[發明專利]一種汽輪發電機絕緣熱老化壽命預測方法及系統

有效

• 申請號: 200710044605.0
• 申請日: 2007-08-06
• 公開（公告）號: CN101109779A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 史進淵;楊宇;鄧志成;危奇;鐘小萍
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/06;G01M15/00;G06Q10/00;G01K7/18
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 翁若瑩

1.一種汽輪發電機定子繞組絕緣熱老化壽命在線預測系統，其特征在于，由絕緣熱老化壽命預測的計算/應用服務器(1)、數據庫服務器(2)、外部系統接口(3)、各定子槽定子繞組上下層之間埋設熱電阻測溫元件(4)、網頁服務器(5)和用戶端瀏覽器(6)組成，網頁服務器(5)分別與數據庫服務器(2)和每個用戶端瀏覽器(6)連接，計算/應用服務器(1)與數據庫服務器(2)連接，數據庫服務器(2)器通過外部系統接口(3)與各定子槽的定子繞組絕緣熱電阻測溫元件(4)連接。

2.根據權利要求1所述的一種汽輪發電機定子繞組絕緣熱老化壽命在線預測系統，其特征在于，所述的各定子槽定子繞組上下層之間埋設熱電阻測溫元件(4)采用銅電阻或鉑電阻。

3.根據權利要求1所述的一種汽輪發電機定子繞組絕緣熱老化壽命的預測方法，其特征在于，采用C語言編寫的汽輪發電機定子繞組絕緣熱老化壽命預測的計算機軟件運行在計算/應用服務器(1)上，應用于汽輪發電機定子繞組絕緣熱老化剩余壽命的預測，其方法為：

第一步：輸入基礎數據

在數據服務器內輸入汽輪發電機絕緣熱老化壽命預測系統投入使用運行之前汽輪發電機的累計運行小時數SH_o，并從數據庫服務器調用汽輪發電機定子繞組在不同溫度段的統計頻數；

第二步：計算各溫度段的累計工作小時數τ_i

分以下兩種情況計算汽輪發電機定子繞組絕緣在各溫度段的累計工作小時數τ_i：

(1)發電機絕緣熱老化壽命預測系統與汽輪發電機同時投入商業運行，已知記錄溫度的時間間隔Δτ分鐘和在各溫度段的統計頻數m_i，汽輪發電機定子繞組絕緣在各溫度段的累計工作小時數τ_i為：

${\mathrm{\τ}}_i=\frac{\mathrm{\Δ\τ}\×m_i}{60};$

(2)對于汽輪發電機投入商業運行若干年后再配置汽輪發電機絕緣熱老化壽命預測系統的情況，已知記錄溫度的時間間隔Δτ分鐘和各溫度段的統計頻數m_i，計算得出發電機絕緣熱老化壽命預測系統投入使用后汽輪發電機定子繞組絕緣在各溫度段的累計工作小時數τ_i1為：

${\mathrm{\τ}}_{i1}=\frac{\mathrm{\Δ\τ}\×m_i}{60}$

又知汽輪發電機絕緣熱老化壽命預測系統投入使用運行之前汽輪發電機的累計運行小時數SH_o，計算得出定子繞組絕緣熱老化壽命預測系統投入使用之前，汽輪發電機定子繞組在各溫度段的累計工作小時數τ_i0為：

${\mathrm{\τ}}_{i0}={\mathrm{SH}}_0\×\frac{{\mathrm{\τ}}_{i1}}{\mathrm{\Σ}{\mathrm{\τ}}_{i1}}$

從汽輪發電機投入商業運行算起，汽輪發電機定子繞組在各溫度段的累計工作小時數τ_i為：

τ_i＝τ_i0+τ_i1；

第三步：計算熱力學絕對溫度T_i

把在線監測的定子繞組在各溫度段的溫度組中值t_i℃換成熱力學絕對溫度T_i，單位K，其計算公式表示為：

T_i＝273+t_i

式中，t_i為以攝氏溫度表示的在線監測的定子繞組在各溫度段的溫度組中值第四步：計算各溫度組中值對應的絕緣熱老化壽命t_hi

對應不同工作溫度T_i的大功率汽輪發電機定子繞組絕緣的熱老化壽命t_hi的計算公式表示為：

t_hi＝A×e^B/Ti

式中，T_i為定子繞組的工作溫度，取熱力學絕對溫度，單位K；A和B為常數，F級絕緣對應可靠度為95％的試驗常數A和B的取值表示在表1；把各溫度T_i對應的定子繞組絕緣熱老化壽命t_hi作為數據文件編入汽輪發電機定子繞組絕緣熱老化壽命預測的計算機軟件；

[表1]

????系數????取值范圍????A????1.1735×10⁸～1.7735×10⁸????B????1.131491×10⁴～1.191491×10⁴

第五步：計算各溫度段的絕緣熱老化損耗E_hi

汽輪發電機定子繞組絕緣在各溫度段的絕緣熱老化壽命損耗E_hi的計算公式表示為：

$E_{\mathrm{hi}}=\frac{{\mathrm{\τ}}_i}{t_{\mathrm{hi}}};$

第六步：計算絕緣熱老化累積壽命損耗E_h

汽輪發電機定子繞組絕緣熱老化累積壽命損耗E_h的計算公式表示為：

$E_h=\mathrm{\Σ}{E}_{\mathrm{hi}}=\mathrm{\Σ}\frac{{\mathrm{\τ}}_i}{t_{\mathrm{hi}}};$

第七步：確定絕緣熱老化累積壽命損耗的界限值D_ch

定義汽輪發電機定子繞組絕緣的熱老化累積壽命損耗的界限值D_ch為D_ch＝0.25；

第八步：計算絕緣熱老化壽命損耗速率e_h

汽輪發電機定子繞組絕緣熱老化壽命損耗速率e_h的計算公式表示為：

$e_h=\frac{E_h}{\mathrm{\Σ}{\mathrm{\τ}}_i};$

第九步：計算絕緣剩余熱老化壽命H_rlh

汽輪發電機定子繞組絕緣的剩余熱老化壽命H_rlh的計算公式表示為：

$H_{\mathrm{rlh}}=\frac{(D_{\mathrm{ch}}-E_h)}{e_h};$

第十步：推薦檢修處理措施

根據汽輪發電機定子繞組絕緣剩余熱老化壽命H_rlh的預測結果，推薦計劃檢修中汽輪發電機定子繞組絕緣的檢修處理措施為：

1.H_rlh＜7000h，建議1年內安排計劃大修，予以檢修或更換；

2.7000h≤H_rlh＜28000h，建議1年后但4年內安排計劃大修，予以檢修或更換；

3.28000h≤H_rlh＜56000h，建議下次計劃大修中，予以檢查并進行定子繞組絕緣老化鑒定試驗；

4.H_rlh≥56000h，建議按電廠《檢修規程》進行電氣預防性試驗，繼續觀察。

第十一步：輸出并打印汽輪發電機定子繞組絕緣剩余熱老化壽命的預測結果和所推薦的檢修處理措施。