[實用新型]一種水輪發電機定子槽放電檢測器

有效

• 申請號: 201520981556.3
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN205120907U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 劉影;張有潤;黃琦;王均
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 徐金瓊

技術領域

本發明涉及一種發電機定子槽放電檢測器，屬于電氣工程應用。

背景技術

大型水輪發電機是電力系統中非常重要的電氣設備，它在電力生產中起到重要作用。水輪發電機主要由定子和轉子構成，轉子在水輪機的驅動下旋轉并形成旋轉的轉子磁場，轉子磁場切割定子繞組，從而水輪發電機向電網輸出電流。大型水輪發電機運行時，其定子繞組經常受到工作環境的影響，譬如大電流、高電壓、過熱、受潮和震動的作用，使定子線棒的絕緣逐漸老化。尤其是在定子槽體內的槽口、槽間、槽底附近的電場較強，另外由于線棒制造工藝的限制，定子線棒在嵌入定子槽體過程中難免會出現小氣隙。因此，大型水輪發電機在運行中，定子槽部小氣隙當受到強電場作用會引發定子槽部火花放電和電弧放電，這些放電會加速發電機槽絕緣破壞，導致發電機繞組接地故障，最終導致發電機停止發電。因此，在線監測大型水輪發電機定子槽部放電，并且確定發電機定子槽部放電位置，即定子槽號和槽體部位（槽口、槽間、槽底），為快速檢修大型水輪發電機就顯得十分必要。

由于水輪發電機是一種全封閉且多支路多槽數的旋轉電機，其轉子旋轉，結構復雜，直接在線運行監測十分困難。發電機定子槽部放電的監測方法較多，目前多采用從定子三相繞組中性線或定子三相繞組的輸出線上采集電流或電壓，進行放電特性分析，這些方法能夠判定發電機繞組有無放電現象，但是均不能準確判定發電機定子槽部放電位置，且信號處理技術要求較高、分析誤差大、抑制干擾的能力差，尤其對槽數多的大型水輪發電機的處理成本很高，直接影響發電機的快速檢修過程。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種水輪發電機定子槽放電檢測器，其特點是解決目前水輪發電機定子槽部火花放電和電弧放電位置的在線檢測問題，提高發電機定子槽部放電的定位準確度，確保大型水輪發電機的安全運行。

本發明采用的技術方案如下：

一種水輪發電機定子槽放電檢測器，其包括順序連接的光纖探頭、多芯光纖、光電轉換單元、定位顯示單元和工作電源，所述光纖探頭埋設在定子槽體內。

上述技術方案中，定子槽體包括槽口、槽底、槽間。

上述技術方案中，光纖探頭是經過對多芯光纖的前端粘接光透鏡處理后形成。

上述技術方案中，光電轉換單元包括光敏電阻或者光敏三極管。

上述技術方案中，定位顯示單元包括發光二極管。

上述技術方案中，所述光纖探頭采集定子槽體內放電時產生的光信號，并通過多芯光纖傳送至光電轉換單元的光敏電阻或者光敏三極管，光敏電阻改變阻值或者光敏三極管接收到光信號后導通，控制顯示定位單元的發光二極管發出光亮，從而判斷定子槽體內部是否放電。

附圖說明

本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是發電機定子槽放電檢測器框圖；

圖2是發電機定子槽放電檢測器電路原理圖；

1-發電機的定子槽體,2-定子繞組上層線棒,3-定子繞組下層線棒,4-埋設在槽口的光纖探頭,5-埋設在槽間的光纖探頭,6-埋設在槽底的光纖探頭,7-第一多芯光纖,8-第二多芯光纖，9-第三多芯光纖，10-光敏電阻R1,11-光敏電阻R2,12-光敏電阻R3，13-第一發光二極管，14-第二發光二極管，15-第三發光二極管，16-工作電源。

具體實施方式

下面結合圖1、圖2對本發明作詳細說明。

本發明利用光纖的高絕緣和良好的導光特性，在水輪發電機的每個定子槽內，把光纖探頭有規律地埋設在易發生槽部放電的位置，構成多路光纖集成采光系統，采集定子槽部放電時發出的亮光，并通過多路光纖將槽部放電時發出的光傳輸到光電轉換單元，光電轉換單元將光信號轉換成電信號，定位顯示單元發光顯示槽體部位，確定定子槽放電區域以及產生放電的定子槽號，實現對大型或巨型水輪發電機定子槽放電的在線快速檢測。

本發明的原理，如圖1所示。

發電機定子槽放電檢測器含有光纖探頭、光電轉換單元、定位顯示單元和工作電源，通過多芯光纖分別連接構成，光纖探頭是經過對多芯光纖的前端粘接光透鏡處理后形成，被分別埋設在發電機定子槽體內（槽口、槽底、槽間），多芯光纖的一端與光纖探頭連接，另一端與光電轉換單元的光敏電阻或者光敏三極管基極連接，光敏電阻或者光敏三極管集電極連接到定位顯示單元的發光二極管和工作電源。

光纖探頭由光透鏡和多芯光纖耦合構成。光電轉換單元由光敏電阻和多芯光纖耦合構成或者由光敏三極管和多芯光纖耦合構成。定位顯示單元由發光二極管和工作電源連接構成。