一种发电机励磁系统的局放监测系统的制作方法

1.本实用新型属于发电机励磁绝缘故障测试及故障诊断技术领域，具体涉及一种发电机励磁系统的局放监测系统。


背景技术：

2.近年来，随着电网规模的不断扩大，电力系统运行设备的不断增加，系统运行的复杂性也随之增加，电力系统的安全稳定运行变得越来越重要。因此，电力系统运行过程的在线监测技术和故障诊断技术越来越引起电网的重视。励磁控制系统作为电力系统的重要组成部分，其能否稳定运行关系到电力系统的整体运行稳定性，对大型发电机励磁控制系统运行状况进行实时监测和故障的快速诊断愈发显得必要和紧迫。
3.当前对于励磁控制系统的故障诊断技术研究大多以故障发生后的分析处理为主，这无助于减少设备故障率以及缩短故障处理的时间。发电机励磁系统在线检测方法主要为红外监控温度，该方案需要在发电机励磁系统中安装大量的红外监测探头，在运行电压下进行长期监测，该方案监测故障数据具有较大的滞后性，通常故障发生且持续较长一段时间后，温度才会明显变化，此时才可监测发现。因此，红外监测本质上讲属于故障中及后的在线监测方法，无法做到故障前的主动预防。
4.由此可见，传动的监测系统，只能在发电机励磁系统发生故障后做处理，无法做到故障前的主动预防。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种发电机励磁系统的局放监测系统，本系统能够将故障后维修的被动策略转变为故障前预防的主动策略，依据预测诊断趋势实施有效的健康管理，优化故障诊断策略，提高电网运行可靠性，减少设备故障率，为实现机组“零非停”提供有力的技术保障。
6.为了达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种发电机励磁系统的局放监测系统，包括第一耦合电容、第二耦合电容和采集单元；
8.所述第一耦合电容与发电机励磁系统的功率柜相连；
9.所述第一耦合电容的接地端连接有第一电流传感器；
10.所述第二耦合电容与发电机励磁系统的磁场断路器相连；
11.所述第二耦合电容的接地端连接有第二电流传感器；
12.所述第一耦合电容、所述第一电流传感器、所述第二耦合电容、和所述第二电流传感器分别与所述采集单元相连。
13.进一步地，发电机励磁系统还包括发电机、励磁调节器、励磁变和发电机转子绕组；
14.所述发电机通过所述励磁调节器与所述励磁变相连；
15.所述励磁变与所述功率柜连接；
16.所述功率柜通过所述磁场断路器与所述发电机转子绕组相连。
17.进一步地，所述第一耦合电容并联在所述功率柜的三相母线上。
18.进一步地，所述第一耦合电容通过第一局放信号线与所述采集单元相连。
19.进一步地，所述第一电流传感器通过第二局放信号线与所述采集单元相连。
20.进一步地，所述第二耦合电容通过第三局放信号线与所述采集单元相连。
21.进一步地，所述第二电流传感器通过第四局放信号线与所述采集单元相连。
22.进一步地，所述采集单元连接有计算机。
23.进一步地，所述第一耦合电容与所述采集单元之间连接有第一检测阻抗。
24.进一步地，所述第二耦合电容与所述采集单元之间连接有第二检测阻抗。
25.相比与现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
26.本实用新型提供一种发电机励磁系统的局放监测系统，通过在发电机励磁系统的功率柜处连接第一耦合电容，并在第一耦合电容的接地端连接第一电流传感器，同时在发电机励磁系统的磁场断路器处连接第二耦合电容，并在第二耦合电容的接地端连接第二电流传感器，在运行过程中，当功率柜内元件或磁场断路器及转子绕组产生一次局放时，其耦合电容的两端就会产生一个瞬时的电压变化，此时由耦合电容构成的回路中产生脉冲电流，此脉冲电流通过耦合电容产生脉冲电压；如果发生轻微的高频局放，可通过电流传感器进行实时监测，利用采集单元对耦合电容以及电流传感器采集信号，通过采集到的信号实现对发电机励磁系统的实时监测；本系统结构简单，便于实施，监测效果明显，能够在发电机励磁系统发生故障前的主动预防，具有良好的推广应用价值。
