[發明專利]一種發電機出口側電壓互感器絕緣狀態監測系統

有效

• 申請號: 202011330738.6
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112526306B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 呂楠;李鵬;楊海超;任智剛;李博一;金辰;張智超
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司火力發電技術研究院
• 主分類號: G01R31/14
• 分類號: G01R31/14;G01R31/12;G01R31/52;G01R31/72
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

本發明涉及一種發電機出口側電壓互感器絕緣狀態監測系統，包括：傳感器，用于檢測各繞組的工頻電流信號，原邊繞組的高頻電流信號及繞組的工頻輸出電壓信號；數據調理模塊，用于對傳感器信號進行調理，將傳感器信號變換成AD的輸入電壓范圍；數據采集模塊，用于通過不同通道同時采集調理后的各路傳感器信號；數據分析處理模塊，用于基于激磁電流變化量及激磁電流矢量與工頻輸出電壓矢量的相角差變化量監測發電機出口側電壓互感器絕緣狀態。本發明能夠實現PT絕緣狀態在線測量，檢測的靈敏度高，可以發現少量的匝間短路故障及不穩定的層間短路故障，檢測成本低。

技術領域

本發明屬于火力發電技術領域，尤其涉及一種發電機出口側電壓互感器絕緣狀態監測系統。

背景技術

干式電壓互感器(以下簡稱“PT”)因結構簡單，便于維護，價格合理等優點，廣泛用于發電企業發電機出口，一般每臺機裝設三組或四組PT，分別向雙重化配置的發電機變壓器組保護、勵磁調節器、遠動及計量裝置提供發電機電壓信號。受設計水平、澆注工藝、線材質量及運行環境等因素影響，近年來國內各地區發生多起因發電機出口PT內部絕緣故障而引機組非正常停機事件，嚴重影響了國內電力安全生產和各發電企的經濟效益。因此發電機出口側PT在交接及投運后均應加強絕緣診斷檢測及時消缺，以保證發電機組的安全穩定運行。

經統計分析，分級絕緣結構的PT故障占比居多，故障點大多發生在一次繞組中下部靠近內層位置。目前發電機出口PT匝間或層間絕緣檢測的手段主要有直流電阻測量、空載電流測量、雷電沖擊耐壓、交流耐壓和局部放電測量等，均屬于停電檢測范疇。

直流電阻和空載電流更適合故障后診斷，對于早期絕緣缺陷的檢出不夠靈敏；雷電沖擊耐壓屬于破壞性試驗，目前僅出廠開展，受一次繞組匝間和層間分布電容以及對地電容影響，該方法對于靠近鐵心的內層線圈缺陷檢出效果不明顯；交流耐壓也為破壞性試驗，試驗周期過短會影響PT壽命增加缺陷率，同時該方法缺陷檢出率低；局部放電測量是PT缺陷檢測的有效手段，但對電磁環境要求嚴格，僅限實驗室有效開展，且該方法對處于低電位的線圈存在一定程度漏檢，如：存在局放缺陷的全絕緣PT，A端與N端分別接地測得局放量大小存在明顯差異性。

目前，關于發電機出口側PT的在線檢測技術較少。已有學者提出利用一次繞組電流大小變化的原理來檢測PT絕緣缺陷和故障。由于通常PT短路的匝數較少，導致這一方法不靈敏，檢測的故障種類有限；對層間局放更是缺乏檢測手段；針對以上試驗方法、在線方法在現場進行發電機出口PT絕緣檢測時所存在的不足，迫切需要研發出更加靈敏有效的在線監測技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種發電機出口側電壓互感器絕緣狀態監測系統，以解決上述技術問題。

本發明提供了一種發電機出口側電壓互感器絕緣狀態監測系統，傳感器，用于檢測各繞組的工頻電流信號，原邊繞組的高頻電流信號及繞組的工頻輸出電壓信號；

數據調理模塊，用于對傳感器信號進行調理，將傳感器信號變換成AD的輸入電壓范圍；

數據采集模塊，用于通過不同通道同時采集調理后的各路傳感器信號；

數據分析處理模塊，用于：

基于各路傳感器信號，合成激磁電流，并計算激磁電流的大小及相位φ0；

計算工頻輸出電壓的大小及相位φ2；

計算激磁電流矢量與工頻輸出電壓矢量的相角差Δφ，Δφ＝0-2；

判斷激磁電流相比出廠值、交接值及歷史數據的變化量，若變化量超過設定范圍，判定發生多匝短路故障；若變化量未超過設定范圍，則比較相角差Δφ相比出廠值、交接值及歷史數據變化量,若變化量超過設定范圍，判定發生少量匝間短路故障。

進一步地，檢測電流信號的傳感器采用穿心電流互感器。