基于智能信息處理的發(fā)電機(jī)繞組絕緣故障在線監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)研究.pdf

1、大型發(fā)電機(jī)是電站的主要設(shè)備之一，其系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性將直接影響電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，而發(fā)電機(jī)絕緣故障在發(fā)電機(jī)故障中占有較高的比例，在大電機(jī)維護(hù)方式由定時(shí)離線檢修向在線狀態(tài)維修發(fā)展的過(guò)程中，采用在線監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)大電機(jī)繞組的絕緣性能檢測(cè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。發(fā)電機(jī)繞組在運(yùn)行過(guò)程中受到電、熱、機(jī)械、化學(xué)等多種因素的聯(lián)合作用下，其絕緣性能會(huì)發(fā)生變化，在絕緣性能逐漸老化的同時(shí)，電氣性能也會(huì)發(fā)生一系列相應(yīng)的改變，最終導(dǎo)致發(fā)生絕緣事故。因

2、此采用在線監(jiān)測(cè)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)絕緣狀況的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，分析發(fā)電機(jī)繞組的絕緣性能參數(shù)在運(yùn)行過(guò)程中的變化情況，是評(píng)估發(fā)電機(jī)特別是大型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)絕緣性能非常有效的檢測(cè)方法。
　　 在大型發(fā)電機(jī)繞組絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣老化機(jī)理的研究方面，分析了大型發(fā)電機(jī)繞組在運(yùn)行過(guò)程的熱老化、機(jī)械老化和電老化的發(fā)生過(guò)程;通過(guò)對(duì)大型發(fā)電機(jī)繞組絕緣材料性能數(shù)學(xué)模型的分析，討論了單因子電老化、熱老化、機(jī)械老化和多因子老化的特點(diǎn);重點(diǎn)分析了老化參數(shù)對(duì)絕緣性能的影響。在

3、此基礎(chǔ)上又對(duì)繞組絕緣性能的測(cè)試方法進(jìn)行了比較、分析和研究。在總結(jié)國(guó)內(nèi)外大型發(fā)電機(jī)絕緣性能在線測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，探討了測(cè)量線棒放電量(pC)來(lái)檢測(cè)局部放電性能方法存在的不足和局限性，提出了通過(guò)測(cè)量中心點(diǎn)電流來(lái)檢測(cè)大型發(fā)電機(jī)局部放電性能的方案，并討論了使用不同檢測(cè)方案的具體要求。
　　 在大型發(fā)電機(jī)局部放電在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究方面，在分析原射頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(RFM)的基礎(chǔ)上，研究設(shè)計(jì)了基于智能信息處理的發(fā)電機(jī)絕緣在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)

4、。完成了系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、功能設(shè)置、性能指標(biāo)確定、系統(tǒng)預(yù)報(bào)警和故障報(bào)警整定值設(shè)定，以及包括高頻寬帶電流傳感器、小信號(hào)大動(dòng)態(tài)高頻寬帶對(duì)數(shù)放大器和準(zhǔn)峰值檢波器等關(guān)鍵部件的研制。研制的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有大動(dòng)態(tài)范圍、高精度、遠(yuǎn)程通信與監(jiān)控等功能，該系統(tǒng)經(jīng)檢測(cè)，其中放大器濾波矩形系數(shù)、系統(tǒng)抗干擾能力等部分性能指標(biāo)處于先進(jìn)水平。
　　 在模糊故障診斷理論的應(yīng)用方面，研究基于模糊信息處理的大型發(fā)電機(jī)繞組絕緣狀態(tài)判決準(zhǔn)則和故障樹(shù)分析理論，在分析故

5、障特征模糊性的基礎(chǔ)上，討論了故障特征與模糊狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)了模糊推理機(jī)制、模糊知識(shí)庫(kù)以及模糊推理表達(dá)式和發(fā)電機(jī)繞組絕緣故障樹(shù)結(jié)構(gòu)等，完成的基于模糊理論的絕緣狀況專家診斷系統(tǒng)經(jīng)檢驗(yàn)，能有效判斷繞組絕緣故障。
　　 在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷理論的應(yīng)用方面，分析了采集發(fā)電機(jī)定子繞組中心點(diǎn)信號(hào)用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子回路故障的原理。在討論RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷理論以及權(quán)值系數(shù)迭代關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子故障診斷技術(shù)和方案，并

6、用實(shí)例證實(shí)了該方案的有效性。
　　 在遠(yuǎn)程移動(dòng)智能診斷技術(shù)研究方面，討論了基于Mobile-Agent在發(fā)電機(jī)絕緣狀態(tài)智能診斷專家系統(tǒng)方案的構(gòu)建，在分析Mobile-Agent系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，提出了MA系統(tǒng)保護(hù)方案和安全性措施的設(shè)計(jì)過(guò)程。論文討論了基于Bayes網(wǎng)絡(luò)的故障診斷理論用于發(fā)電機(jī)絕緣故障診斷的方案，在基于信息融合的故障診斷技術(shù)研究上做了有益的探索。
　　 總結(jié)全文，主要的創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　

7、 1.研制的大型發(fā)電機(jī)繞組絕緣狀況遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有大動(dòng)態(tài)范圍，高精度和遠(yuǎn)程通信和監(jiān)控等功能;設(shè)計(jì)完成了系統(tǒng)關(guān)鍵部件:高頻寬帶電流傳感器、小信號(hào)大動(dòng)態(tài)高頻寬帶對(duì)數(shù)放大器和準(zhǔn)峰值檢波器等的研制，系統(tǒng)已經(jīng)在大型發(fā)電機(jī)上得到應(yīng)用。
　　 2.提出了基于模糊診斷技術(shù)的大型發(fā)電機(jī)繞組絕緣狀態(tài)判別方法與準(zhǔn)則，結(jié)合自主研制的絕緣故障專家診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同容量、不同結(jié)構(gòu)和工況的大型發(fā)電機(jī)繞組絕緣狀況的在線監(jiān)測(cè)與故障診斷。
　　 3.