[实用新型]一种发电机出口PT匝间绝缘故障在线诊断系统

说明书

本实用新型涉及发电机设备检测技术领域，且公开了一种发电机出口PT匝间绝缘故障在线诊断系统，包括与三相交流电相连的PT，所述PT上连接有CT1、CT2、CT3、CT4和CT5，所述CT1与PT一次侧电源回路相连，所述PT二次侧线圈上穿有CT2、CT3和CT4，且均连接有负载，所述CT5和PT二次回路接地端子相连，所述CT1、CT2、CT3、CT4和CT5均连至同一录波器，所述录波器与监控主机通过数字信号连接；监测装置实现PT运行电压下状态特征量实时测量，具体参数如下：母线电压、频率、激磁电流、激磁电流与二次电压相位、二次侧绕组电流等特征参量，当出现预警信息(匝间短路)时，结合状态评判信息，系统给出初步的诊断意见和建议关注点，指导检修人员有针对性地进行故障检测与检修。

技术领域

本实用新型涉及发电机设备检测技术领域，具体为一种发电机出口PT匝间绝缘故障在线诊断系统。

背景技术

大型300MW及以上发电机出口侧PT作为发电厂的主要设备，肩负着出口电压测量、发电量计量、继电保护及励磁系统电压采集等重要作用，一旦发生故障，将严重影响发电机组的安全稳定运行，甚至导致发电机组非计划停运。

发电机出口侧PT常见的故障有一次绕组匝间短路、一次熔断器熔断及单相接地等。近些年来，国内外发电企业曾多次发生因出口PT绕组匝间短路而导致的非停事件。以某发电公司为例，从2016年第四季度至2017年底，共发生5起因出口PT故障引发的机组非停事件，其中有4次是一次绕组匝间短路故障。出口PT的匝间短路问题，已成为严重影响机组安全运行的一个薄弱环节和亟待解决的突出问题。2021年5月7日包头第二热电厂#3发电机出口 PT(型号：JDZJ-20)A相绝缘烧损、外表面出现裂纹，引起发电机跳闸。2012 年7月2日华能桥湾第三风电场35Kv母线PT(JDZX9-35)A相炸裂，引起机组跳闸。

针对PT绕组匝间轻微短路问题，现有运行中的继电保护装置的保护闭锁逻辑并不完善，在故障初期无法有效发现设备故障，往往只有当故障发展到严重的匝间短路阶段才能发挥作用。而针对PT匝间短路的常规停电检测方法有直流电阻测试、变比测试及空载电流测试等，但停电检测仅能作为预试或者事故发生后的检测手段，事故发生并造成非停后再进行故障的确认，此时往往已造成严重的设备损坏和经济损失。故相比于停电检测，如何通过技术手段实现运行中发电机出口PT匝间短路故障的早期诊断和快速预警，显得尤为重要。

与传统的定期检修相比，状态检修能够根据设备状态确定检修时间和检修策略，是未来电力设备检修发展的必然趋势。在线监测是实现状态检修的基础和根据，在电力系统中已广泛运用，对提高电力系统安全稳定运行有着重要的意义。本项目主要是通过理论仿真、试验研究等方法来寻找PT匝间绝缘缺陷的早期诊断方法，为实现互感器绝缘缺陷监测提供理论依据。

目前发电机出口PT匝间或层间绝缘检测的手段主要还是离线式检测，所有的技术手段都是发电机停电状态下进行的PT检测。(其中有：直流电阻测量、空载电流测量、雷电冲击耐压、交流耐压和局部放电测量等)。

目前，直流电阻试验和空载电流试验更适合故障后诊断，对于早期绝缘缺陷的检出不够灵敏；雷电冲击耐压属于破坏性试验，目前仅出厂前才能开展，受一次绕组匝间和层间分布电容以及对地电容影响，该方法对于靠近铁心的内层线圈缺陷检出效果不明显；交流耐压分为工频耐压试验和倍频耐压感应试验二种，工频耐压试验的试验电压为设备额定电压的2-3倍。要在PT 上施加如此高的试验电压，铁芯将严重饱和，所以实际上做工频感应耐压试验是行不通的，若采用倍频耐压感应试验，既不会使铁芯饱和，又能提高试验电压，是可以用来做耐压试验。但发电机在运行时是无法实现的，频率不一致。对匝间绝缘早期隐患也难发现(2021年11月份华能阳逻电厂#2机组发电机采用该倍频耐压感应试验和直流电阻的方法都未检测PT潜在隐患，只有在局放试验中才发现局放量竟然超标了一倍)；局部放电测量是PT缺陷检测的有效手段，但对电磁环境要求严格，仅限实验室或机组停电状态才能有效开展，且该方法对处于低电位的线圈存在一定程度漏检，如：存在局放缺陷的全绝缘PT，A端与N端分别接地测得局放量大小也存在明显差异性。

实用新型内容