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摘要：发电机定子绝缘发生的各种故障和局部放电有很密切的联系，只要通过在线监测局部放电便可以清楚的知道定子绝缘的运行情况，根据监测的结果有针对性的开展检修工作，减少设备损坏造成事故然后导致停机作业的现象。文章介绍了发电机局部放电在线监测的意义和相关技术。
关键词：电厂 发电机 局部放电 在线监测
电厂的核心设备是发电机，而发电机的定子绕组绝缘长期运行在电、热环境和机械应力之下，容易导致局部放电的发生。绝缘局部放电会让绝缘击穿、损坏，发生短路事故。监测局部放电可以让我们了解发电机定子绕组绝缘的情况。守旧的发电机绝缘监测需要停机进行，很不方便，经过不断的创新和发展,发电机局部发电在线监测逐渐被广泛使用，其不影响发电机的运行，还拥有可任何时候对发电机绝缘进行监测、分析绝缘情况等优势。
1 发电机局部放电的原因分析
发电机局部放电产生的原因有很多，电压和介质中的气隙、气泡便是原因之一。气隙中的电场强度比电击穿强度大时，气体发生电离现象，电流流过，导致局部导通。电力系统中的发电机、电容器、变压器、电动机等高压电器设备都是严格按照绝缘耐压标准来设计它们各自的电压。正常情况下绝缘性能能够承受实际工作时的电压，由于在设计、安装过程中没有注意细节，导致高压电气设备绝缘介质中还存在一些介质或者气泡，少量的水、气体、悬浮颗粒还留在绝缘油中，金属导体、半导体周围还有一些尖锐不平的地方。这些地方最容易发生局部放电，因为这里耐压强度低，所以容易在高压交变电场的作用下发生局部放电。局部放电一般有迹可寻，固体绝缘体上会出现斑痕，绝缘油中有小气泡出现。局部放电这个现象的时间短，产生的能量小，对发电机的危害性却很大。很多因素都能导致发电机定子绝缘受损，如环境因素，电气因素，机械因素等等。但是可以通过随时监测局部放电的方法来有效控制或者避免定子绝缘受损。
2 发电机局部放电在线监测系统介绍
发电机局部放电（PD）在线监测系统的运行，首先对脉冲信号进行采集，把采集得到的数据进行处理，然后得到测量的发电机一段时间里的放电量、放电重复率和电压相位，最后根据测量到得这些变量结果对发电机绝缘进行检测，查看其是否出现故障，如果出现故障方便及时解决。
发电机局部放电（PD）在线监测系统功能强大，它由前置系统、电流传感器、抗干扰处理专装置、快速数据采集仪等设备组合而成。前置系统有前置降噪和远距离输送驱动的功能。目前，局部放电在线监测的发展重点主要在于安装局部放电传感器、准确快速的采集数据、保障运行的稳定性能、抗干扰作用等。
3 发电机局部放电在线监测的意义
3.1监测发动机局部放电的有效性
监测发动机局部放电，能持续有效地监测发电机定子绕组中的局部放电环境，使用ARM核高级微处理器数字记录仪，实现信号的记录和数据存储，使用USB接口存储体或转存历史数据及通讯功能。
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3.2在线监测发电机的感化
在线监测能及时发现发电机的尽缘状况和尽缘劣化趋势， 能辨别局部放电源来自发电机内部还是外部；可辨别产生在发电机内的局部放电，可判定接地碳刷接触不良、封闭母线受潮、发电机中性点闸刀接触不良等引起的放电。
3.3电流互感器传感，灵敏度高
在线监测的电流互感器采取纳米非晶采材料制成，频率特性好，避免了采取电容耦合型局部放电仪器一旦发电机某相接地因耦合电容器两端电压不能突变而损坏测试设备。监测仪灵敏度特高（高频10μV），因大多数主机厂是不生产机组的，所以市场上多是组装厂，可以将传感器置于最安然的发电机中性点上，通常的局部发电监测仪因灵敏度在毫伏数目级，根本测量不到中性点的信号，只能将耦合电容器放在发电机出端取信
3.4动态范围大抗干扰性好
在线监测的监测仪动态范围大（60dB），能够接受起伏极大的脉冲放电信号，能真实反应出发电机局部放电的具体状况。在线检测的检测仪具有优良的抗干扰性，测量呈现良好的重复性、一致性。
4 监测发电机局部放电的方法
发电机局部放电表现出来的形式是高频，以这种形式出现会有很多不足之处，如：传输过程中伴随着各种各样的噪音，速度衰减得快。如何监测到局部放电的准确数据，我们应该从这几方面着手：首先，控制或者消除外部环境的噪音；其次，确定传感器的安装位置和灵敏度；再次，系统对于信号衰减的影响程度。
发电机局部放电监测方法多种多样，因根据不同的实际情况来选择不同的监测方法，才能更好的达到诊断的目的。发电机局部放电在线监测方法常用的有以下几种：
第一，射频监测法，主要运用的设备有高频电流传感器和线圈RC阻容高通滤波器。
第二，定子槽耦合器（SSC）监测法，局部放电脉冲有无摆动的、上升时间快、单极性的、频率很高等特点，但是噪声脉冲的特点是是摆动、上升时间慢，所以要想得到很好的局部放电脉冲信号采用定子槽噪声分离技术是非常有用的。
第三，PDA监测法，把耦合电容器安装在发电机每相中，并且是没相中安装一对，因为绕组内局部放电信号、外界噪声信号传播方式不同，所以我们用它们来控制或者消除噪声[3]。
5 结语
绕组温度、电压、环境湿度、负载大小都是能够影响发电机局部放电的因素。局部放电在线监测系统应该全面、详细的对局部放电数据进行分析、总结。目前，发电机局部放电在线监测技术还在不断的向前发展，被广泛应用在发电机状态维修中，能够很好的评价发电机运行的安全性。
参考文献
[1]蒋远东 等.大型发电机定子局部放电在线监测系统的研究[J].中国测试技术.2008.02
[2]宋伶俐，靳春林.大型发电机局部放电在线监测系统分析[J].湖北电力.2009.02.
[3]王晓宁 等.汽轮发电机局部放电在线监测技术的研究[J].大电机技术. 2003.03.
论文作者:郝宗鹏
论文发表刊物:《电力设备》2015年第11期供稿
论文发表时间:2016/4/27
标签：发电机论文; 局部论文; 在线论文; 定子论文; 绕组论文; 信号论文; 电压论文; 《电力设备》2015年第11期供稿论文;