[實用新型]發電機轉子繞組絕緣故障檢測裝置與系統

有效

• 申請號: 202220315416.2
• 申請日: 2022-02-16
• 公開（公告）號: CN216900787U
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 孫士濤;雷雨;張杰
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 崔博;董驍毅

一種發電機轉子繞組絕緣故障檢測裝置與系統，裝置包括：數據處理模塊包括數據處理芯片及雙通道；通信模塊與數據處理模塊連接；數據處理模塊與功率輸出模塊、信號采集模塊連接；功率輸出模塊與電阻匹配模塊連接；功率輸出模塊包括數模變換單元、初級運算放大器及次級運放電路，數模變換單元與初級運算放大器連接，初級運算放大器與次級運放電路連接；次級運放電路包括次級運算放大器及場效應晶體管；電阻匹配模塊與輸出端子連接，電阻匹配模塊包括多個繼電器及多個不同阻值的電阻；輸出端子與待測轉子繞組連接；信號采集模塊與輸出端子連接。本實用新型提高了轉子繞組故障的診斷靈敏度，實現高度集成性、便捷性和靈活性，保證故障診斷精度。

技術領域

本實用新型涉及絕緣故障檢測技術領域，尤指一種發電機轉子繞組絕緣故障檢測裝置與系統。

背景技術

大型同步發電機是電力系統的重要設備，其安全穩定運行意義重大。同步發電機的運行故障幾乎最終都體現在絕緣失效上。發電機由于轉子結構的特殊性以及機組運行工況的變化，轉子匝間短路和接地短路成為大型同步發電機的常見故障，發生概率較高。轉子匝間短路和接地短路會引起機組振動增加、軸電壓升高等異?，F象，嚴重者會導致大軸磁化等問題，導致機組被迫停機，后續處理往往需要返廠，周期長，嚴重影響了電廠的運行效益，增加了檢修成本。

大型同步發電機轉子分為隱極式轉子和顯極式轉子兩種，隱極式轉子主要用于轉速較高的大型汽輪、燃氣輪等火力發電機組、核電機組，其極對數一般為1或者2，顯極式轉子一般用于轉速較低的抽水蓄能、水輪機機組，極對數一般在3以上。

轉子繞組的接地診斷方法主要是通過絕緣電阻測試儀進行絕緣電阻測試，但是該方法無法給出故障的位置信息，無法實現故障的初步定位，而且是一種高電壓的試驗，實施較為不便。匝間短路故障的離線診斷方法主要包括交流阻抗法、極間電壓和分包壓降法、直流壓降法、重復脈沖法等。交流阻抗法靈敏度較低，需要施加較高電壓和較大電流，極間電壓、分包(分極)壓降法必須在轉子抽出或者吊出狀態下進行，需要施加較高電壓才能保證足夠的靈敏度，無法進行故障的早期診斷，操作復雜。直流壓降法也需要在轉子抽出或者吊出狀態下進行，由于繞組直流電流下按電阻分壓，其靈敏度更低。重復脈沖法(RSO法)具有較高的靈敏度，電壓低，實施方便，近年來在隱極式轉子上取得了不錯的應用效果，并寫入了電力行業標準。

現有的以RSO為原理的轉子絕緣測試設備脈沖電壓幅值一般小于20V，且基本采用的是都是開關管等模擬器件產生高頻脈沖，脈沖的幅值、占空比、周期等基本固定，無法調節，對于不同轉子的適應性差，尤其對于顯極式長繞組轉子由于繞組長度的增加造成的信號衰減，可能無法可靠診斷微弱的遠端匝間故障。傳統儀器內阻采用電位器形式，依靠手動調節內阻實現負載匹配，不僅無法準確獲得實際的匹配電阻值，而且精度較差。傳統儀器僅在脈沖測量功能上實現了數字集成，數據處理器工作在串行模式，無法同時進行脈沖發生控制。傳統儀器由于輸出電壓低，容量要求低，無法滿足高幅值電壓激勵下的負載驅動需要。

實用新型內容

針對現有技術中存在的問題，本實用新型實施例的主要目的在于提供一種發電機轉子繞組絕緣故障檢測裝置與系統，提高了故障診斷的靈敏度與適應性，并提供一種集成的數字式設計型式。

為了實現上述目的，本實用新型實施例提供一種發電機轉子繞組絕緣故障檢測裝置，所述裝置包括：數據處理模塊、功率輸出模塊、電阻匹配模塊、信號采集模塊、通信模塊及輸出端子；

所述數據處理模塊包括數據處理芯片及雙通道，所述數據處理芯片與所述雙通道連接，所述雙通道用于構成兩路輸出；

所述通信模塊與所述數據處理模塊連接，用于接收外部上位機的輸出指令，以及向上位機傳輸數據；

所述數據處理模塊與所述功率輸出模塊、信號采集模塊連接，用于通過所述通信模塊與外部上位機連接，以及與所述信號采集模塊、功率輸出模塊進行信號交互；