高压电机定子绕组多因子老化方法及其局部放电机理研究

发布时间：2017-11-04 11:25

  本文关键词：高压电机定子绕组多因子老化方法及其局部放电机理研究

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【摘要】：本文是山西省自然科学基金项目“高压电动机主绝缘状态监测及故障预警方法研究”(No:2014011024-3)的重要组成部分,是针对目前高压电机定子绝缘老化问题频发提出的。高压电机定子绕组在长期运行过程中会遭受电、机械、热、环境等多种老化应力的联合作用,使其机械性能和电气特性降低,产生局部放电现象。局部放电是衡量定子绕组绝缘老化情况的重要指标之一。据统计,超过40%的高压电机故障是由定子绝缘老化引起的,因此,研究多因子老化作用下高压电机定子绝缘局部放电特征参量的变化关系,分析每种老化因子对局部放电的影响,了解不同老化应力下局部放电的发生机理,具有非常重要的意义。高压电机定子绕组遭受的老化应力种类繁多,不同的老化应力组合导致的绝缘老化机理大不相同,进而产生的局部放电现象也随之不同。长期以来,国内外学者采用了多种多因子老化模型来模拟定子绕组绝缘老化过程,取得了显著的成果。然而,其针对的老化应力大多是电、热、机械等,事实上,随着高压电机工作环境愈发复杂,除了上述老化应力外,环境因素,如湿度、油污、化学侵蚀等对定子绕组绝缘的老化也越来越严重,导致了包含局部放电在内的多种绝缘故障。本文分别建立了适用于定子绕组端部和槽部绝缘老化的多因子老化模型,提出了电、热、湿度、油污、机械磨损等结合的端部多因子老化模型及电、热、机械磨损结合的槽部多因子老化模型,确定了其中各老化因子的试验参数,并用该老化模型及试验方法对10kV定子绕组进行老化试验,取得了明显的老化效果。绝缘老化程度不同,产生的局部放电信号也不同,根据局部放电信号的特征可以判断绝缘的老化程度。为了准确提取局部放电信号,本文采用整根真机定子绕组作为试验对象,制作了一种双槽铁心作为接地电极,从而避免了干扰放电,保证了局部放电来源的可靠性和唯一性。在建立的多因子老化模型及试验方法的基础上,采集了多因子老化作用下定子绕组端部和槽部放电信号。通过对局部放电二维谱图、局部放电电流、放电功率、放电相位、放电次数及放电不对称度等特征参量的提取及处理,分析试验绕组的老化状态。分析结果发现:不同老化条件下,局部放电特征参量的幅值大小和相位分布明显不同,且具有唯一性。通过分析局部放电特征参量随老化条件的变化关系,分析了端部放电和槽部放电的发生发展过程及放电机理,总结了各老化因子对局部放电的影响。分析结果表明,机械磨损是导致端部放电和槽部放电的先决条件,温度对放电具有明显地促进作用,油污放电的发展取决于湿度的大小及电压等级的高低,在一定范围内湿度对放电具有明显的抑制作用,超出该范围时则产生爬电现象,长时间的爬电会使得放电区域绝缘碳化,降低定子绕组绝缘性能,最终导致绝缘故障。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM855

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