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发电机局部放电在线监测系统
 

1.概述
  目前在北美,20MW以上的电机机组已经有50%以上安装了局部放电的在线监测系统。IEEE也在2000年颁布了关于电机局部放电出厂与在线监测标准的试用版。国内也有用局部放电检测来评定定子绝缘的缺陷,在整机检修前后也通过检测局部放电来评估绝缘状态。对于发电机整机在线监测,目前也开始试用。这些都表明人们已经认识到进行发电机局部放电检测,特别是在线监测的重要性。根据我们十多年的技术积累及借鉴加拿大、英国在线监测技术的基础上,研制成功了发电机局部放电超高频在线监测系统。目前该系统已经在福建某电厂、葛洲坝大江水电厂投入试用,运行状况良好。
2.系统功能与特点
  •测量放电信号的幅值、极性、放电的相位、放电次数等基本的局部放电表征参数及各种统计计算数据;
  •测量信号幅值:5mV-5V,频带:5M-100MHz,放电脉冲分辨率:10μs,相位分辨率:0.18°;
  •显示二维(Q-φ,N-φ,logN-Q)、三维(N-Q-φ)放电谱图、工频周期放电图;
  •存储每次测得的Qm、NQN,显示选定期间内Qm及NQN的发展趋势图和数据报表,并提供预警、查询历史事故等功能。
  •实现上、下位机通讯,可以通过局域网、CAN总线或MIS网实现远程通讯。
3.系统原理及结构
  本系统采用脉冲电流法测量发电机的局部放电。通过安装在发电机高压出线端及离之一定距离的母线排上的高压电容耦合传感器,耦合局部放电信号。该信号必要时经放大或衰减后由高速采集卡采集,再送给上下位机处理。由于测量系统的频带很宽,使得基于脉冲时延抗干扰方法可以得到应用。来自内部的放电脉冲和来自外部的干扰脉冲,在到达采集卡时具有不同的时延及幅值,根据时延和幅值的差别,就可以有效剔除外来的干扰。发电机的局部放电从靠近发电机一端的传感器采集的脉冲信号来测得。 系统硬件包括:传感器、BYG信号调理单元、高速采集卡、上下位机等五部分,图 1为各部分连接示意图;其中传感器高压端安装在发电机出口母线,低压端用信号电缆连接至BYG信号调理单元;BYG信号调理单元实现信号的耦合、衰减等预处理,包括检测阻抗模块、信号调理模块、工频触发模块、电源控制及电源模块;高速采集卡和数字I/O卡插在工控机内以实现数据的采集和电路的控制;上位机与壁挂式工控机内装有网卡通过网线连接进行双机通信。
 

图1. 发电机局部放电测量系统硬件总体框图

 


  本系统采用NI公司(美国国家仪器公司)提供的图形化编程软件LabVIEW进行编制,其使用说明参照使用说明书(请到下载中心download),要求现场操作人员按说明的步骤进行。系统软件分为两大部份:下位机程序和上位机程序,上下位机利用网线进行相互间的数据传送。其结构图如下:
 

图2. LabVIEW软件总体结构框图


 
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