用好在线监测装置及早发现设备异常
点击次数：2443 更新时间：2011-08-19
摘要：通过加强对电气设备的在线监测，掌握设备的运行工况，尽早发现异常情况，进行综合分析，找出设备隐患，将事故消灭在萌芽之中，为实施设备的状态检修打下扎实的基础。
我公司二台发电机组是上海汽轮发电机有限公司制造的*、第二台60OMW国产发电机组，其1号机组于2000年5月7日并网发电。
发电设备在运行过程中总会偶尔发生故障，如何运用状态监测仪和诊断技术是正确分析与掌握发电设备故障发生的规律，从而减少故障的发生，成为设备管理中的一个重要问题。也是实施状态维修、预知维修的重要基础。在发电机的故障中，定子绝缘烧毁的恶性事故是发生频率较高的故障之一。发电机的绝缘故障是渐发性故障，它是由于发电机的绝缘状况逐渐劣化，绝缘性能慢慢降低而引起的故障，也称绝缘劣化故障。绝缘性能劣化是造成发电机故障的主要原因。而设备的故障放电是电气设备绝缘击穿事故的必经过程，对设备放电进行在线监测，可以达到早期预报的目的。
为保证设备的健康运行，完好地监测发电机系统的绝缘状况，我厂的二台发电机组均安装了多套在线监测装置，尤其是由上海第二工业大学研制的SJY-l型发电机局部放电射频监测仪，它不同与其它监视仪表，能做到事故的事前预报。射频监测技术是通过监测运行中的发电机局部放电来对发电机绝缘状态进行在线监督的一种方法。该监测仪给出了发电机的绝缘状态与射频信号电平的函数关系，其数据与国内发电机大量采用离线的"电位外移"法的结果十分吻合。发电机定子局部放电（绝缘内部放电、槽放电、端部电晕等）的产生与发展，是定子绝缘损坏的主要原因。发电机运行中，由于定子线棒的绝缘缺陷，绝缘内部和表面都有可能产生局部放电量增大，严重时放电处将产生电弧，并辐射出大量电磁能。该方法利用高频电流互感器从发电机定子绕组中心线上拾取高频放电信号，以发现定子内部放电现象。局部放电射频监测仪在我厂的应用中充分发挥了作用，避免了一次发电机的绝缘损坏事故。
去年8月，我厂运行值班人员发现1号机组的发电机局部放电射频监测仪发出报警，射频信号电平指示值大于75%（正常时约50%）。收到报警信号后，我们对发电机组的运行工况进行了认真分析，对整个发电机系统进行了全面检查。发现发电机局部放电射频监测仪中的射频信号电平指示值的变化与发电机组的负荷变化有关，夜间机组负荷降低时，射频信号电平指示值变小，白天机组负荷升高时，射频信号电平指示值上升。根据该装置在其它机组的使用情况和几年来积累的运行经验，我们认为发电机系统存在异常情况。（吴烃电厂二台30OMW发电机组也安装了上海第二工业大学研制的发电机局部放电射频监测仪，1996年曾发生过局放射频监测仪报警，且电平指示值与负荷变化有关，在随后的停机小修时发现励磁机励磁绕组磨损，绝缘损坏，修复投运后报警消失，运行正常的情况。）在进一步检查后，发现几日内发电机补氢量有所增加，漏氢趋以严重，且发电机水箱气体流量计流量数值较大，日平均数值为700立方英尺（约20立方米/d），定子水箱顶部压力较高，水箱内气体的氢气溶度达69%。在综合分析后，我们初步认为发电机存在内漏现象。但由于当时正处夏季负荷高峰，机组一时无法停运检查，厂领导就要求我们加强监视、认真分析。如发现局放射频监测仪电平指示值数值继续上升、漏氢量加大、定子水箱内气体的氢气溶度升高或发电机组内有异声，则立即停机。
在与上海汽轮发电机有限公司取得，被告知:"美国西屋公司的资料规定为通过绝缘引水管汇入水箱的氢气泄漏量允许每天5立方英尺（114升）。当泄漏量每天超过20立方英尺（566升）时，需在下一次停机时查出原因，并将其修复。当泄漏量每天超过400立方英尺（22320升）时，需立即安排停机检修。"我们马上会同上海汽轮发电机有限公司、上海第二工业大学的有关专家、教授再次进行分析，分析时我们还发觉发电机的局放射频监测仪的射频信号电平指示值的变化还与机组的氢气湿度即露点有关，当大量补氢，干燥氢气增加时电平指示值下降，几日后电平指示值反弹。这表明射频信号电平的指示值和气体的湿度也有相应关系，因为湿度的增加容易引起绝缘的劣化，产生放电。经过详细地分析、讨论，专家们的意见和我厂一致，确认发电机内确实存在渗漏缺陷。并在对5月、6月、7月水箱气体流量计累计数值详细观察后，发现发电机的内漏已有数月，并在不断地发展。根据分析结果，大家认为应汇报调度，申请停机处理，及时消除设备缺陷，以免造成机组的严重损坏。
