大型發(fa)電機(ji)是(shi)電力系(xi)統中非常重(zhong)要(yao)的電(dian)氣(qi)設(she)備,近(jin)年來隨著電力工(gong)業(ye)迅(xun)速(su)發(fa)展,對(dui)發(fa)電機(ji)的(de)要(yao)求也(ye)越(yue)來越(yue)高,其額定(ding)電(dian)壓(ya)和(he)容(rong)量不(bu)斷提高,同時對(dui)發(fa)電機(ji)的(de)絕緣(yuan)結構(gou)及運(yun)行(xing)可靠(kao)性提出更(geng)高的(de)要(yao)求相(xiang)對(dui)薄(bo)弱的絕緣(yuan)結構(gou)在高電(dian)壓(ya),強(qiang)電場(chang)的作用(yong)下發(fa)生(sheng)局部放電(dian),在(zai)壹定(ding)的(de)條(tiao)件下會導致(zhi)絕緣(yuan)劣化(hua)甚至(zhi)擊(ji)穿(chuan)。這(zhe)種情(qing)況將會威(wei)脅發(fa)電機(ji)的(de)安(an)全(quan)運行(xing),更(geng)嚴重的(de)造(zao)成發(fa)電機(ji)運(yun)行時出(chu)現(xian)故障(zhang)甚至(zhi)停(ting)機(ji),危(wei)及電(dian)力系(xi)統的穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing),造(zao)成停(ting)電事(shi)故,給(gei)國民經濟(ji)帶來(lai)巨(ju)大損失(shi),因此,大型發(fa)電機(ji)安(an)全(quan)、可靠(kao)運行已成為電(dian)力系(xi)統的頭(tou)等(deng)大事(shi)。
中國(guo)電(dian)力企(qi)業(ye)聯合會發(fa)布(bu)的《全(quan)國電(dian)力供需(xu)與(yu)經濟(ji)運行形勢(shi)分(fen)析(xi)預(yu)測報(bao)告(20092010)》指出(chu),截止2009年底,全(quan)國全(quan)口徑(jing)發(fa)電設(she)備容(rong)量87407萬(wan)千(qian)瓦(wa),比(bi)上年底凈增(zeng)加(jia)8130萬(wan)千(qian)瓦(wa),同比(bi)增(zeng)長(chang)10.23%。2010年年底,全(quan)國發(fa)電裝(zhuang)機(ji)容(rong)量將在9.5億千(qian)瓦(wa)左右,其中,水(shui)電(dian)2.1億千(qian)瓦(wa),火電7億千(qian)瓦(wa),核電1016萬(wan)千(qian)瓦(wa),並網風(feng)電3000萬(wan)千(qian)瓦(wa)。近幾(ji)年來,大部分(fen)300MW以(yi)上(shang)發(fa)電機(ji)組(zu)都已經(jing)並網發(fa)電,能(neng)夠達(da)到額定(ding)功(gong)率並持(chi)續(xu)運行,各(ge)項(xiang)性能(neng)指標(biao)和技(ji)術(shu)參數都能滿(man)足不(bu)同情(qing)況下運行(xing)的要(yao)求。據原(yuan)電(dian)力部可(ke)靠(kao)性中(zhong)心統計,1991-1995年國產200MW機(ji)組(zu)的等(deng)效(xiao)可用(yong)率(EAF)由80.54%提高至(zhi)86.68%; 300MW機(ji)組(zu)由76.82%提高至(zhi)81.86%。然而在(zai)制造(zao)過程(cheng)中,不(bu)可(ke)避免的(de)出現(xian)各(ge)種問題,例如(ru)制造(zao)工(gong)藝不(bu)合格(ge),這(zhe)些(xie)因素(su)都會使(shi)發(fa)電機(ji)的(de)絕緣(yuan)受(shou)到損壞(huai),引(yin)起各(ge)種事(shi)故的(de)發(fa)生(sheng),持(chi)續(xu)時間(jian)長(chang),影響範圍(wei)廣(guang)泛(fan),並(bing)且在發(fa)電機(ji)的(de)維護,檢修方(fang)面(mian),以(yi)及正(zheng)常運(yun)行方(fang)面(mian),都存在(zai)很大的隱(yin)患,常常成(cheng)為事(shi)故發(fa)生(sheng)的誘因。2003年全(quan)國共(gong)有100MW及以(yi)上(shang)發(fa)電機(ji)1072臺(tai),全(quan)年發(fa)電機(ji)本(ben)體發(fa)生(sheng)故障(zhang)為42次(ci),年故障(zhang)率為3.91次(ci)/百臺·年。另外還(hai)有異(yi)常故障(zhang)61次和(he)外部故障(zhang)14次。在(zai)發(fa)電機(ji)42次(ci)本體故障(zhang)中,有13次定(ding)子(zi)繞(rao)組(zu)接(jie)地故障(zhang),占(zhan)本體故障(zhang)總(zong)數的(de)30.95%;有4次定(ding)子(zi)繞(rao)組(zu)匝間(jian)短(duan)路(lu)故障(zhang),占(zhan)本體故障(zhang)總(zong)數的(de)9.52%;有3次相(xiang)間(jian)故障(zhang),占(zhan)本體故障(zhang)總(zong)數的(de)7.14%;有12次鐵心故障(zhang),占(zhan)本體故障(zhang)總(zong)數的(de)28.57%;有8次轉子(zi)接(jie)地故障(zhang),占(zhan)本體故障(zhang)總(zong)數的(de)19.05%。根據國外的(de)詳細資(zi)料(liao),發(fa)電機(ji)故障(zhang)15%-25%與定(ding)子(zi)繞(rao)組(zu)的絕(jue)緣(yuan)有關(guan),可見(jian)絕緣(yuan)故障(zhang)是發(fa)電機(ji)安(an)全(quan)運行(xing)的(de)主(zhu)要(yao)威(wei)脅。
