高壓電機(jī)定子繞組多因子老化方法及其局部放電機(jī)理研究.pdf

1、本文是山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高壓電動(dòng)機(jī)主絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)警方法研究”(No:2014011024-3)的重要組成部分，是針對(duì)目前高壓電機(jī)定子絕緣老化問(wèn)題頻發(fā)提出的。高壓電機(jī)定子繞組在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)遭受電、機(jī)械、熱、環(huán)境等多種老化應(yīng)力的聯(lián)合作用，使其機(jī)械性能和電氣特性降低，產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象。局部放電是衡量定子繞組絕緣老化情況的重要指標(biāo)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，超過(guò)40％的高壓電機(jī)故障是由定子絕緣老化引起的，因此，研究多因子老化作用下高壓電機(jī)定

2、子絕緣局部放電特征參量的變化關(guān)系，分析每種老化因子對(duì)局部放電的影響，了解不同老化應(yīng)力下局部放電的發(fā)生機(jī)理，具有非常重要的意義。
　　高壓電機(jī)定子繞組遭受的老化應(yīng)力種類(lèi)繁多，不同的老化應(yīng)力組合導(dǎo)致的絕緣老化機(jī)理大不相同，進(jìn)而產(chǎn)生的局部放電現(xiàn)象也隨之不同。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用了多種多因子老化模型來(lái)模擬定子繞組絕緣老化過(guò)程，取得了顯著的成果。然而，其針對(duì)的老化應(yīng)力大多是電、熱、機(jī)械等，事實(shí)上，隨著高壓電機(jī)工作環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜，除了上述老

3、化應(yīng)力外，環(huán)境因素，如濕度、油污、化學(xué)侵蝕等對(duì)定子繞組絕緣的老化也越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致了包含局部放電在內(nèi)的多種絕緣故障。本文分別建立了適用于定子繞組端部和槽部絕緣老化的多因子老化模型，提出了電、熱、濕度、油污、機(jī)械磨損等結(jié)合的端部多因子老化模型及電、熱、機(jī)械磨損結(jié)合的槽部多因子老化模型，確定了其中各老化因子的試驗(yàn)參數(shù)，并用該老化模型及試驗(yàn)方法對(duì)10kV定子繞組進(jìn)行老化試驗(yàn)，取得了明顯的老化效果。
　　絕緣老化程度不同，產(chǎn)生的局部放電信

4、號(hào)也不同，根據(jù)局部放電信號(hào)的特征可以判斷絕緣的老化程度。為了準(zhǔn)確提取局部放電信號(hào)，本文采用整根真機(jī)定子繞組作為試驗(yàn)對(duì)象，制作了一種雙槽鐵心作為接地電極，從而避免了干擾放電，保證了局部放電來(lái)源的可靠性和唯一性。
　　在建立的多因子老化模型及試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，采集了多因子老化作用下定子繞組端部和槽部放電信號(hào)。通過(guò)對(duì)局部放電二維譜圖、局部放電電流、放電功率、放電相位、放電次數(shù)及放電不對(duì)稱(chēng)度等特征參量的提取及處理，分析試驗(yàn)繞組的老化狀態(tài)。

5、分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)：不同老化條件下，局部放電特征參量的幅值大小和相位分布明顯不同，且具有唯一性。
　　通過(guò)分析局部放電特征參量隨老化條件的變化關(guān)系，分析了端部放電和槽部放電的發(fā)生發(fā)展過(guò)程及放電機(jī)理，總結(jié)了各老化因子對(duì)局部放電的影響。分析結(jié)果表明，機(jī)械磨損是導(dǎo)致端部放電和槽部放電的先決條件，溫度對(duì)放電具有明顯地促進(jìn)作用，油污放電的發(fā)展取決于濕度的大小及電壓等級(jí)的高低，在一定范圍內(nèi)濕度對(duì)放電具有明顯的抑制作用，超出該范圍時(shí)則產(chǎn)生爬電現(xiàn)象，長(zhǎng)