发电机绝缘过热在线监测技术

随着我国的经济取得了突飞猛进的发展，人们的物质文化生活得以快速的提高，人们对电能的需求量不断的增加，我国的电厂也进入了快速的建设阶段。电厂的快速建设，在一定程度上缓解了人们用电量不断增加与供电需求之间的矛盾，与此同时同时，也对发电机运行的安全性提出了更高的要求。但电厂实际运行过程中，其发电机组在长时间的运行中会发生一些经常性的故障，发电机事故特别是大容量发电机事故的波及面大、修理周期长、费用昂贵、停运损失尤其严重，不仅影响到了人们的正常用电需求，同时对企业的经济效益也造成较大的影响。所以在电厂的运行过程中，需要针对发电机常见的故障原因进行必要的分析，从而制订出预防的措施，从而保证发电机组的正常运行。

发电机内部主要的绝缘系统包括定子绕组的主绝缘、定子铁心的片间绝缘、转子绕组匝间绝缘和槽绝缘等几大部分。如果这些绝缘系统出现局部过热现象，将有可能引起发电机损坏，并造成严重的损失。

目前，监测发电机内部温度变化的各种测温元件还没有覆盖整个绝缘系统。例如，虽然定子绕组各槽线棒上下层之间都有层间温度的监测，但线棒绝缘局部的发热，如果不是正好位于层间测温原件处，则很难被发现。即使是对于定子水内冷的发电机，线棒绝缘局部的过热对线棒内部流动的水的温度变化影响不大，并且由于其线棒出水温度测温元件位于引水管与汇水管的交汇口，测温元件受汇水管内水的影响大，因此，层间测温和出水测温元件只能反映水路是否有堵塞的问题，却不能反映绝缘局部过热的问题。定子铁心上埋设的测温元件就更少了，通常只有12-16只，埋设于铁心的齿部或轭部，它们也只能检测到自身邻近很小范围区域的温度变化，不可能监测到铁心其它部位的过热问题。转子以3000r/min的速度高速转动，本身没有埋设测温元件，也就无法用测温元件来监测其绝缘过热问题。

为了能尽早检测出发电机内部绝缘系统的局部过热缺陷，避免绝缘局部过热可能造成的严重后果，世界各国都在研制发电机绝缘局部过热在线监测装置，并且都有经运行验证的定型产品。通过监测发电机定子膛内氢气中杂质气体含量的变化，来监测发电机内部是否存在绝缘局部过热问题，即属于气体监控类型。气体监控的最大优势是能够利用气体充满于整个发电机内部空间的特点，对发电机膛内所有过热缺陷都能进行监测，以发现发电机绝缘过热的早期故障。

       随着大容量发电机组在全国电网中投运比例越来越高，其故障的偶发对电网安全运行造成的影响日益凸显。发电机的故障偶发源于在制造、安装、运行等环节中存在一些潜在缺陷，由此引发过多次重大事故，造成了较大的经济损失，其中因绝缘局部过热引起的事故有一定的占比。

       80年代初期，发电机绝缘过热在线监测技术被广泛应用在国内发电厂，当前，该技术已日臻成熟。国内外厂商推出的各类发电机绝缘过热在线监测装置已发展成为发电机运行监测不可或缺的重要设备之一，大多能连续在线监测发电机绝缘过热的发生与发展情况，为尽早判定发电机是否存在绝缘过热以及损坏部位提供依据，同时也可作为指导及时检修及周期维护的重要参考。