发电厂中发电机的状态监测

     在发电厂中，对发电设备进行故障监测技术己是必不可少的。因为计算机技术!传感器技术!信号处理技术以及人工智能技术的发展使得对电气设备实施有效的状态监测成为可能。随着状态监测系统在可靠性!智能化和经济性方面的进一步提高，状态监测技术将在电力系统中获得广泛应用。

1、发电机故障和监测方法

（1）定子绕组故障：包括绝缘故障、绕组导体故障和绕组端部故障。由于大多数定子绕组故障是电气绝缘逐渐劣化的结果，绝缘故障便成了主要关注对象。定子绕组绝缘故障的主要早期特征便是机器内局部放电行为的增加，因此，对局部放电的监测成为实施定子绕组状态监测的主要工具。

（2）转子体故障：它主要由巨大的转子离心力、大的负序暂态电流和转子不同心引起。在转子旋转时由于自身重力的作用，转子材料表面的裂缝将扩散，这将引起灾难性的转子故障。在负序电流作用下，转子涡流损耗会造成过热并导致疲劳裂纹的出现。如果发电机和系统之间满足谐振条件，突然的暂态过程可能导致转子扭振，从而引起转子故障。转子不同心会引起振动，并出现不平衡的磁拉力。对转子体故障的早期检测可通过振动监测和气隙磁密监测来实现。

（3）转子绕组故障：主要是匝间短路故障。匝间短路可能由于发电机在低速启动或停车时，槽中导体表面的污物引起了电弧，或者是巨大的离心力和高温影响了绕组和绕组绝缘。匝间短路故障可引起局部过热甚至导致转子接地。通用的监测方法是采用气隙磁密监测，通过探测气隙磁密，可以确定匝间短路的数量和位置。

（4）定子铁心故障：主要是铁心深处的过热问题。热监测技术（包括热成像技术、热模型等）已被用于变压器和电动机定子绕组的监测中，但很少有用于定子铁心监测的报道。

2．发电机定子绕组的局部放电在线状态监测

  定子绕组绝缘劣化一直是大型发电机故障的主要原因之一。定子绕组PD监测对发电机的维护来说是不可缺少的，关于PD监测的研究已有40余年的历史，然而，PD监测仍是一项发展中的技术。在PD监测的研究中，主要涉及两个问题：一是抑制噪声；另一个是PD行为的解释。

（1）抑制噪声：在对定子绕组PD进行在线测量时，通常会受到来自电机内、外的电气干扰。解决这个问题目前有两种方法：一是改进测量方式和测量仪器；二是利用信号处理技术和神经网络在数据后处理阶段消除PD信号中的噪声。信号处理技术是抑制噪声的常用工具。电气噪声可分为窄带（连续周期）噪声和宽带（脉冲）噪声。根据不同的频率特性，引入各种类型的滤波方法，例如自适应滤波器和程控带通滤波器，神经网络算法也被用于滤除PD信号中的噪声信号，该方法以PD模式识别或PD脉冲相位分配为基础。

（2）PD行为解释：在线PD监测期望达到两个目的，一是判定哪一台机器需要进行定子绕组维护；二是找出故障位置及其成因。经验表明，PD幅值不能作为故障的绝对指标，因此难以设定一个PD门槛值用于报警。定子绕组的绝缘状态最好由一段时间的趋势来判定，或者通过对类似机器采用同样方法的测量结果进行比较来判定。特征提取和模式识别技术被用于建立PD的2Q2N图，在特征提取中采用了分形图像压缩技术，而神经网络技术则应用于模式的分类中。

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