大电机主绝缘剩余寿命智能评估的超声技术

研制了大电机主绝缘剩余寿命的超声智能评估系统。该系统采用超声脉冲回波检测方法和虚拟仪器技术开发平台,在已运行16、18、23年的300MW发电机定子线棒主绝缘和备用定子线棒主绝缘超声声速统计数据库的基础上,通过测量主绝缘的超声最小声速和平均声速,可智能预测最可靠和95%可靠剩余运行年数。一台已运行23年的300MW发电机的现场试验证明,评估结果对发电机的安全运行具有指导意义。     

基于运行历史的大电机主绝缘老化特性的研究

研究了不同运行年数的大电机定子线棒的介电参量和局部放电参量,分析了这些参量随运行年数的变化关系。研究发现:随线棒运行时间的增加,电容参量、最大放电量、平均放电量呈明显增大的趋势,而统计分布参量偏斜度和峭度呈下降的趋势,起始放电脉冲的相位越来越接近0°和180°,放电脉冲的相位分布越来越宽,由一三象限向二四象限扩展。这些参量能够有效表征大电机主绝缘的老化状态,对大电机主绝缘的状态评估和剩余寿命预测有重要作用。     

三峡左岸电站发电机定子线棒主绝缘技术特点

定子线棒绝缘是三峡水轮发电机两项关键技术之一。分析比较了国外和国内供货商设计制造三峡发电机定子线棒主绝缘的技术特点，指出应注意的问题。哈电和东电采用多胶带模压工艺制造的三峡线棒，其主绝缘各项技术指标满足合同要求。     

基于模糊输出BP神经网络的电机主绝缘老化状态评估方法

评估大电机主绝缘的老化状态是电气工程领域中的重要课题，其目标是根据非破坏性参量评估绝缘的老化状态，然而传统的评估方法一直没有得到准确可靠的评估结果。为了克服传统的绝缘状态阈值评估方法的缺点，提出应用神经网络和模糊数学结合评估绝缘状态的新方法。由于绝缘的老化状态是一种模糊现象，所以建立了具有模糊输出的3层BP神经网络对绝缘状态进行评估，并确定了绝缘状态论域上的四个模糊子集及其隶属函数，同时规定了网络的输入和输出参量。选择Levenberg-Marquardt快速学习算法对该文建立的模糊输出神经网络进行了训练，并使用另外10组多因子加速老化数据和5组真机线棒数据对网络的评估能力进行了检验，检验结果表明该方法可以准确有效地评估定子绝缘的老化状态。     

大型发电机主绝缘老化的热分析研究

大型发电机主绝缘老化与主绝缘内部微观缺陷的产生和发展以及环氧劣化有着极为密切的关系，该文对大型发电机主绝缘进行了热重分析和差示扫描量热分析研究。实验结果表明：与完好部位相比，缺陷部位的环氧含量以及环氧的氧化起始温度明显降低：而且，缺陷部位环氧的裂解活化能丝显著增大。分析认为，多应力作用下环氧的老化是缺陷得以产生和发展并最终导致大电机主绝缘结构老化的重要原因。     

大电机环氧云母定子绝缘超声波速的研究

本文用A型脉冲回波法超声波检测系统，详细研究了大地机定子线棒不同的绝缘部位对检测超声波速的影响，以及波速随绝缘老化的变化规律。结果表明：大电机定子线棒的正面绝缘适合于超声检测；线棒表面半导体层的存在更有利于超声检测；超声波速能用来表征绝缘的老化状态。     

用RBFNN评估发电机主绝缘剩余击穿电压

为了有效地评估绝缘的寿命,研究了采用径向基神经网络评估发电机主绝缘剩余击穿电压的方法。通过研究剩余击穿电压与主绝缘非坏性参量的相关性,得到用于评估击穿电压的神经网络的输入参数,即Δtanδ、ΔC、Sk+和Sk-;利用多因子老化平台对真机线棒进行加速老化,并进行相关测量,从中选择24组数据作为对神经网络训练、检测,及击穿电压预测的样本。结果表明该预测模型在测试样本数量为训练样本数量25%的情况下,剩余击穿电压预测值与实际测量值的最大相对误差<6%,平均相对误差<3%。评估结果对于在样本数量较少的情况下准确预测发电机定子绝缘剩余寿命具有一定的参考价值。     

发电机定子主绝缘老化特征的研究

对环氧云母绝缘电机线棒进行了老化试验,在不同的老化阶段,测试了线棒的介质损耗角正切、电容、电流包流点等非破坏性参数和破坏性参数－剩余击空电压。通过非破坏性参数的变化情况和非破坏性参数与破坏性参数的相关性,揭示了环氧云母绝缘体系电机主绝缘的老化特征。     