27.优选地，本实用新型的采集单元还连接了计算机，这样，更加方便对当前发电机励磁系统健康状态的识别和判断，提高了系统的监测效率。
28.优选地，本实用新型的耦合电容与采集单元之间连接了检测阻抗，使用时，将耦合电容信号传输接口与检测阻抗的输入端通过屏蔽信号线可靠连接；检测阻抗接地端子与接地网可靠连接；将检测阻抗的信号输出端与就地采集单元通过屏蔽信号线可靠连接，这样，在运行过程中，当功率柜内元件或磁场断路器及转子绕组产生一次局放，其耦合电容器两端就会产生一个瞬时的电压变化，此时在耦合电容和检测阻抗组成的回路中产生脉冲电流，进而采集得到局放特征量。
附图说明
29.图1为本实用新型实施例提供的一种发电机励磁系统的局放监测系统的结构示意图。
30.附图标记：
31.发电机-1；励磁调节器-2；励磁变-3；第一耦合电容-4；第一电流传感器-5；第一局放信号线-6；第二局放信号线-7；采集单元-8；计算机-9；功率柜-10；第二耦合电容-11；磁场断路器-12；第三局放信号线-13；发电机转子绕组-14；第二电流传感器-15；第四局放信号线-16。
具体实施方式
32.本实用新型提供一种发电机励磁系统的局放监测系统，包括第一耦合电容4、第二耦合电容11和采集单元8；所述第一耦合电容4与发电机励磁系统的功率柜10相连；所述第一耦合电容4的接地端连接有第一电流传感器5；所述第二耦合电容11与发电机励磁系统的磁场断路器12相连；所述第二耦合电容11的接地端连接有第二电流传感器15；所述第一耦合电容4、所述第一电流传感器5、所述第二耦合电容11、和所述第二电流传感器15分别与采集单元8相连，所述采集单元8连接有计算机9。
33.所述发电机励磁系统还包括发电机1、励磁调节器2、励磁变3和发电机转子绕组14；所述发电机1通过所述励磁调节器2与所述励磁变3相连；所述励磁变3与所述功率柜10连接；所述功率柜10通过所述磁场断路器12与所述发电机转子绕组14相连。
34.所述第一耦合电容4并联在所述功率柜10的三相母线上。
35.所述第一耦合电容4通过第一局放信号线6与所述采集单元8相连；所述第一电流传感器5通过第二局放信号线7与所述采集单元8相连；所述第二耦合电容11通过第三局放信号线13与所述采集单元8相连。所述第二电流传感器15通过第四局放信号线16与所述采集单元8相连。
36.所述第一耦合电容4与所述采集单元8之间连接有第一检测阻抗。
37.所述第二耦合电容11与所述采集单元8之间连接有第二检测阻抗。
38.下面结合本实用新型的实施例和附图对本实用新型作进一步地描述，当然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。
39.实施例
40.如图1所示，本实施例提供一种发电机励磁系统的局放监测系统，包括发电机1、励磁调节器2、励磁变3、第一耦合电容4、第一电流传感器5、第一局放信号线6、第二局放信号线7、采集单元8、计算机9、功率柜10、第二耦合电容11、磁场断路器12、第三局放信号线13、发电机转子绕组14、第二电流传感器15和第四局放信号线16。
41.其中，通过将发电机1与励磁变3及励磁调节器2连接，励磁变3与功率柜10连接，功率柜10经过磁场断路器12与发电机转子绕组14连接，形成发电机励磁一次结构系统(发电机励磁系统)。
42.第一耦合电容4连接在功率柜10的三相母线处，第一电流传感器5串入第一耦合电容4接地线中，将第二局放信号线7与采集单元8可靠连接，将第一局放信号线6与采集单元8可靠连接，形成功率柜交流侧在线局放监测。
43.第二耦合电容11与磁场断路器12可靠连接，第二电流传感器15串入第二耦合电容11接地线中，将第三局放信号线13与采集单元8可靠连接，将第四局放信号线16与采集单元8可靠连接，形成励磁断路器侧在线局放监测。采集单元8与计算机9通过无线通讯进行数据实时传输。
