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大型發電機故障放電在線監測的重要性


 

電力設備絕緣在線監測技術的發展,是隨著電力設備電壓等級的提高,對絕緣結構及運行可靠性提出更高的要求而發展起來的。絕緣中的某些薄弱部位在強電場作用下發生局部放電是高壓絕緣中普遍存在的問題,在一定條件下會導致絕緣劣化甚至擊穿。這種情況對設備的安全運行構成威脅,甚至造成電力設備運行時出現故障以至停機,其直接和間接的經濟損失有時會超過億元。對絕緣故障放電的深人研究,并對不同的電力設備制定出有效的測試及判斷準則,從而提出預防事故的措施,是電力設備制造及運行中的迫切需求。因此,電力設備絕緣在線監測及其診斷技術已成為一項重要的研究課題。
  大型發電機是電力系統中的關鍵設備,近年來隨著其額定電壓和容量的不斷提高,大型發電機在運行過程中受到更多的電、熱、機械應力及環境因素的影響,這些因素就會直接或間接地使高壓定子絕緣的一些薄弱環節產生局部放電、導致電機出現故障電機中的局部放電主要有繞組絕緣內部放電、端部放電及槽放電3種;另外,電機中還有一種危害性放電,是由于定子線圈股線斷裂引起的電弧放電,這種放電的機理與局部放電有所不同。在本文中,將電機中這4種典型的危害性放電統稱為電機故障放電。
  電機中的故障放電是促進絕緣的老化和導致電機發生事故的重要原因,對大型發電機故障放電的監測不但能夠了解電機絕緣的狀況,還能及時發現許多有關制造與安裝方面的問題,確定絕緣故障的原因及嚴重程度,從而有計劃地制定維修計劃,防患于未然。
  對于大型發電機,其預防性試驗方法分為離線檢測與在線監測,比較二者,前者有3個明顯的缺點:
 、僖笸C試驗時間至少為一天,或在現在的停機時間上再延長一天,并且需要一個龐大的、無局部放電、容量至少為40kvA的高壓電源;
 、诋敯l電機停止運行時,一些類型的放電可能不出現。由于電磁力的消失,松弛的槽楔和已損壞的彈性波紋板的振動引起的放電及槽部放電便不能可靠地測出;
 、塾捎跊]有正常模擬的三相電壓分布,繞組在離線檢測時測不出正常運行時出現的端部放電。
  事實上,對于定期大修和預防性實驗的局限性早有認識l,在線監測除可減少停機損失,提高運行可靠性外,它不需要停機進行局部放電試驗所用的昂貴的高壓試驗設備。避免不必要的停機試驗也是重要的。因為過去的經驗已經表明,停機期間或停機后的瞬間最容易產生突發事件,使發電機發生故障。在線監測的實施使得在事故的早期階段就能發現并提前報警,有利于維修人員在合適的時候停機與檢修設備,對價值昂貴的設備顯得尤為重要。例如300MW的大型汽輪發電機,對其關鍵項目的連續監測可以獲得重大的經濟效益:其一是減少設備的損壞,降低更換設備所需要的費用;其二是由于預知維修狀態,節省了停機時間,因此可以大大減少由此造成的電力損失。據國外文獻報道,大型核電機組的日停機損失可超過25萬美元,若事故大修期為80天,則不包括修理費用的停機損失至少為2000萬美元。

 

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