本發(fā)明涉及高壓電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，特別是一種基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、在電力系統(tǒng)中，大型發(fā)電機(jī)是重要的發(fā)電設(shè)備。在其長期運(yùn)行過程中，由于絕緣材料老化、機(jī)械損傷或電氣應(yīng)力等原因，可能會(huì)發(fā)生局部放電（pd）現(xiàn)象。局部放電不僅會(huì)損害絕緣結(jié)構(gòu)，還可能導(dǎo)致設(shè)備故障甚至事故。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測和準(zhǔn)確定位局部放電對于保障發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。傳統(tǒng)的檢測方法主要依賴電氣信號，但受環(huán)境噪聲影響較大，且難以實(shí)現(xiàn)精確的定位，例如脈沖電流法存在檢測發(fā)電機(jī)局部放電無法實(shí)現(xiàn)空間定位的問題。

2、目前市場上尚缺乏一種能夠多維度，高精度全面檢測發(fā)電機(jī)局部放電信號并具備定位功能的裝置。因此，開發(fā)一種新型的、高靈敏度和抗干擾能力的局部放電檢測裝置和方法具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置及方法，解決傳統(tǒng)脈沖電流法檢測發(fā)電機(jī)局部放電無法實(shí)現(xiàn)空間定位的問題。可更加全面有效的監(jiān)測巨型水輪發(fā)電機(jī)的局部放電信號。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置，它包括以下部分：

3、監(jiān)測主機(jī)，用于存儲和分析檢測數(shù)據(jù)；

4、信號傳輸電纜，用于連接多個(gè)聲電聯(lián)合檢測傳感器，并傳輸數(shù)據(jù)和控制信號；

5、聲電聯(lián)合檢測傳感器，布置于發(fā)電機(jī)風(fēng)洞內(nèi)上端部和下底部，用于檢測異物碰撞、電暈、異物入侵產(chǎn)生的局放信號；

6、信號調(diào)理單元，用于對聲電聯(lián)合檢測傳感器感應(yīng)的信號進(jìn)行信號處理；

7、原子鐘對時(shí)裝置，用于給傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行精確的時(shí)鐘標(biāo)記。

8、優(yōu)選地，所述聲電聯(lián)合檢測傳感器數(shù)量為多個(gè)，其呈環(huán)形陣列分布于發(fā)電機(jī)風(fēng)洞內(nèi)上端部和下底部。

9、優(yōu)選地，所述信號調(diào)理單元用于對聲電聯(lián)合檢測傳感器感應(yīng)的信號進(jìn)行檢波、濾波、放大信號處理。

10、優(yōu)選地，所述聲電聯(lián)合檢測傳感器包括超聲信號傳感器和特高頻傳感器。

11、優(yōu)選地，所述監(jiān)測主機(jī)還具有顯示和報(bào)警功能，用于顯示檢測結(jié)果并發(fā)出警報(bào)。

12、另外，本發(fā)明還公開上述基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置的局部放電檢測定位方法，它包括如下步驟：

13、步驟1：對監(jiān)測發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)與傳感器進(jìn)行三維建模，確定傳感器之間的空間位置，其中，傳感器為聲電聯(lián)合檢測傳感器，包括超聲信號傳感器和特高頻傳感器；

14、步驟2：對檢測到的局部放電信號進(jìn)行分析、記錄和匹配，排除環(huán)境干擾信號；

15、步驟3：對識別為局部放電的信號進(jìn)行類型分析，從相應(yīng)圖譜進(jìn)行診斷；

16、步驟4：將識別為同一個(gè)局放源的信號進(jìn)行定位計(jì)算；

17、步驟5：利用幅值比較法，分別從特高頻信號和超聲波信號根據(jù)接收到信號的傳感器幅值大小進(jìn)行初步判斷；

18、步驟6：利用時(shí)差法，從特高頻信號，通過每兩個(gè)傳感器計(jì)算局放源位置，d=(d-0.3δt)/2；d：局放源到其中一個(gè)傳感器之間的距離；d：兩個(gè)傳感器之間的距離；δt：兩個(gè)傳感器獲得局放源信號的時(shí)間差，單位為納秒；0.3為光速在1納秒傳播的距離；其中，局放源位置位于兩個(gè)傳感器之間的區(qū)域；