44.特别的，为了保证更好的监测效果，上述电流传感器均采用高频电流传感器。
45.在本实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实
用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
47.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
48.本实施例提供一种发电机励磁系统的局放监测系统的具体的实施操作如下：
49.1)进行安装准备工作，待所有前期准备工作结束后，进入步骤2)；
50.2)将一组耦合电容器(第一耦合电容4)分别并联接于功率柜(10)的交流侧母排a、b、c三相处。进入步骤3)；
51.3)将第一耦合电容4的接地线n端子打开，将第一电流传感器5串入接地线，再将第一耦合电容4的接地线n端子可靠接地。进入步骤4)；
52.4)将第一电流互感器5信息传输接口通过双屏蔽的同轴电缆(第二局放信号线7)连接至采集单元8。进入步骤5)；
53.5)将第一耦合电容4的信息传输接口通过双屏蔽的同轴电缆(第一局放信号线6)连接至采集单元8。进入步骤6)；
54.6)将另一组耦合电容器(第二耦合电容11)分别并联接于直流的磁场断路器12处。进入步骤7；
55.7)将第二耦合电容11的接地线n端子打开，将第二电流传感器15串入接地线，再将第二耦合电容11的接地线n端子可靠接地。进入步骤8)；
56.8)将第二电流传感器15的信息传输接口通过双屏蔽的同轴电缆(第四局放信号线16)连接至采集单元8，进入步骤9)；
57.9)将第二耦合电容11的信息传输接口通过双屏蔽的同轴电缆(第三局放信号线13)连接至采集单元8，进入步骤10)。
58.10)打开采集单元8的电源开关，对局放信号进行采集，通过识别和诊断局放信号进而监测发电机励磁系统当前所处的健康状态，做到发生励磁系统故障前的实时监测。
59.另外，为了提高监测效率，采集单元8可连接后台的计算机9，打开计算机9的诊断数据平台软件，调试无线传输，使得后台软件可以接收步骤10)采集到的局放信号，提高监测效率。
60.步骤5)的具体操作过程为：
61.51)将第一耦合电容4的信号传输接口与第一检测阻抗的输入端通过屏蔽信号线可靠连接。第一检测阻抗的接地端子与接地网可靠连接。将第一检测阻抗的信号输出端与采集单元8通过屏蔽信号线可靠连接。
62.步骤9)的具体操作过程为：
63.91)将第二耦合电容器信号的传输接口与第二检测阻抗的输入端通过屏蔽信号线
可靠连接。第二检测阻抗的接地端子与接地网可靠连接。将第二检测阻抗的信号输出端与采集单元8通过屏蔽信号线可靠连接。
64.本实施例将测量所得的多种故障数据源(局放信号)，通过无线通讯发送送至后台诊断平台；后台诊断平台系统完成对局部放电信号的诊断和识别，生成相关放电图谱和报警信，从而实时识别和评价发电机励磁系统所处的健康状态。
65.另外，本实施例通过监测单元的非侵入安装方式，不改变被监测设备(发电机励磁系统)的接线方式，可以安全可靠的进行实时监测。在运行过程中，当功率柜内元件或磁场断路器及转子绕组产生一次局放，其耦合电容器两端就会产生一个瞬时的电压变化，此时在耦合电容和检测阻抗组成的回路中产生一脉冲电流，此脉冲电流通过与耦合电容连接的检测阻抗产生脉冲电压，将此脉冲电压进行采集、放大、显示等处理，就可获得局放特征量；将测量所得信号经降噪、滤波、识别和存储，将局部放电信息送至后台诊断平台。后台诊断平台系统完成对局部放电信号的识别和诊断，生成相关放电图谱和报警及预防措施信息。本实施例不仅可以实现实时监测，还可省去停电检修的试验成本，进一步降低运行维护费用。
66.尽管以上结合附图与实施例对本实用新型的实施方案进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。