[發(fā)明專利]發(fā)電機出口斷路器內(nèi)沖擊電容器絕緣在線監(jiān)測裝置及方法

在審

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• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114563670A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 郭曉鋒;韓磊;馮愛鵬;于文青;張運韋
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司中南電力試驗研究院;大唐河南發(fā)電有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/14
• 代理公司: 鄭州中鼎萬策專利代理事務所(普通合伙) 41179
• 代理人: 林新園

本發(fā)明涉及發(fā)電機出口斷路器內(nèi)沖擊電容器絕緣在線監(jiān)測裝置及方法，巧妙的將電容器外殼與地之間通過絕緣墊塊進行分離，并通過軟銅線進行連接，方便采集通過電容器的電流，并直接使用了GCB內(nèi)的PT，為設備運行提供了可靠的參考數(shù)據(jù)，降低了設備非計劃停機的風險，可以將封閉于GCB內(nèi)部的無法直接觀察的沖擊電容器極間絕緣通過電容量測試實現(xiàn)在線監(jiān)測。為電廠運行、巡視、檢修提供大數(shù)據(jù)支撐和參考，同時當發(fā)電企業(yè)發(fā)生非計劃停運時，可以快速準確的判斷是否因沖擊電容器的絕緣引發(fā)跳機，有助于發(fā)電企業(yè)快速排查跳機原因，在最短的時間內(nèi)完成機組并網(wǎng)操作，減少電網(wǎng)調(diào)度部門對發(fā)電企業(yè)的電量考核。

技術領域

本發(fā)明涉及沖擊電容器極間絕緣在線監(jiān)測裝置及方法，特別是一種發(fā)電機出口斷路器(下稱GCB)內(nèi)沖擊電容器極間絕緣在線監(jiān)測裝置及方法。

背景技術

目前隨著國家能源行業(yè)碳達峰和碳中和目標的提出，傳統(tǒng)火力發(fā)電廠的裝機容量占比呈下滑趨勢，在役火力發(fā)電廠(含核電廠，下同)的單機容量基本在600MW以上；作為傳統(tǒng)清潔能源行業(yè)的大型水電站單機容量也在700MW左右。在役發(fā)電機組應面向未來，使現(xiàn)有的各種發(fā)電方式能夠更好地適應未來的智能社會以及能源革命和創(chuàng)新。GCB裝設于發(fā)電機出口與主變壓器之間，可以執(zhí)行機組并網(wǎng)或解列操作；檢修時使得主變壓器可以兼做啟備變使用。同時當發(fā)電機側發(fā)生故障時，GCB動作將故障點與系統(tǒng)隔離，避免了廠用電事故切換，簡化了廠用電源的控制保護接線，降低了保護動作的聯(lián)鎖復雜性。當主變壓器故障時，GCB可以迅速切除，使得發(fā)電機、變壓器和高廠變處于各自獨立的保護范圍內(nèi)。GCB運行中承載很高的負荷電流，還必須具備開斷非常大的額定短路電流的能力，在開斷過程中，其滅弧室斷口間承受很高的電弧作用，斷口間處于導通狀態(tài)。在短路電流交流零點電弧熄滅后，斷口間的絕緣介質(zhì)強度的回復必須能夠承受恢復電壓的作用，才可以完成一次成功開斷。為了提高GCB的開斷性能，通常在其斷口兩側加裝沖擊電容器來改善電流零點后斷口間的瞬態(tài)恢復電壓(即TRV)。同時GCB作為離相封閉母線的一部分，沖擊電容器掛接與母線與外殼之間，當放生發(fā)生一點接地后，僅通過絕緣電阻測試很難發(fā)現(xiàn)由于沖擊電容器極間絕緣故障引起的單相接地故障。GCB因其特殊結構，沖擊電容器同避雷器、電壓互感器、刀閘、滅弧室等封閉安裝于殼體內(nèi)，其絕緣性能難以直觀發(fā)現(xiàn)或通過紅外成像等手段測試。沖擊電容器主要采用油膜結構，當發(fā)生極間絕緣老化和漏滲油時，很難第一時間發(fā)現(xiàn)問題，需要打開蓋板逐項排查。目前僅通過預防性試驗開展測試，但是機組運行小時數(shù)不夠造成了設備超期未修。GCB內(nèi)沖擊電容器的極間絕緣性能缺乏直觀有效的判定方法。因此，其改進和創(chuàng)新勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種發(fā)電機出口斷路器內(nèi)沖擊電容器絕緣在線監(jiān)測裝置及方法，可有效解決GCB內(nèi)沖擊電容器絕緣性能無法在線監(jiān)測的問題。

本發(fā)明解決的技術方案是，

一種發(fā)電機出口斷路器內(nèi)沖擊電容器絕緣在線監(jiān)測裝置，包括GCB，GCB包括殼體和裝在殼體內(nèi)的沖擊電容器和電壓互感器，其特征在于，沖擊電容器和電壓互感器均倒置安裝于GCB殼體的蓋板上，沖擊電容器的安裝吊架與GCB殼體的蓋板之間設置有絕緣墊塊，通過絕緣螺栓壓緊固定，沖擊電容器的安裝吊架與GCB殼體的蓋板通過金屬軟母線短接，沖擊電容器的外殼接地端安裝有用于采集電流信號的電流互感器，同時通過從GCB殼體內(nèi)部的電壓互感器二次繞組取電壓信號，所述絕緣在線監(jiān)測裝置還包括信號處理裝置；

信號處理裝置通過實時采集的電流信號和電壓信號計算實時電容量C_x，并將實時電容量C_x與銘牌額定值Cn比較，通過電容量變化量△C來在線監(jiān)測發(fā)電機出口斷路器內(nèi)沖擊電容器絕緣情況。

優(yōu)選的，所述信號處理裝置包括控制器、AD轉換器、報警器、電源和按鍵，電流互感器、電壓互感器的信號輸出端與AD轉換器的信號輸入端相連，AD轉換器的輸出端與控制器的輸入端相連，控制器的輸出端分別與顯示器、報警器的輸入端相連。

一種基于上述在線監(jiān)測裝置的發(fā)電機出口斷路器內(nèi)沖擊電容器極間絕緣在線監(jiān)測方法，包括以下步驟：