19、步驟7：利用聲電聯(lián)合，根據(jù)同一個(gè)傳感器接收到超聲波和特高頻的時(shí)間差進(jìn)行計(jì)算局放源位置，局放源與傳感器之間的距離=時(shí)間差*光速；

20、步驟8：根據(jù)步驟5-7的定位結(jié)果綜合判斷局放源位置的概率區(qū)域。

21、優(yōu)選地，所述步驟3中的圖譜包括prpd或prps或n-q-φ圖譜。

22、本發(fā)明有益效果：

23、1、本發(fā)明利用聲電聯(lián)合檢測技術(shù)，提高了局部放電的識別率和定位精度。

24、2、本發(fā)明降低了環(huán)境噪聲對檢測結(jié)果的影響。

25、3、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對大型發(fā)電機(jī)局部放電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有助于預(yù)防潛在的設(shè)備損壞。

26、4、本發(fā)明提升了電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。

27、5、本發(fā)明解決了傳統(tǒng)脈沖電流法檢測發(fā)電機(jī)局部放電無法實(shí)現(xiàn)空間定位的問題?？筛尤嬗行У谋O(jiān)測巨型水輪發(fā)電機(jī)的局部放電信號。

技術(shù)特征：

1.一種基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置，其特征在于：它包括以下部分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置，其特征在于：所述聲電聯(lián)合檢測傳感器（3）數(shù)量為多個(gè)，其呈環(huán)形陣列分布于發(fā)電機(jī)風(fēng)洞（2）內(nèi)上端部和下底部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置，其特征在于：所述信號調(diào)理單元用于對聲電聯(lián)合檢測傳感器（3）感應(yīng)的信號進(jìn)行檢波、濾波、放大信號處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置，其特征在于：所述聲電聯(lián)合檢測傳感器（3）包括超聲信號傳感器（3-1）和特高頻傳感器（3-2）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置，其特征在于：所述監(jiān)測主機(jī)（1）還具有顯示和報(bào)警功能，用于顯示檢測結(jié)果并發(fā)出警報(bào)。

6.一種權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置的局部放電檢測定位方法，其特征在于：它包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置的局部放電檢測定位方法，其特征在于：所述步驟3中的圖譜包括prpd或prps或n-q-φ圖譜。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種基于聲電聯(lián)合的巨型發(fā)電機(jī)局部放電檢測裝置及方法，它包括以下部分：監(jiān)測主機(jī)，用于存儲和分析檢測數(shù)據(jù)；信號傳輸電纜，用于連接多個(gè)聲電聯(lián)合檢測傳感器，并傳輸數(shù)據(jù)和控制信號；聲電聯(lián)合檢測傳感器，布置于發(fā)電機(jī)風(fēng)洞內(nèi)上端部和下底部，用于檢測異物碰撞、電暈、異物入侵產(chǎn)生的局放信號；信號調(diào)理單元，用于對聲電聯(lián)合檢測傳感器感應(yīng)的信號進(jìn)行信號處理；原子鐘對時(shí)裝置，用于給傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行精確的時(shí)鐘標(biāo)記；本發(fā)明解決了傳統(tǒng)脈沖電流法檢測發(fā)電機(jī)局部放電無法實(shí)現(xiàn)空間定位的問題?？筛尤嬗行У谋O(jiān)測巨型水輪發(fā)電機(jī)的局部放電信號。

技術(shù)研發(fā)人員：徐鉻,郭鈺靜,王俊青,徐波,譚鋆,冉應(yīng)兵,李廣,張春輝,司漢松,毛業(yè)棟,余芳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國長江電力股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10