[发明专利]基于双传感器定向耦合的发电机局部放电在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线监测方法，特别涉及一种基于双传感器定向耦合的发电机局部放电在线监测方法。

背景技术

发电机安全运行是保质供电的前提条件，发电机的故障有很大一部分是由于绝缘故障造成的，因此绝缘状态的在线监测成为电工领域的前沿热点课题之一。

绝缘状态可以有各种特性参数来表征，其中局部放电(PD)是绝缘故障最普遍而且敏感的先兆特征。因为各种绝缘缺陷如分层、开裂、松动、半导电层老化、脱落、高压端污染、受潮，绕组断线，接头接触不良，绝缘老化变脆等等都会出现局部放电(PD)，而且PD又会促使缺陷扩大，进一步恶性循环，加速绝缘老化。因此对于电机的绝缘状态的各种在线监测方法中，人们最为关注的是PD的在线监测。

对运行发电机实施局部放电在线监测面临的最严重的问题是噪声干扰，一般认为影响局部放电测量的干扰噪声源有三种：

a.有发电机输出线引入的来自电力系统的外部噪声。这些噪声信号可能是电力系统中其它电气设备内放电产生的，也可能是输电线从外界耦合来得杂乱干扰。

b.通过电容电感耦合，来自转子直流励磁的高频干扰。这些干扰噪声可能源于励磁的可控硅、轴电势、电刷电弧或是通过刷端传过来的电厂内其它设备产生的高饶噪声。

c.通过发电机定子外壳耦合引入的外界干扰。虽然发电机定子外壳有接点，但它并非是一等电位体，因此外界干扰信号可由外壳与铁芯传到定子绕组。

这些干扰会通过电网系统的母线、地线及空间传输到监测过程中使用的测试系统，而PD的信号很微弱而且频域很宽，因此必须剔除或者抑制这些干扰，使之大大小于放电信号，才能测得真正放电信号，多年来人们都在努力的解决这个关键的技术难题。

自20世纪50年代以来，围绕大型发电机局部放电在线监测，已开展了大量的基础研究与应用开发工作，使该项技术有了很大的发展，截至目前已有多种方法应用于实际工程中。大型发电机局部放电的监测主要有以下几种方法：中性点耦合监测法、射频监测法、PDA监测法和定子槽耦合法。由于汽轮发电机定子绕组的结构不同于发电机，所以定子槽耦合法经常应用于汽轮发电机，而PDA监测法目前则主要应用于发电机的局部放电在线监测。

上述列举的几种在线检测方法，对不同噪声源的噪声抑制效果不一样，例如PDA监测法对第1类噪声有最好的抑制效果，而便携式电容耦合监测法则对第2、3类噪声有较好的识别能力和抑制效果。总之，任何一种成功的在线监测技术必须能可靠地从强噪声背景下提取放电信号，这是该技术能否成功应用的关键。

发明内容

针对目前电力系统中对发电机局部放电在线监测技术中存在的放电信号采样频率低，抗干扰效果差等不足，本发明旨在提供一种基于双传感器定向耦合的发电机局部放电在线监测抗干扰方法，该方法采用双传感器定向耦合并利用软件进行时延、幅值鉴别来消除或者抑制干扰，可以有效测得真实的发电机内部局部放电信号，为评估发电机内部的绝缘状况提供了有效的参考。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种发电机局部放电在线监测方法，其特征在于，该方法采用双传感器定向耦合脉冲进行时延、幅值鉴别，并利用局部放电监测系统的软件消除或者抑制电网传入的干扰信号，具体包括下列步骤：

1)在发电机同一方向母线上，设置2个电容耦合传感器S₁和S₂，其中电容耦合传感器S₁靠近发电机绕组的高压端，电容耦合传感器S₂的位置与电容耦合传感器S₁相隔距离为L；每个电容耦合传感器串连有检测电阻；

2)将局部放电监测系统设置在2个电容耦合传感器S₁和S₂之间，该局部放电监测系统的一端与电容耦合传感器S₁采用长度为L₁的信号电缆连接，其另一端与电容耦合传感器S₂采用长度为L₂信号电缆连接，并满足：