水內冷發電機定子繞組介質損耗測量裝置的製作方法
2023-06-05 03:56:56 3
本實用新型屬於介質損耗測量技術領域，尤其涉及一種水內冷發電機定子繞組介質損耗測量裝置，可用於對水內冷發電機定子繞組的介質損耗進行精確測量。
背景技術：
目前300MW、600MW、1000MW的發電機組成為電力系統的主力機組，其定子繞組的冷卻方式都是採用水冷卻方式。定子冷卻水通過匯水環同大地連通，匯水環分為接地和對地絕緣兩種形式。由於定子冷卻水存在一定的導電度，發電機定子加上電壓後，將有一部分電流通過定子冷卻水經過匯水環流入大地。
進行發電機定子耐壓試驗時，試驗儀器測量出來的是從高壓側流入的總電流，匯水環的接地電流對測量結果產生一定的影響。
對匯水環直接接地的發電機定子施加電壓時，針對上述問題，目前採用如下兩種方式解決：一種是採用將水吹乾的方式，但是該方式存在著費工費時、而且水吹不幹會造成絕緣引水管閃絡等問題；另一種方式是降低定子冷卻水導電度的方法，但是該方式存在對水質要求高，水質對測量結果影響大等問題。
對發電機匯水環對地絕緣的發電機定子施加電壓時，可以通過測量匯水環接地電流的方法，消除匯水環接地電流對介質損耗測量結果的影響。對發電機定子繞組進行反接線測量介質損耗時，由於介損儀在高電位端進行試品總電流測量，所以無法將試品總電流和匯水環接地電流接入儀器內部進行合成後測量。就目前技術的解決方法，主要是通過降低定子冷卻水導電度的方法，但這種方法同樣存在對水質要求高，水質對測量結果影響大等問題。
技術實現要素：
針對上述問題，本實用新型的目的在於提供一種水內冷發電機定子繞組介質損耗測量裝置，能夠對水內冷發電機定子繞組的介質損耗進行精確測量。
為達到上述目的，本實用新型的實施例採用如下技術方案予以實現。
技術方案一：
一種水內冷發電機定子繞組介質損耗測量裝置，所述水內冷發電機定子繞組的絕緣等效電路包含：由第一電容和第一電阻串聯組成的阻容串聯支路、由第二電容組成的電容支路、由第二電阻組成的電阻支路以及匯水環支路，所述第一電容的一端和第一電阻的一端連接；所述第一電容的另一端分別與所述第二電容的一端、所述第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端分別與所述第二電容的另一端、所述第二電阻的另一端電連接；
所述匯水環支路包含：由第三電阻和第三電容組成的阻容並聯支路以及對地電阻；所述阻容並聯支路的一端與所述對地電阻的一端連接，所述阻容並聯支路的另一端與所述第一電容的一端連接，且記其連接點為水內冷發電機定子繞組試品輸入端；所述對地電阻的另一端與所述第一電阻的另一端連接，且記其連接點為水內冷發電機定子繞組試品接地端，並設置所述水內冷發電機定子繞組試品接地端接地；
所述水內冷發電機定子繞組介質損耗測量裝置設置有高壓串聯諧振單元、介質損耗測量單元、高壓標準電容單元以及介質損耗控制單元；
介質損耗測量單元的高壓輸入端與所述高壓串聯諧振單元的正極連接，介質損耗測量單元的標準電容端與所述高壓標準電容單元的正極連接，介質損耗測量單元的試品輸出端與所述水內冷發電機定子繞組試品輸入端連接；
介質損耗控制單元的兩個電流測量端分別連接在所述對地電阻的兩端，所述介質損耗測量單元與所述介質損耗控制單元無線連接；
所述高壓串聯諧振單元的負極、所述高壓標準電容單元的負極分別與所述水內冷發電機定子繞組試品接地端連接。
技術方案二：
一種水內冷發電機定子繞組介質損耗測量方法，所述測量方法應用於如技術方案一所述的測量裝置，所述方法包括如下步驟：
步驟1，高壓串聯諧振單元為介質損耗測量單元提供工作電源；高壓標準電容為介質損耗測量單元提供高壓標準電容；
步驟2，介質損耗測量單元根據所述高壓標準電容，測量水內冷發電機定子繞組試品輸入端的第一阻性電流和第一容性電流；並將所述第一阻性電流和第一容性電流通過無線方式發送給介質損耗控制單元；
步驟3，所述介質損耗控制單元測量水內冷發電機定子繞組中匯水環支路的對地電流，記該對地電流為匯水環支路的對地阻性電流；
步驟4，所述介質損耗控制單元根據所述第一阻性電流、第一容性電流以及匯水環支路的對地阻性電流，計算水內冷發電機定子繞組試品的介質損耗。
本實用新型與現有技術相比具有以下優點：(1)對發電機定子繞組測量介質損耗時，去除匯水環接地電流對測量結果的影響，使試驗時不用考慮定冷水水質變化的同時，測量結果更加準確；(2)將匯水環接地電流按照阻性電流處理，不需要另取電壓信號，可簡化儀器配置。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例提供的水內冷發電機定子繞組介質損耗測量裝置的結構示意圖；
