產(chǎn)品概述
變電站高壓電氣設(shè)備絕緣狀況通常有兩種監(jiān)測方式:在線監(jiān)測和帶電(便攜)檢測。在線監(jiān)測方式能夠隨時獲得反映設(shè)備絕緣異常的特征參量,便于實現(xiàn)自動化管理,但投資相對較大,安裝施工比較麻煩,且需要定期維護(hù);而便攜式帶電檢測方式具有投資少、針對性強、便于安裝維護(hù)和更新等優(yōu)點,只要預(yù)先在電氣設(shè)備上安裝取樣單元,即可通過便攜式帶電檢測儀器,對運行中的電氣設(shè)備進(jìn)行定期檢測,同樣也可達(dá)到及時發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷,延長停電預(yù)試周期的目的,可*替代投資較大的在線監(jiān)測方式。容性設(shè)備絕緣帶電測試儀(以下簡稱儀器)無論取樣單元還是檢測儀器,從技術(shù)上和使用方便性上都遠(yuǎn)優(yōu)于以往的檢測系統(tǒng)。
儀器采用全新的設(shè)計結(jié)構(gòu),能夠克服現(xiàn)有帶電檢測系統(tǒng)存在的缺陷,具備多種測試功能,既可對電容型設(shè)備進(jìn)行相對介損測量,還可進(jìn)行介損測量。主要用于對運行中的CT、CVT、耦合電容器的電容、介損值和末屏電流等參數(shù)進(jìn)行帶電檢測,以便確定該設(shè)備的絕緣狀態(tài) 。
二:儀器功能及特點
2.1 采用32位浮點DSP加32位ARM的雙CPU方案,確保數(shù)據(jù)采集速度快、數(shù)據(jù)測量精度高。
2.2 同時具備相對測量功能和測量功能,可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選用。
2.3 采用高精度外置式穿芯電流傳感器,該傳感器為穿芯式結(jié)構(gòu),就近安裝于設(shè)備附近,末屏引線無斷口且引線距離很短,從根本上避免末屏開路等安全隱患;傳感器輸入阻抗低,可耐受10A工頻電流的作用以及10KA雷電流的沖擊,滿足在線檢測的使用條件。
2.4 采用高速AD進(jìn)行多路同步采樣,再對信號進(jìn)行FFT和數(shù)字濾波處理,計算結(jié)果重復(fù)性好,不受諧波影響,抗干擾能力強。
2.5 內(nèi)置大容量鋰離子電池,可連續(xù)工作8小時以上,方便隨身攜帶測量,不受現(xiàn)場供電電源限制。
2.6 內(nèi)置微型熱敏打印機(jī),可隨時打印測量結(jié)果。
2.7 內(nèi)置電源管理及充電系統(tǒng),無需外置充電器,插入AC220V后自動充電并自動切換到交流供電,方便快捷;儀器具有電量實時顯示功能,低電量報警提示充電。
2.8 儀器內(nèi)置存儲器可保存400條測量數(shù)據(jù),還可用U盤進(jìn)行保存。
2.9 具有RS232和U盤接口,還可方便升級為RS485接口。
2.10 長時間無操作自動關(guān)閉液晶屏背光,節(jié)省電量。
2.11 內(nèi)置實時時鐘,并采用大屏幕點陣液晶顯示器,顯示效果清晰,操作界面直觀明了。
三:技術(shù)性能參數(shù)
3.1 電源工作方式:外接交流電源、內(nèi)置直流電源
3.2 交流供電電源:AC220V±10% 50HZ±10%
3.3 工作環(huán)境溫度:-25℃~+55℃
3.4 工作環(huán)境濕度:≤85% 不結(jié)露
3.5 電流測量范圍:0.1mA~1000mA 小分辨率 0.01mA
3.6 電流測量精度:±(讀數(shù)×0.5%+10uA)
3.7 參考電壓輸入范圍:1V~300V
3.8 介質(zhì)損耗測量范圍:-20%~+20% 小分辨率 0.001%
3.9 介質(zhì)損耗測量精度:±(讀數(shù)×1%+0.0005)
3.10 電容比值測量范圍:0.001~1000 小分辨率 0.0001
3.11 電容比值測量精度:±(讀數(shù)×0.5%+5個字)
3.12 電容量測量范圍:10pF~0.5uF 小分辨率 0.01pF
3.13 電容量測量精度:±(讀數(shù)×0.5%+1pF)
注:實際測量精度與試品電流大小和所用PT(CVT)精度有關(guān)
的軸電壓也可能對發(fā)電機(jī)部件造成一定的危害。結(jié)合現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)對軸電壓的性質(zhì)作了分析,列舉出對發(fā)電機(jī)造成損壞的各種情形。在其檢測手段上,分別對軸絕緣檢測法和軸電流測量法的原理進(jìn)行了分析,對三峽電站的應(yīng)用效果作了評估,比較了兩種方法的特點優(yōu)劣,提出了應(yīng)用注意事項和優(yōu)化手段。
