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)存在表現(xiàn)為白噪聲的背景干擾噪聲,本文提出了采用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建發(fā)電機(jī)定子繞組局部放電信號(hào)和背景干擾噪,通過(guò)虛擬儀器的工具LabVIEW調(diào)用MATLAB應(yīng)用程序中的小波分析方法,利用小波多尺度分解方法對(duì)帶有背景噪聲的局部放電信號(hào)分成多層低頻和高頻系數(shù),再重構(gòu)低頻系數(shù),將局部信號(hào)還原出來(lái);其次通過(guò)默認(rèn)閾值進(jìn)行消噪處理,濾掉噪聲信號(hào),提取出局部放電信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子繞組局部放電超聲波在線定位,把圓管形的發(fā)電機(jī)定子按一定比例分成數(shù)等份,并且在各等份分區(qū)的邊界上按一定順序安放超聲波傳感器,所用的傳感器zui少,并能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)分區(qū)內(nèi)定子繞組實(shí)現(xiàn)無(wú)盲區(qū)監(jiān)測(cè)。通過(guò)電-檢測(cè)法建立局部放電定位方程組,利用具有全局搜索能力遺傳算法對(duì)該方程組進(jìn)行仿真優(yōu)化計(jì)算。仿真計(jì)算結(jié)果表明,本文提出對(duì)發(fā)電機(jī)定子局部放電的定位方法是正確的。