圖2為本實用新型實施例提供的水內冷發電機定子繞組介質損耗測量方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
參照圖1，為本實用新型實施例提供的一種水內冷發電機定子繞組介質損耗測量裝置的結構示意圖，所述水內冷發電機定子繞組的絕緣等效電路包含：由第一電容和第一電阻串聯組成的阻容串聯支路、由第二電容組成的電容支路、由第二電阻組成的電阻支路以及匯水環支路，所述第一電容的一端和第一電阻的一端連接；所述第一電容的另一端分別與所述第二電容的一端、所述第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端分別與所述第二電容的另一端、所述第二電阻的另一端電連接；
所述匯水環支路包含：由第三電阻和第三電容組成的阻容並聯支路以及對地電阻；所述阻容並聯支路的一端與所述對地電阻的一端連接，所述阻容並聯支路的另一端與所述第一電容的一端連接，且記其連接點為水內冷發電機定子繞組試品輸入端；所述對地電阻的另一端與所述第一電阻的另一端連接，且記其連接點為水內冷發電機定子繞組試品接地端，並設置所述水內冷發電機定子繞組試品接地端接地；
所述水內冷發電機定子繞組介質損耗測量裝置設置有高壓串聯諧振單元、介質損耗測量單元、高壓標準電容單元以及介質損耗控制單元；
介質損耗測量單元的高壓輸入端與所述高壓串聯諧振單元的正極連接，介質損耗測量單元的標準電容端與所述高壓標準電容單元的正極連接，介質損耗測量單元的試品輸出端與所述水內冷發電機定子繞組試品輸入端連接；
介質損耗控制單元的兩個電流測量端分別連接在所述對地電阻的兩端，所述介質損耗測量單元與所述介質損耗控制單元無線連接；
所述高壓串聯諧振單元的負極、所述高壓標準電容單元的負極分別與所述水內冷發電機定子繞組試品接地端連接。
具體的，所述高壓串聯諧振單元提供0千伏到60千伏的外加電源。
又具體的，所述高壓標準電容的電容量為100pF，其對地絕緣為60千伏。
參照圖2，為本實用新型實施例提供的一種水內冷發電機定子繞組介質損耗測量方法，所述測量方法應用於上述實施例所述的測量裝置，所述方法包括如下步驟：
步驟1，高壓串聯諧振單元為介質損耗測量單元提供工作電源；高壓標準電容為介質損耗測量單元提供高壓標準電容；
步驟2，介質損耗測量單元根據所述高壓標準電容，測量水內冷發電機定子繞組試品輸入端的第一阻性電流和第一容性電流；並將所述第一阻性電流和第一容性電流通過無線方式發送給介質損耗控制單元；
步驟3，所述介質損耗控制單元測量水內冷發電機定子繞組中匯水環支路的對地電流，記該對地電流為匯水環支路的對地阻性電流；
步驟4，所述介質損耗控制單元根據所述第一阻性電流、第一容性電流以及匯水環支路的對地阻性電流，計算水內冷發電機定子繞組試品的介質損耗。
進一步的，步驟4具體包括：
所述第一阻性電流減去匯水環支路的對地阻性電流得到電流差值；
水內冷發電機定子繞組試品的介質損耗等於所述電流差值與第一容性電流的比值。
示例性的，在某臺1000MW發電機定子繞組介質損耗測量實驗中，按照上述實施例所述的介質損耗測量裝置進行接線，其中，高壓串聯諧振單元提供10千伏交流電壓後，通過介質損耗測量單元得到水內冷發電機定子繞組試品輸入端產生的交流總電流分為阻性電流分量(即第一阻性電流)和容性電流分量(即第一容性電流)
現有方法計算發電機定子繞組介質損耗測量值按照阻性電流分量與容性電流分量兩者之比來計算即得到介質損耗測量值為2.86％。
在本實用新型技術方案中，通過測出匯水環接地電流而在實際工程實驗中，可以確定匯水環接地電流中，阻性電流成分容性電流成分可見匯水環接地電流中，容性電流成分遠小於阻性電流成分，可以忽略不計。
因此，本實用新型技術方案考慮匯水環接地電流後，介質損耗測量值按照計算為2％，由此可見，與現有方法計算出的介質損耗測量值為2.86％進行比較，匯水環接地電流可以造成43％的測量誤差。而通過本實用新型實施例提供的方法在對發電機定子繞組測量介質損耗時，可以去除匯水環接地電流對測量結果的影響，使試驗時不用考慮定子冷水水質變化的同時，測量結果更加準確；將匯水環接地電流按照阻性電流處理，不需要另取電壓信號，可簡化儀器配置。
以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。