軸電壓的性質(zhì)與軸絕緣系的必要性由于定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙不均勻以及定子鐵芯的局部磁阻較大、磁路不對稱等原因,導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的定子磁場存在不平衡,這會使得水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生與軸相交的交變磁通和軸向的感應(yīng)電勢,即軸電壓[1]。對于水輪發(fā)電機(jī),由于機(jī)組轉(zhuǎn)速不高,且通過設(shè)計制造和安裝單位對機(jī)組安裝質(zhì)量的控制,機(jī)組正常運行時該感應(yīng)電勢對地不會太高,發(fā)電機(jī)上端軸軸電壓一般不超過10 V,三峽電站機(jī)組的軸電壓也大致處于這一水平。為某型水輪發(fā)電機(jī)的軸電壓現(xiàn)場實錄波形,該型機(jī)因定子磁路設(shè)計上的問題,軸電壓偏高,峰值甚至達(dá)數(shù)十伏。電壓諧波特征明顯,但起主要作用的是基波與三次諧波[2]。以三峽某機(jī)型為例,通過FFT 分析,(如圖2)當(dāng)機(jī)端壓為額定時,三次諧波占整個電壓比例的一半以上。清華大學(xué)與福建省電力系統(tǒng)研究和生產(chǎn)單位合作,也獲取了有價值的軸電壓頻譜數(shù)據(jù)[3],結(jié)論與三峽機(jī)型的特征是吻合的。盡管軸電勢有效值不大,但在發(fā)電機(jī)內(nèi)部各種交變的脈沖磁場的作用下,其峰值可能很高。對水輪發(fā)電機(jī)而言,由于轉(zhuǎn)子大軸電阻很小,且一般軸承與大軸間只有不到1 mm 的油膜間隙,如軸領(lǐng)與大軸間絕緣破壞,軸電壓將沿軸承和底板形成閉合回路產(chǎn)生軸電流。視瓦面油膜破壞情況,輕則使?jié)櫥土踊M(jìn)一步惡化軸瓦的運行環(huán)境,軸承震動增大,重則對軸瓦放電甚至擊穿,對軸瓦造成電氣侵蝕,灼傷瓦面和鏡板。除了對瓦面和鏡板造成潛在損壞外,如果軸電流足夠大,還會磁化大軸。已知發(fā)生過的故障軸電流系大值可達(dá)數(shù)百安培。有案例[4]表明,某200 MW 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)生軸承油膜被軸電壓擊穿而受破壞,導(dǎo)致較大軸電流。經(jīng)過近4個月的檢修再次起動并列時,由于軸向剩磁太大,轉(zhuǎn)軸成為單極直流發(fā)電機(jī),感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的軸電流很快使軸瓦冒煙,被迫再次停機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格退磁,才使剩磁降低。正常的軸電壓對設(shè)備本身并不產(chǎn)生直接危害,只有在軸絕緣破壞后才產(chǎn)生后果。因此,軸絕緣的監(jiān)測的必要性逐漸成為廣泛共識。從某種意義上講,軸瓦的破壞程度取決于軸電流的幅值和作用時間;從運行角度來講,運行人員需要隨時或提前知道軸電流的變化或軸承絕緣的損HDRX-30容性設(shè)備絕緣帶電測試儀開關(guān)廠推薦在壞程度。根據(jù)這兩種取向,一次設(shè)備制造廠家就提出各種對軸絕緣進(jìn)行監(jiān)測的方法。
軸絕緣監(jiān)測方法為了防止軸電流對潤滑油和軸瓦的損害,三峽電站機(jī)組主要采用兩種防范手段。一是從結(jié)構(gòu)上入手,在轉(zhuǎn)子下端對大軸碳刷接地,在上端軸與上端軸領(lǐng)間加酚醛玻璃板絕緣,以防止軸電流形成回路,同時限制大軸對地電位;二是采用軸絕緣監(jiān)測手段對軸絕緣進(jìn)行監(jiān)測,以保證在軸電流達(dá)到軸瓦的破壞電流值以前,通知運行人員HDRX-30容性設(shè)備絕緣帶電測試儀開關(guān)廠推薦在,采取必要的措施。峽機(jī)組的生產(chǎn)廠家分別采用了兩類不同的軸絕緣監(jiān)測方案。一類監(jiān)測方案是加裝軸CT,通過監(jiān)測軸電流系上端軸絕緣情況;另一類監(jiān)測方案是采用兩塊SINEAX V604 通用可編程變送器利用姆歐法對上端軸軸領(lǐng)、軸領(lǐng)與大軸間的銅箔及大軸間的絕緣進(jìn)行分段系,可參見圖4。
2.1 軸CT 電流測量法通過軸CT 對通過大軸的交流電流的大小進(jìn)行監(jiān)測的方法是國內(nèi)機(jī)組制造廠