基于电磁测试的水轮发电机局部放电监测新方法

摘要

局部放电（以下简称“局放”）监测是发电机定子绕组绝缘故障诊断的有效方法 .传统的脉冲电流监测法采用电容式传感器采集局放信号，存在改造安装成本高和关键器件严重依赖国外进口等问题.本文充分考虑水电站复杂电磁环境，以及典型局放故障的电磁特性对测试结果的影响，设计了一种适用于水轮发电机局放非接触式监测的新方法 .该方法通过在复杂电磁环境中捕获局放过程中电荷快速迁移产生的脉冲电流所激发的特征电磁脉冲信号，进行精准的非接触式局放监测.使用该方法对水电站背景电磁干扰进行分析，发现SF165-66型水轮发电机运行连续性干扰电磁噪声强度为-75～-80 dBm(P_dBm=10×lg（P_W×1000）,30 dBm=1 W)，且在1.76、 2.55、 3.40 GHz附近有稳定的电磁干扰；在SF165-66型水轮发电机真机局放实测中，监测到0.5～1.0 GHz范围的宽频信号.与端部低阻防晕磨损缺陷测试进行对比，结果证实该方法能准确采集模拟局放源的信号.该方法首次实现水轮发电机运行工况下的非接触式局放无损检测，突破了传统脉冲电流法检测技术对进口设备的依赖瓶颈，解决了水轮发电机用检测设备改造安装成本高、部署复杂的行业难题.研究成果为水轮发电机局放监测的轻量化、低成本工程应用提供了新的思路和可靠的技术.

关键词

水轮发电机 / 局部放电监测 / 非接触式 / 电磁法

基金资助

国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点项目（U24B20108）