9月6日发电机组解列停机，当停用机组冷却水泵后，发现发电机水箱气体流量计数值走动更快，漏氢量明显增加。并且在将定子回路剩水排除后，采用氟利昂捉漏时，报警明显，进一步确定了发电机定子回路存在内漏。9月11日当检修人员打开发电机端盖后，发现定子线棒励侧集水环下部紧急放水管弯头焊接处有些沙眼，水管明显漏水。经上海汽轮发电机有限公司处理后，再次进行水压试验，情况良好。9月16日10:36机组并网，发电机运行正常。
上述事例表明运用在线监测装置对发电机定子绝缘的运行状态进行在线监测，可较早地发现发电机的事故隐患，从而采取措施，将故障消灭在萌芽状态，避免恶性事故的发生，减少经济损失，提高电力系统的安全运行可靠性。而用SJY-l射频监测仪作为一个预示事故的仪器，对发电机系统的绝缘状况进行评估，已从局限于监测定子线棒股线断裂拉电弧（西屋产品），扩展到对发电机低能量的局放的监督，更有效地发现早期的绝缘缺陷，掌握发电机定子的放电水平，为发电机状态维修提供有意义的信息。
设备的状态维修是必然趋势，充分利用各种在线监测手段是加强设备管理的新课题。
附图：
在吴泾二厂机1定子水回路泄漏的异常过程中，安装在该机上的SJY-1射频监测仪伴有信号指示。
8月初发现吴泾二厂#1发电机射频信号电平数值增大，而且与负荷变化有关。
至8月中、下旬，#1发电机日补氢量逐渐增大，直至25立方米/日，水箱中含氢，判断为发电机内有漏水存在，此时，由于频繁补进干燥氢，射频信号电平数值下落。
补氢几天后，射频信号电平数值再次增大。停机后，在做水压试验时，当水压在0.55Mpa，尚未剥去绝缘时，在发电机定子线圈励侧发现有水渗出。当剥去绝缘后发现励侧定子线圈进水汇流管下面排放管漏水，直角弯头处焊口有裂缝。
我公司二台发电机组是上海汽轮发电机有限公司制造的*、第二台60OMW国产发电机组，其1号机组于2000年5月7日并网发电。
发电设备在运行过程中总会偶尔发生故障，如何运用状态监测仪和诊断技术是正确分析与掌握发电设备故障发生的规律，从而减少故障的发生，成为设备管理中的一个重要问题。也是实施状态维修、预知维修的重要基础。在发电机的故障中，定子绝缘烧毁的恶性事故是发生频率较高的故障之一。发电机的绝缘故障是渐发性故障，它是由于发电机的绝缘状况逐渐劣化，绝缘性能慢慢降低而引起的故障，也称绝缘劣化故障。绝缘性能劣化是造成发电机故障的主要原因。而设备的故障放电是电气设备绝缘击穿事故的必经过程，对设备放电进行在线监测，可以达到早期预报的目的。
为保证设备的健康运行，完好地监测发电机系统的绝缘状况，我厂的二台发电机组均安装了多套在线监测装置，尤其是由上海第二工业大学研制的SJY-l型发电机局部放电射频监测仪，它不同与其它监视仪表，能做到事故的事前预报。射频监测技术是通过监测运行中的发电机局部放电来对发电机绝缘状态进行在线监督的一种方法。该监测仪给出了发电机的绝缘状态与射频信号电平的函数关系，其数据与国内发电机大量采用离线的"电位外移"法的结果十分吻合。发电机定子局部放电（绝缘内部放电、槽放电、端部电晕等）的产生与发展，是定子绝缘损坏的主要原因。发电机运行中，由于定子线棒的绝缘缺陷，绝缘内部和表面都有可能产生局部放电量增大，严重时放电处将产生电弧，并辐射出大量电磁能。该方法利用高频电流互感器从发电机定子绕组中心线上拾取高频放电信号，以发现定子内部放电现象。局部放电射频监测仪在我厂的应用中充分发挥了作用，避免了一次发电机的绝缘损坏事故。
