[發明專利]一種用于大型水輪發電機定子線棒多因子老化應力控制平臺及方法

在審

• 申請號: 202011099737.5
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112269081A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 宋晗;胡波;張躍;劉凌;林起聯;梁智明;蘇振;唐麗;黃子嘉;楊帥;黃澤
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;東方電氣集團東方電機有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/12;G01R31/34;G01M7/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種用于大型水輪發電機定子線棒多因子老化應力控制平臺及方法，可用于在實驗室真實再現定子線棒真機老化過程。本平臺可實現對大型水輪發電機整根定子線棒進行電、熱和機械三種老化因子同時施加的多因子老化應力控制。熱老化因子由加熱板對定子線棒進行加熱，由溫度控制箱對其進行閉環控制。電老化因子由變壓器提供，通過變壓器可以對電老化因子進行閉環控制。機械老化因子由激振器提供，可由智能信號發生器對其進行閉環控制。電、熱、機械三種老化因子均可由平臺進行閉環控制，平臺能滿足大型水輪發電機真機不同定子線棒的老化試驗要求，為研究定子線棒絕緣老化規律及壽命預測奠定基礎。

技術領域

本發明屬于大型水輪發電機技術領域，具體涉及一種用于大型水輪發電機定子線棒多因子老化應力控制平臺及方法。

背景技術

水輪發電機的運行可靠性對電力系統的正常運行尤其是國民經濟的安全生產起到了極其重要的作用。定子線棒作為水輪發電機定子繞組系統的主要組成部分，其性能直接關系到機組的運行可靠性、壽命和技術經濟指標。在電機運行過程中，定子繞組要受到電、熱、機械等多因子應力協同作用而逐漸破壞，絕緣和機械性能會逐步劣化。當絕緣水平嚴重老化時，會引起發電機故障。一旦故障可能引起區域電網波動甚至威脅整個電力系統的安全和供電可靠性，給發電企業帶來嚴重經濟損失。因此，為了研究定子線棒絕緣老化的規律以及預測其剩余壽命，必須人為的對定子線棒進行加速老化試驗。

在大型水輪發電機在線運行過程中，定子線棒要同時受到電、熱、機械三種應力作用。因此，在實驗室人為的加強這三種老化因子來加速定子線棒的絕緣老化。但同時施加三種老化因子對設備要求較高，且要求三種老化因子互不影響存在一定困難。目前，普遍采用的是單因子加速老化或者雙因子順序老化，但這兩種老化方式都不能真實反映出實際工況下的定子線棒絕緣老化過程。且現有的方法只能針對局部定子線棒試樣進行老化，而不是對整根定子線棒進行老化。在實際情況中，整根定子線棒較局部定子線棒試樣更具有研究意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于大型水輪發電機定子線棒多因子老化應力控制平臺及方法，以解決現有技術存在的問題，本發明可以真實再現實際工況下水輪發電機定子線棒的絕緣老化過程，通過多因子應力控制同時施加，加速整根定子線棒老化，該平臺能為后續研究定子線棒絕緣老化規律及預測其剩余壽命奠定基礎。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于大型水輪發電機定子線棒多因子老化應力控制平臺，包括激振器水泥底座、智能信號發生器、功率放大器、電動式激振器、壓電式力傳感器、電荷放大器、加熱板、定子線棒多因子老化應力控制平臺本體、整根定子線棒、高壓電纜、熱電偶、溫度控制箱、激振器冷卻系統、并頭焊塊、定子線棒固定支架、支撐絕緣子、變壓器和激振器通風槽；

所述定子線棒多因子老化應力控制平臺本體整體處于平臺箱中，所述平臺箱為封閉隔熱結構，定子線棒多因子老化應力控制平臺本體上表面均勻設置有若干定子線棒固定支架，若干整根定子線棒并排固定在定子線棒固定支架上，定子線棒前后表面均勻分布有加熱板，加熱板電源由溫度控制箱控制，所述加熱板上均勻分布有熱電偶，熱電偶測得的溫度數據實時反饋回溫度控制箱，若干整根定子線棒的兩端分別通過并頭焊塊連接，其中一端的并頭焊塊通過高壓電纜連接至變壓器；

所述平臺箱兩側底部對稱設置有激振器通風槽，兩側的激振器通風槽分別位于兩端的并頭焊塊正下方，激振器通風槽中設置有電動式激振器，電動式激振器通過絕緣頂桿連接至正上方的并頭焊塊，絕緣頂桿上設置有壓電式力傳感器，壓電式力傳感器依次通過電荷放大器、智能信號發生器和功率放大器連接至電動式激振器。

進一步地，所述激振器通風槽中設置有激振器底座，激振器底座上部通過支撐絕緣子連接至電動式激振器。

進一步地，所述平臺箱上連接有用于向激振器通風槽中通風以冷卻電動式激振器的激振器冷卻系統。