（云南省大理州南涧县小湾电厂 云南省 675702）
摘要：局部放电在线监测已成为监测大型发电机绝缘系统的一种有效手段。在线测试能在设备正常工作时进行分析和诊断，根据测试结果可有计划地安排、实施正确的维护方案。本文系统介绍了局部放电理论、在线测试方法、测试数据的解释、以及应采取的对策。
关键词：局部放电；在线监测；绝缘
1概述
小湾电厂1至6号发电机均安装有局部放电在线监测装置。通过实时监测发电机局部放电情况，并上送监测数据，通过图形化处理，清晰显示出发电机局放强度和部位，以便于生产人员分析、判断，根据诊断结果为有计划地安排、实施正确的维护提供数据支撑。
2 小湾电厂局部放电监测系统的系统构架及所采用的技术
2.1系统构架
小湾电厂局部放电监测系统由传感器、信号电缆、监测仪器、上位机计算机等构成。如图1所示：
局部放电信号经传感器、信号电缆连接到仪器的信号输入端。仪器受上位机计算机控制，在发电机定子带电压情况下进行测量。它统计单位时间内局部放电信号的脉冲数量、放电强度，并根据脉冲在交流周期内的相位判别是正局放还是负局放。上位机可设定报警值，当局部放电强度超过设定值时，仪器可输出报警信号，控制继电器动作。
2.2采用的技术
2.2.1、定时噪声分离技术
由于水轮发电机空间较大，因此容易安装在离局放发生最近的位置，以获得较强的局放信号。如图2所示长度B1 + L1 = B2 + L2，这样外部来的噪声型号经两个路径（B1-L1，B2-L2）同时到达仪器输入端1和2。对于局放信号，假设发生在支路1，那么局放信号经两条路径（L1，B1-B2-L2）分别到达仪器。由于L1 < B1 ＋B2 + L2，所以信号先到达仪器输入端1，后到达2。同理，如果局放发生在支路2，那么信号先到达输入端2，后到达1。根据这个原理仪器能够区分出来局放信号和外部噪声信号，同时仪器还能根据时间先后判别局放是发生在哪一个支路上。
2.2.2定向噪声分离技术
每相安装两个传感器，一个尽量靠近发电机，目的是为了获得较强的局放信号（最小衰减），另一个距离前一个传感器2.5米以上。局部放电信号经母线先到达第一个传感器C1，然后到达仪器输入端M，同时局放信号经过一段延迟后经第二个传感器C2到达仪器输入端S。C1和C2到仪器输入端M和S的距离L相等，这样信号时间差就是母线上延迟段传输时间T，时间关系TS - TM = T。反之，从外部来的信号先到达S，后到达M，时间关系TM - TS = T。仪器可根据信号到达仪器输入端先后关系判断信号是来自发电机还是外部，如果时间差小于T，说明信号来自两个传感器之间的母线上，也就是延迟部分。
3局部放电与定子绝缘故障对应关系
定子绝缘很多种故障都和局部放电有密切联系，因此通过监测定子局部放电也可以了解定子的绝缘状况。下表是局部放电可以反映的故障类型及局放特征。
不同的故障对应不同的局放特性，通过试验手段（变电压，变负荷）可以分析出不同故障。
4影响局部放电的因素
发电机定子电压、负荷、定子温度、环境湿度等因素都可以影响局部放电，从而影响测量结果。
局放随着电压上升而增大。但发电机正常情况下定子电压处于额定稳定状态，因此对局部放电几乎没有影响。
正常情况下，负荷不会对局放产生影响。但是当线棒松动时，局放会随负荷增加而增加。有电流通过的线棒在发电机磁场当中受作用力，因此线棒受力随负荷增加。如果正局放占优势，且跟负荷有直接对应关系，说明定子有线棒松动现象。如果正局放占优势，不和负荷有直接关系，说明线棒没有松动，只是槽内放电。
主绝缘内部或者靠近铜导体的空隙导致的局放受温度影响较大。发电机刚启动时处于冷态，温度较低，这些部位的局放相对较高；发电机运行一段时间后，由于铜导体有电流通过，不断发热，温度比启动时高，由于热膨胀的作用，这些部位的空隙会变小甚至消失，因此局放会随温度上升呈下降趋势。如果局放是发生在线棒表面，局放会随温度上升而增大，呈正比关系。
湿度增加可降低空气的击穿强度，增加局放。但湿度增加，会增大绝缘表面导电率，这又会减少局放的发生。
5小湾电厂局放数据分析
5.1 小湾各机组局放典型值 
5.3数据分析结论
从6台机相互数据对比情况看，1号机、4、5号机机（从大到小顺序）放电较大，2、3、6号机较小。
1号机B、C两相有较明显的相间放电现象，幅值较大，达到了2000mV。
4号机A、B相有明显的较大的线棒表面放电点存在，幅值在1000mV左右（定子槽内或者出槽口直线段）。
5号机A、C相均有绝缘特性放电（45度和225度），其中A相表面放电最大，幅值在250mV左右；B相有500mV左右的放电，该放电是导体接触不良导致。
2、3、6号机放电幅值较小，表明定子绝缘良好。
6 结束语
用发电机局方在线监测系统来评估电机的绝缘损伤的方法具有方便、灵敏、有效、无损伤等优点，它能尽早发现电机绝缘系统内部故障。结合传统测试方法和电机工况变动试验，可以准确判别故障类型，减小事故发生，降低维修成本。目前，对绝缘系统的准确评估目前还没有严格的标准。相对而言，局放发展的趋势能提供更为丰富的信息。利用人工智能等数字处理技术，采用带宽的、基于数据库的局放在线监测系统是大型发电机局部放电在线监测的发展趋势。
参考文献：
黄成军，郁惟鏞，Gable Paoletti，P.E.，巍伟.局放在线监测及其在大电机中的应用.大电机技术.2005.No.6PP：33-38
黄成军，郁惟鏞，胡睿.基于数字信号处理的电机局放在线监测系统.高电压技术.2000.Vol26.No.4，PP22-24
巍伟，黄成军.发电机局部放在线监测系统.华东电力.2002.No.6PP：22-24
作者简介：
张鹤鸣，1983.09，男，四川南充人，工程师，工学学士，从事水电站设备运行维护工作。
论文作者:张鹤鸣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/26
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