去年8月，我厂运行值班人员发现1号机组的发电机局部放电射频监测仪发出报警，射频信号电平指示值大于75%（正常时约50%）。收到报警信号后，我们对发电机组的运行工况进行了认真分析，对整个发电机系统进行了全面检查。发现发电机局部放电射频监测仪中的射频信号电平指示值的变化与发电机组的负荷变化有关，夜间机组负荷降低时，射频信号电平指示值变小，白天机组负荷升高时，射频信号电平指示值上升。根据该装置在其它机组的使用情况和几年来积累的运行经验，我们认为发电机系统存在异常情况。（吴烃电厂二台30OMW发电机组也安装了上海第二工业大学研制的发电机局部放电射频监测仪，1996年曾发生过局放射频监测仪报警，且电平指示值与负荷变化有关，在随后的停机小修时发现励磁机励磁绕组磨损，绝缘损坏，修复投运后报警消失，运行正常的情况。）在进一步检查后，发现几日内发电机补氢量有所增加，漏氢趋以严重，且发电机水箱气体流量计流量数值较大，日平均数值为700立方英尺（约20立方米/d），定子水箱顶部压力较高，水箱内气体的氢气溶度达69%。在综合分析后，我们初步认为发电机存在内漏现象。但由于当时正处夏季负荷高峰，机组一时无法停运检查，厂领导就要求我们加强监视、认真分析。如发现局放射频监测仪电平指示值数值继续上升、漏氢量加大、定子水箱内气体的氢气溶度升高或发电机组内有异声，则立即停机。
在与上海汽轮发电机有限公司取得，被告知:"美国西屋公司的资料规定为通过绝缘引水管汇入水箱的氢气泄漏量允许每天5立方英尺（114升）。当泄漏量每天超过20立方英尺（566升）时，需在下一次停机时查出原因，并将其修复。当泄漏量每天超过400立方英尺（22320升）时，需立即安排停机检修。"我们马上会同上海汽轮发电机有限公司、上海第二工业大学的有关专家、教授再次进行分析，分析时我们还发觉发电机的局放射频监测仪的射频信号电平指示值的变化还与机组的氢气湿度即露点有关，当大量补氢，干燥氢气增加时电平指示值下降，几日后电平指示值反弹。这表明射频信号电平的指示值和气体的湿度也有相应关系，因为湿度的增加容易引起绝缘的劣化，产生放电。经过详细地分析、讨论，专家们的意见和我厂一致，确认发电机内确实存在渗漏缺陷。并在对5月、6月、7月水箱气体流量计累计数值详细观察后，发现发电机的内漏已有数月，并在不断地发展。根据分析结果，大家认为应汇报调度，申请停机处理，及时消除设备缺陷，以免造成机组的严重损坏。
9月6日发电机组解列停机，当停用机组冷却水泵后，发现发电机水箱气体流量计数值走动更快，漏氢量明显增加。并且在将定子回路剩水排除后，采用氟利昂捉漏时，报警明显，进一步确定了发电机定子回路存在内漏。9月11日当检修人员打开发电机端盖后，发现定子线棒励侧集水环下部紧急放水管弯头焊接处有些沙眼，水管明显漏水。经上海汽轮发电机有限公司处理后，再次进行水压试验，情况良好。9月16日10:36机组并网，发电机运行正常。
上述事例表明运用在线监测装置对发电机定子绝缘的运行状态进行在线监测，可较早地发现发电机的事故隐患，从而采取措施，将故障消灭在萌芽状态，避免恶性事故的发生，减少经济损失，提高电力系统的安全运行可靠性。而用SJY-l射频监测仪作为一个预示事故的仪器，对发电机系统的绝缘状况进行评估，已从局限于监测定子线棒股线断裂拉电弧（西屋产品），扩展到对发电机低能量的局放的监督，更有效地发现早期的绝缘缺陷，掌握发电机定子的放电水平，为发电机状态维修提供有意义的信息。
设备的状态维修是必然趋势，充分利用各种在线监测手段是加强设备管理的新课题。
附图：
在吴泾二厂机1定子水回路泄漏的异常过程中，安装在该机上的SJY-1射频监测仪伴有信号指示。
8月初发现吴泾二厂#1发电机射频信号电平数值增大，而且与负荷变化有关。
至8月中、下旬，#1发电机日补氢量逐渐增大，直至25立方米/日，水箱中含氢，判断为发电机内有漏水存在，此时，由于频繁补进干燥氢，射频信号电平数值下落。
补氢几天后，射频信号电平数值再次增大。停机后，在做水压试验时，当水压在0.55Mpa，尚未剥去绝缘时，在发电机定子线圈励侧发现有水渗出。当剥去绝缘后发现励侧定子线圈进水汇流管下面排放管漏水，直角弯头处焊口有裂缝。
