[发明专利]基于电磁感应的大型发电机定子铁心齿片间绝缘损伤故障检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及大型发电机检测设备和检测方法，具体是指基于电磁感应的大型发电机定子铁心齿片间绝缘损伤故障检测装置及检测方法。

背景技术

伴随着中国电力事业的不断发展壮大，各发电厂对于大型发电机的需求也随之增多，并且发电机本身也正朝着大容量、高电压的趋势方向发展着。发电机作为电力系统中极为关键的设备之一，其安全可靠运行与否直接影响到电力系统运行的可靠性。如果发电机出现故障，特别是由于故障造成发电机停运的，则不但会影响发电效率，而且还会对整个社会生产生活产生不利的影响。因此，对于发电机中的故障做到“早发现、早解决”，就成为了电力部门要面临的一个重要的问题。

与此同时，一些关于发电机故障的文献表明，对发电机修复或重组工作费时费力，常常需要数月之久才能更新完毕，这对于发电厂来说是难以接受的。从经济角度与社会生产生活的角度出发，对发电机的故障发现得越早，故障越早得到解决，对于发电机的长久运行使用及电力系统运行的稳定性越有利。因此，研究出方便快捷的检测方法，能够定期有效地对发电机的故障进行检测，就变得尤为重要。

发电机定子铁心绝缘故障作为发电机定子部分的常见故障，近年来越来越受到人们的重视，对于发电机定子铁心绝缘故障检测手段的探索也一直都在进行之中。目前，对于定子铁心的检测常采用铁损法进行，尽管这种方法可以基本满足对于铁心故障的检测，然而其也有它的缺点和不足。正是在这种条件下，本论文重点研究了一种较为新颖的方法，能够通过简便快捷的手段检测定子铁心的绝缘故障。

据统计，截止到2014年3月，全国总装机容量已经达到了12.2亿千瓦，随着国民经济的继续快速发展，这一装机容量数据还将进一步加大。因此，对于发电机运行稳定性的需求也会随着总装机容量的增加而增大。如果本申请基于电磁感应的大型发电机定子铁心片间绝缘损伤故障检测仪能够推广应用到实际的发电机定期检修测试中，必将拥有广阔的市场前景。

发明内容

本发明的目的之一是提供基于电磁感应的大型发电机定子铁心齿片间绝缘损伤故障检测装置，该检测装置结构简单，能够有效判断出定子铁心齿片间是否存在绝缘损伤故障。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现的：基于电磁感应的大型发电机定子铁心齿片间绝缘损伤故障检测装置，其特征在于：所述检测装置包括交流电源、调压器、取样电阻、Chattock磁位计、锁相放大器、数据采集卡和计算机，所述的交流电源、调压器和取样电阻通过电缆相连接形成一个闭合励磁电路，待检测的定子铁心套在闭合励磁电路的电缆上，电缆穿过定子铁心的中心处，所述的Chattock磁位计横跨在定子铁心相邻的两片齿片之间，用于得到电压U，所述锁相放大器具有两个输入端口与一个输出端口，两个输入端口分别与闭合励磁电路中的电缆和Chattock磁位计相连接，用于接收闭合励磁电路中的励磁电流A以及Chattock磁位计获得的电压U，同时对接收的电压U进行A/U倍的同频放大，获得放大后的磁位计电流A，并通过输出端口将获得的磁位计电流A输入到数据采集卡，所述的数据采集卡也具有两个输入端口与一个输出端口，两个输入端口分别与取样电阻与锁相放大器相连接，用于接收取样电阻采集的取样励磁电流A'和锁相放大器传输来的磁位计电流A，同时通过输出端口将采集到的两个电流信号同步传输给计算机，所述的计算机对接收的取样励磁电流A'和磁位计电流A进行差值△A计算，获得两者差值的绝对值△A即为定子铁心相邻的两片齿片间的铁心交轴分量电流值，若△A小于5mA，则所检测的定子铁心相邻的两片齿片之间不存在短路故障，若△A大于等于5mA，则所检测的定子铁心相邻的两片齿片之间存在短路故障，所述检测装置能够有效判断出定子铁心齿片间是否存在绝缘损伤故障。

本发明可以做如下改进：所述计算机还能够将获得的铁心交轴分量电流值进行波形图像显示，通过观察计算机显示的波形图像，来判断所检测位置定子铁心的绝缘状况。

本发明检测装置的主要组成部分分为硬件部分和软件部分两大方面，其中硬件部分主要包括Chattock磁位计、锁相放大器、数据采集卡，以及诸如取样电阻、调压器、电缆、计算机等辅助设备。软件部分主要针对计算机中的应用程序而言，将经过由放大器放大之后的磁位计检测信号，经由数据采集卡输入到计算机中，对该信号进行正交分解，以获得实时的交轴分量电流值，从而判断铁心绝缘故障情况。