发电机局部放电在线监测系统的研究与开发

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文发电机局部放电在线监测系统的研究与开发姓名：尹旭晔申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：马文忠20100501摘要在线监测系统的发展和应用是设备由“计划维修”转向“状态维修”的必要手段。而大型发电机是整个电力系统中的关键设备，其定子绕组绝缘在运行的过程中长期暴露在热、电、环境和机械应力的作用下，是事故的多发环节。局部放电的监测作为发电机定子绕组绝缘状况监测的有效手段在世界范围内被广泛认可，监测的手段和技术经过几十年的发展也比较丰富。本文简述了大型发电机局部放电监测技术的发展，简要分析了局部放电的机理和表征手段，构建了基于B／S模式的局部放电在线监测

2、系统。本文研究了原始局部放电信号的幅频特性，及其在线缆中、发电机线棒、整个定子绕组中的传输特性，选择了能够监测到整个发电机绕组内局部放电的监测频带和相应的传感器及其安装位置。本文设计了基于数据采集与监测平台的局部放电信号采集单元，构建了局部放电信号衰减、放大，滤波等调理和采集电路以及相关的输入保护电路、采集触发信号产生电路。本文研究了局部放电采集的软件流程和数据处理算法，重点研究了其中的关键算法—拟积分(quasi—integration)，通过仿真的方式研究了拟积分参数对系统视在放电量的求取和脉冲分辨率的影响，最终为系统选取了适合发电机局部放电监测的拟积分参数，并在FPGA中实现了拟积分部分

3、的设计。本文研究了在实验室建立的典型故障放电模型及其放电机理，利用开发的局部放电监测系统采集典型的局部放电信号，分析系统所捕获的故障放电图谱的合理性，并验证拟积分参数对系统视在放电量的影响。关键词：局部放电；在线监测；拟积分StudyandDevelopmentofGeneratorOn·-linePartialDischargeMonitoringsystemXuyeYin(SignalandInformationProcessing)DirectedbyProfessorWenzhongMaAbstractThedevelopmentandapplicationofon—linemonit

4、oringsystemistheindispensableapproachfortransitionfromthetraditionaltime-basedmaintenancemethodologytoacondition-basedmaintenancestrategy．Generatorisapivotalequipmentofelectricsystem，anditsstatorwinding，whichisalwaysexposedtoheat,electric，ambient，mechanicalstressduringoperation，isarelativelyfi'agile

5、part．Nowadays，measurementofPartialDischargeisworldwiderecognizedasaneffectivemethodtomonitortheinsulationconditionofstatorwinding，andrelatedtechnologyhasflourishedinpastdecades．Inthispaper,themechanismandcharacterizingmethodofPartialDischarge(PD)isbrieflyintroduced，thedevelopmenthistoryandclassifica

6、tionofPDmonitoringtechniquesisillustratedandanon—linePartialDischargemonitoringsystembasedonB／Sstmctureisdescribed．ThewaveformandamplitudespectrumofrawPDsignalanditstransfercharacteristicsincable，statorbarandthewholewindingisstudied，andsequentiallythemonitoringfrequencybandinwhichthewholewindingCanb

7、emonitoredandcorrespondingsensorareselected．ThehardwarepartbasedonunifiedDataAcquisition&MonitoringPlatformisstudiedinthispaper,includingsignalconditioning&acquisition．mputprotectionandtriggersignalge