[发明专利]一种水轮发电机定子槽放电检测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机定子槽放电检测器，属于电气工程应用。

背景技术

大型水轮发电机是电力系统中非常重要的电气设备，它在电力生产中起到重要作用。水轮发电机主要由定子和转子构成，转子在水轮机的驱动下旋转并形成旋转的转子磁场，转子磁场切割定子绕组，从而水轮发电机向电网输出电流。大型水轮发电机运行时，其定子绕组经常受到工作环境的影响，譬如大电流、高电压、过热、受潮和震动的作用，使定子线棒的绝缘逐渐老化。尤其是在定子槽体内的槽口、槽间、槽底附近的电场较强，另外由于线棒制造工艺的限制，定子线棒在嵌入定子槽体过程中难免会出现小气隙。因此，大型水轮发电机在运行中，定子槽部小气隙当受到强电场作用会引发定子槽部火花放电和电弧放电，这些放电会加速发电机槽绝缘破坏，导致发电机绕组接地故障，最终导致发电机停止发电。因此，在线监测大型水轮发电机定子槽部放电，并且确定发电机定子槽部放电位置，即定子槽号和槽体部位（槽口、槽间、槽底），为快速检修大型水轮发电机就显得十分必要。

由于水轮发电机是一种全封闭且多支路多槽数的旋转电机，其转子旋转，结构复杂，直接在线运行监测十分困难。发电机定子槽部放电的监测方法较多，目前多采用从定子三相绕组中性线或定子三相绕组的输出线上采集电流或电压，进行放电特性分析，这些方法能够判定发电机绕组有无放电现象，但是均不能准确判定发电机定子槽部放电位置，且信号处理技术要求较高、分析误差大、抑制干扰的能力差，尤其对槽数多的大型水轮发电机的处理成本很高，直接影响发电机的快速检修过程。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种水轮发电机定子槽放电检测器，其特点是解决目前水轮发电机定子槽部火花放电和电弧放电位置的在线检测问题，提高发电机定子槽部放电的定位准确度，确保大型水轮发电机的安全运行。

本发明采用的技术方案如下：

一种水轮发电机定子槽放电检测器，其包括顺序连接的光纤探头、多芯光纤、光电转换单元、定位显示单元和工作电源，所述光纤探头埋设在定子槽体内。

上述技术方案中，定子槽体包括槽口、槽底、槽间。

上述技术方案中，光纤探头是经过对多芯光纤的前端粘接光透镜处理后形成。

上述技术方案中，光电转换单元包括光敏电阻或者光敏三极管。

上述技术方案中，定位显示单元包括发光二极管。

上述技术方案中，所述光纤探头采集定子槽体内放电时产生的光信号，并通过多芯光纤传送至光电转换单元的光敏电阻或者光敏三极管，光敏电阻改变阻值或者光敏三极管接收到光信号后导通，控制显示定位单元的发光二极管发出光亮，从而判断定子槽体内部是否放电。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是发电机定子槽放电检测器框图；

图2是发电机定子槽放电检测器电路原理图；

1-发电机的定子槽体,2-定子绕组上层线棒,3-定子绕组下层线棒,4-埋设在槽口的光纤探头,5-埋设在槽间的光纤探头,6-埋设在槽底的光纤探头,7-第一多芯光纤,8-第二多芯光纤，9-第三多芯光纤，10-光敏电阻R1,11-光敏电阻R2,12-光敏电阻R3，13-第一发光二极管，14-第二发光二极管，15-第三发光二极管，16-工作电源。

具体实施方式

下面结合图1、图2对本发明作详细说明。

本发明利用光纤的高绝缘和良好的导光特性，在水轮发电机的每个定子槽内，把光纤探头有规律地埋设在易发生槽部放电的位置，构成多路光纤集成采光系统，采集定子槽部放电时发出的亮光，并通过多路光纤将槽部放电时发出的光传输到光电转换单元，光电转换单元将光信号转换成电信号，定位显示单元发光显示槽体部位，确定定子槽放电区域以及产生放电的定子槽号，实现对大型或巨型水轮发电机定子槽放电的在线快速检测。

本发明的原理，如图1所示。

发电机定子槽放电检测器含有光纤探头、光电转换单元、定位显示单元和工作电源，通过多芯光纤分别连接构成，光纤探头是经过对多芯光纤的前端粘接光透镜处理后形成，被分别埋设在发电机定子槽体内（槽口、槽底、槽间），多芯光纤的一端与光纤探头连接，另一端与光电转换单元的光敏电阻或者光敏三极管基极连接，光敏电阻或者光敏三极管集电极连接到定位显示单元的发光二极管和工作电源。

光纤探头由光透镜和多芯光纤耦合构成。光电转换单元由光敏电阻和多芯光纤耦合构成或者由光敏三极管和多芯光纤耦合构成。定位显示单元由发光二极管和工作电源连接构成。