隨著發(fa)電機(ji)的(de)單機(ji)容(rong)量不(bu)斷提升,對(dui)發(fa)電機(ji)的(de)安(an)全(quan)性能(neng)和絕緣(yuan)強(qiang)度提出更(geng)高的(de)要(yao)求。因為隨著大型發(fa)電機(ji)額(e)定(ding)容(rong)量的(de)提升,其額定(ding)電(dian)壓(ya)也(ye)相(xiang)應(ying)提高,造(zao)成發(fa)電機(ji)絕(jue)緣(yuan)損壞(huai)的(de)可(ke)能(neng)性更(geng)大。現(xian)代高壓(ya)發(fa)電機(ji)定(ding)子(zi)繞(rao)組(zu)的對(dui)地絕緣(yuan),大多(duo)采用(yong)以(yi)雲母(mu)為基(ji)材,用(yong)玻(bo)璃布(bu)補強(qiang)的環(huan)繞粉(fen)雲母(mu)帶連(lian)續(xu)式(shi)絕(jue)緣(yuan)結構(gou)。在制(zhi)造(zao)過程(cheng)中,如果工(gong)藝控(kong)制(zhi)不(bu)嚴格(ge),浸(jin)漬不(bu)充(chong)分(fen),就(jiu)會在(zai)絕(jue)緣(yuan)層間(jian)或絕(jue)緣(yuan)層與(yu)股線(xian)之間(jian)產生(sheng)微小(xiao)的(de)氣(qi)泡(pao)或氣隙(xi),發(fa)電機(ji)在(zai)運行(xing)過程(cheng)中如果氣隙(xi)間(jian)電壓(ya)達(da)到間隙(xi)的(de)擊穿電(dian)壓(ya)時,便(bian)會(hui)發(fa)生(sheng)故障(zhang)放電(dian),而(er)且隨著發(fa)電機(ji)運(yun)行時間(jian)的(de)增(zeng)長(chang),絕(jue)緣(yuan)層在(zai)熱(re),電,機(ji)械(xie)及環(huan)境各(ge)種應力的(de)影(ying)響下,會進(jin)壹步劣(lie)化(hua),zui終導致(zhi)絕緣(yuan)層開(kai)裂,剝(bo)落,槽鍥(qie)松(song)動(dong),以(yi)及半(ban)導體墊條(tiao)塗層(ceng)功(gong)能(neng)喪(sang)失。
近(jin)年來電(dian)力系(xi)統運行(xing)部門(men)、研究(jiu)機(ji)構(gou)、運營(ying)和工(gong)程(cheng)管理(li)人員越(yue)來越(yue)重視(shi)電力設(she)備局部放電(dian)在(zai)線(xian)監(jian)測(ce)技(ji)術(shu)發(fa)展,並(bing)廣泛(fan)的(de)把局部放電(dian)檢測作為發(fa)電機(ji)絕(jue)緣(yuan)質(zhi)量(liang)監(jian)控(kong)的(de)重(zhong)要(yao)指標(biao)。通(tong)過對(dui)電力行(xing)業(ye)的研(yan)究(jiu),可(ke)以(yi)肯(ken)定(ding)說,在(zai)線(xian)狀(zhuang)態監(jian)測(ce)是(shi)電(dian)力系(xi)統發(fa)展的(de)必(bi)然趨勢(shi)。隨著科學(xue)技(ji)術(shu)的提高和(he)電力不(bu)斷的發(fa)展,壹些(xie)在(zai)線(xian)監(jian)測(ce)系(xi)統和故障(zhang)診(zhen)斷系統已經(jing)在電(dian)力系(xi)統中得到廣泛(fan)的(de)應用(yong)。雖(sui)然這(zhe)些(xie)監(jian)測(ce)設(she)備能(neng)夠檢測到(dao)故障(zhang),並且達(da)到壹定(ding)的(de)狀(zhuang)態監(jian)測(ce)的(de)目(mu)的,但是還(hai)不(bu)能(neng)*電力系(xi)統狀(zhuang)態監(jian)測(ce)的(de)要(yao)求。針對(dui)不(bu)同的(de)電(dian)力設(she)備,已(yi)經(jing)提出很多(duo)不(bu)同的(de)狀(zhuang)態監(jian)測(ce)方(fang)法(fa),如氣相(xiang)色(se)譜分(fen)析(xi)法(fa)、電脈(mai)沖(chong)檢測法(fa)、振動(dong)分(fen)析(xi)法(fa)、電磁波檢測法(fa)、油中氣(qi)體分(fen)析(xi)法(fa)、絕緣(yuan)恢(hui)復(fu)電(dian)壓(ya)法(fa)等。