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發(fā)電機定子繞組局部放電超聲波在線定位研究
2017-8-8 閱讀(157)
大型發(fā)電機是電力系統(tǒng)中重要的電力設備之一,其運行的可靠性關系到電網(wǎng)運行的安全性,歷來受到人們高度重視,其安全運行的威脅之一主要來自于絕緣體系。發(fā)電機定子主絕緣在*的運行過程中,遭受到電場、機械力和熱應力等因子的聯(lián)合作用,其機械性能、介電性能逐漸變壞,即發(fā)生老化,zui終導致絕緣失效。
傳統(tǒng)的離線試驗方法不能*反映電機運行條件下的狀態(tài),因而并不能確保發(fā)電機的安全運行,事故仍時有發(fā)生。近些年大型發(fā)電機在線監(jiān)測一般采用電測法,發(fā)電機定子繞組局部放電主要有三種類型:內部放電、端部放電和槽間放電。三種放電類型形成的機理不同,放電強度也有所不同,通過多次采集放電信號總結和分析,此方法可確定放電類型,但不能確定放電的具體位置。
為了確定發(fā)電機定繞組局部放電具體位置,本文提出超聲波定位方法對局部放電進行定位。本文在綜合國內外大量文獻的基礎上,對大型發(fā)電機定子三種局部放電類型:內部放電、槽間放電和端部放電,形成起因和放電特點,放電過程產(chǎn)生的超聲波機理作了詳細分析。在實驗室內的發(fā)電機定子繞組上利用電打火模擬局部放電產(chǎn)生的超聲波,測試超聲波在發(fā)電機定子內的傳導性能,測試得出超聲波能很好得在發(fā)電機定子內傳播,并且信號的幅值隨著距離增大有明顯衰減。對正常運行發(fā)電機的背景噪聲和局部放電作了頻率分析,背景噪聲的頻譜在頻域上均勻分布,表現(xiàn)為白噪聲頻譜,而局部放電超聲波信號頻譜主要集中表現(xiàn)在超聲波傳感器的中心頻率上,這與其它文獻記載發(fā)電機背景噪聲頻譜不在局部放電超聲波頻譜上的結論一致,所以局部放電超聲波信號*可以從背景噪聲提取出來。
針對監(jiān)測現(xiàn)場存在表現(xiàn)為白噪聲的背景干擾噪聲,本文提出了采用虛擬儀器技術構建發(fā)電機定子繞組局部放電信號和背景干擾噪,通過虛擬儀器的工具LabVIEW調用MATLAB應用程序中的小波分析方法,利用小波多尺度分解方法對帶有背景噪聲的局部放電信號分成多層低頻和高頻系數(shù),再重構低頻系數(shù),將局部信號還原出來;其次通過默認閾值進行消噪處理,濾掉噪聲信號,提取出局部放電信號。為了實現(xiàn)發(fā)電機定子繞組局部放電超聲波在線定位,把圓管形的發(fā)電機定子按一定比例分成數(shù)等份,并且在各等份分區(qū)的邊界上按一定順序安放超聲波傳感器,所用的傳感器zui少,并能實現(xiàn)對各個分區(qū)內定子繞組實現(xiàn)無盲區(qū)監(jiān)測。通過電-檢測法建立局部放電定位方程組,利用具有全局搜索能力遺傳算法對該方程組進行仿真優(yōu)化計算。仿真計算結果表明,本文提出對發(fā)電機定子局部放電的定位方法是正確的。
