汽輪發(fā)電機(jī)主絕緣多因子老化的介電響應(yīng)特性研究.pdf

1、主絕緣作為汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣系統(tǒng)的主要組成部分，其性能直接關(guān)系到機(jī)組的運(yùn)行可靠性、壽命和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在發(fā)電機(jī)服役期間，主絕緣因受到電、熱、機(jī)械和環(huán)境因素等多因子應(yīng)力協(xié)同作用而逐漸劣化，繼而引發(fā)電機(jī)故障，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全。目前，開展大型發(fā)電機(jī)主絕緣狀態(tài)評(píng)估主要依靠在線監(jiān)測與傳統(tǒng)離線試驗(yàn)，但均因?qū)嶋H運(yùn)用中存在的問題而很難實(shí)現(xiàn)全面準(zhǔn)確的評(píng)估。近年來，介電響應(yīng)理論的發(fā)展，為研究新型絕緣狀態(tài)評(píng)估體系提供了新思路，對利用電介質(zhì)響應(yīng)法實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)

2、主絕緣狀態(tài)的準(zhǔn)確評(píng)估具有重要指導(dǎo)意義。
　　本文基于頻域介電譜法(FDS)圍繞發(fā)電機(jī)主絕緣多因子 開展了研究工作。詳細(xì)介紹了電介質(zhì)的微觀極化機(jī)制作，根據(jù)電介質(zhì)極化理論闡釋了電介質(zhì)頻域響應(yīng)理論和頻域介電譜法的基本原理，進(jìn)一步分析了單一弛豫和雙弛豫Debye模型。結(jié)果表明:環(huán)氧-云母復(fù)合絕緣材料的介電響應(yīng)現(xiàn)象是由多個(gè)弛豫貢獻(xiàn)總和引起的，提出采用擴(kuò)展Debye模型擬合實(shí)測介電譜來研究材料的介電弛豫特性。
　　搭建了定子線棒絕緣的

3、電-熱-機(jī)械應(yīng)力聯(lián)合老化試驗(yàn)平臺(tái)和FDS測試平臺(tái)，采用絕緣電阻和吸收比試驗(yàn)、介質(zhì)損耗測試、局部放電試驗(yàn)和FDS對不同老化程度的試樣開展了測試;同時(shí)通過試驗(yàn)研究了溫度和水分對頻域介電譜的影響，運(yùn)用電介質(zhì)極化理論對頻域介電現(xiàn)象進(jìn)行了機(jī)理分析，建立擴(kuò)展Debye模型并基于過渡態(tài)理論提出一種求取定子線棒絕緣活化能△G≠和活化熵△S≠的新方法。試驗(yàn)結(jié)果表明:吸收比K和介損tanδ的變化規(guī)律反映出線棒絕緣隨老化程度加深逐漸劣化;建立的3支路擴(kuò)展De

4、bye弛豫模型擬合值與測試值基本相符;選取的特征參數(shù)活化能和活化熵可表征主絕緣隨溫度變化的特性，運(yùn)用過渡態(tài)理論能夠闡釋發(fā)電機(jī)主絕緣頻譜介電性能的溫度依存性;老化對主絕緣頻域介電譜在低頻影響較為明顯，頻域特征介電參數(shù)(復(fù)介電常數(shù)ε和介損tanδ)與最大放電量增加率Nq滿足一定函數(shù)關(guān)系。
　　同時(shí)，對珠海發(fā)電廠02＃機(jī)組定子開展了現(xiàn)場FDS測試，分析表明:現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果的變化規(guī)律與實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)論基本一致，可將電介質(zhì)響應(yīng)法初步推廣應(yīng)用于發(fā)