[发明专利]水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置及监测方法

说明书

本发明涉及水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置及监测方法，技术方案是，发电机线棒水电接头的水盒与水盒盖之间有焊缝，焊缝外侧设置有沿焊缝布置且覆盖焊缝的气体检测盒，气体检测盒的底面与发电机线棒水电接头外表面密封连接，使气体检测盒的内腔构成一个相对密闭的示踪气体监测空间，焊缝全段均位于示踪气体监测空间覆盖范围内，气体检测盒上连接有用于充入示踪气体或用于监测示踪气体监测空间内部压力的三通阀，本发明通过测量水电接头两侧压力值的变化，并通过测量内冷水箱特征气体的含量来直观判断各水电接头的绝缘性能，安全可靠，覆盖焊缝的气体检测盒为绝缘劣化提供了第二道防线，有效防止内冷水进入发电机。

技术领域

本发明涉及水电接头绝缘监测，特别是一种面向智慧电厂的水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置及监测方法。

背景技术

目前随着国家能源行业碳达峰和碳中和目标的提出，传统火力发电厂的装机容量占比呈下滑趋势，在役火力发电厂(含核电厂，下同)的单机容量基本在600MW以上，设备运行可靠性日益突出。火力发电厂应面向未来，使现有的各种发电方式能够更好地适应未来的智能社会以及能源革命和创新。

火力发电厂600MW以上机组线棒内主要采用水内冷冷却方式，即冷却水从发电机励侧汇水管通过绝缘引水管进入水电接头，从水电接头进入各线棒，冷却完线棒后通过汽侧水电接头进入绝缘引水管，汇集到汽侧汇水管，流出到发电机内冷水箱；线棒外为氢气冷却。运行中氢气压力约0.4～0.45MPa，内冷水压力为0.2～0.35，氢气压力应大于水压。当线棒存在裂纹时，氢气会从裂纹进入内冷水，在内冷水箱设置氢气浓度报警，当内冷水箱中含氢量超过2％时应加强对发电机的监视，超过10％应停机消缺。同时内冷水箱的氢气浓度应避开4％～75％的可能爆炸范围。

运行中氢气浓度因为管路泄漏或者氢气冷却器泄漏等原因造成发电机内部的氢气纯度不断下降，因此运行中需要不断补氢气，但是氢气具体泄漏的位置不能准确确定，且水电接头表面包裹有环氧云母带。目前线棒水电接头绝缘性能主要依靠停机拆端盖后，利用在手包绝缘(水电接头外边包裹环氧云母带以后的称呼)表面施加直流电压的方法进行测试，施加电压约20kV，通过泄漏电流的大小来判断绝缘的优劣，该方法的原理是欧姆定理，即施加固定的电压U，泄漏电流I大的则绝缘电阻R不良，标准依据为DL/T 1612/2016《发电机定子绕组手包绝缘施加直流电压测量方法及评定导则》，该标准只是采用了离线检测的方法逐个测量水电接头的绝缘性能，不能有效实现在线监测，对于发现问题的及时性也较差，且存在盲区，试验用包裹的导电布或金属铝箔的面积会影响测试结果。且不满足智慧电厂对绝缘在线监测数据的要求。

现有发明专利202010946377.1《一种判定发电机线棒漏氢的方法》仅针对内冷水箱中漏氢量超标的机组通过氢气饱和溶解度与氢气压力的关系，辅助分析判断发电机漏氢故障，仅是从理论方面进行理想化分析，对于具体的氢气泄漏的位置不能判断，且对于水电接头的绝缘状态亦不能进行在线监测。亦不满足智慧电厂对绝缘在线监测数据的要求。

因此，水内冷发电机线棒水电接头绝缘监测的改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置及监测方法，可有效解决线棒水电接头绝缘性能在线监测的问题。

本发明解决的技术方案是：