最近国内外大电机定子线圈主绝缘的发展

本文通过国内外大电机定干线自主绝缘结构以及环氧粉云母带材料的更新换代的变化，阐明了国外公司新一代环氧粉云母绝缘结构的应用特性和发展，也阐述了我国最近几年新型F级定子线圈主绝缘在大型发电机上应用研究成果，为了满足我国电机工业迅速发展和电力事业发展的需要，提出了我国今后在大电机定子线圈主绝缘结构方面发展的方向．     

基于人工智能的大电机主绝缘老化状态评估软件

为了更有效地评估大电机主绝缘的老化状态,提出了应用神经网络和模糊数学相结合的人工智能技术评估绝缘老化状态的新方法。首先,建立具有模糊输出的3层反向传播(BP)神经网络,并确定绝缘状态论域上的4个模糊子集及其隶属函数,同时规定了模糊输出神经网络的输入和输出参量;然后,选择Levenberg-Marquardt快速学习算法对建立的模糊输出神经网络进行训练,并使用真机线棒数据对网络的评估效果进行检验;最后,基于MATLAB开发了大电机主绝缘老化状态智能评估软件。研究结果表明该软件可以准确有效地评估定子绝缘的老化状态。     

基于超声脉冲反射法评估大电机定子绝缘的老化状态

该文提出一种基于超声反射法的大电机(300MW，18kV)主绝缘状态诊断方法。用这种方法可以测量超声纵波在主绝缘中传播的统计最小声速，统计平均声速，声衰减和统计缺陷率。在实验室分别对已运行16年、18年、23年和新的定于线棒进行了试验研究，并在发电机现场进行了定于绕组超声检测试验。试验结果表明，统计最小声速和统计平均声速随绝缘运行年数的增长不断减小，统计最小声速减小的趋势比统计平均声速更明显，严重老化的主绝缘由超声检测得到的统计缺陷率增大。大电机定于绕组的超声现场检测试验验证了超声反射法在发电机小修条件下的应用性。超声反射法是一种有效的、实用的大电机主绝缘状态诊断方法。     

24KV蒸发冷却汽轮发电机定子绝缘结构的可行性研究

国产大型汽轮发电机，很难做到24kV电压等级。电压高，定子绕组槽内电场分布的改善及耐电晕等技术处理难度大。该文采用理论计算与模型实验两方面的仿真手段，详尽地分析了蒸发冷却方式下形成的气、液、固三态绝缘体系的耐电晕、耐击穿的可靠性，提出一种适合于该冷却方式的、应用于高电压等级的新型定子绝缘结构，系统地研究了结构的绝缘特点及规律，并得出这一新型绝缘体系对24kV电压等级是可行的结论。     

汽轮发电机负荷变化时水内冷定子线棒的温度水力模型

大型汽轮发电机水内冷定子绕组的出水口温度以及定子槽内上下层线棒之间的温度监测是发电机状态监测和早期故障诊断中的一个重要方面，对发电机的安全、经济运行具有重要作用。为此，根据传热学和流体力学的基本原理，提出了汽轮发电机负荷变化时水内冷定子线棒的温度水力模型，采用热平衡方程将温度模型离散化为非线性方程组，联立求解定子绕组温度与冷却水温度的方程组，即可求出定子线棒中的温度分布。根据线棒内三维温度分布的计算结果，提出了状态监测中定子线棒内铜温和水温标准值的确定方法。最后计算了一台QFSN-220-2型汽轮发电机的一根定子线棒内的温度分布，结果表明该模型以及计算方法是正确的。     

大型发电机操作过电压的安全预测分析新方法

随着远距离输电线路电压等级的提高,大型电站中的操作过电压威胁着大型发电机的绝缘安全.针对大型发电机操作冲击过电压问题,结合场路综合分析计算,提出了大型发电机绝缘安全预测分析方法,并重点研究了大型发电机绝缘安全状态的特征量模式和绝缘安全的评估模型.通过研究大型电站中的操作过电压冲击波在发电机定子绕组绝缘介质中暂态电场的实时分布状态,在线分析发电机的绝缘工作状况,搜索发电机内部可能突发绝缘事故的区域,锁定可能发生绝缘事故的故障点,预测发电机组的绝缘安全状态,以便对大型发电机进行预防性保护与预知性维护工作.     

基于零序电压故障暂态分量的发电机定子单相接地保护方案研究

根据发电机发生定子单相接地故障后机端和中性点零序电压故障暂态分量近似相同的特点，提出了两种形式的基于零序电压故障暂态分量的发电机定子单相接地保护方案：第一种形式将基波零序电压与三次谐波电压分开处理；第二种形式无需将两者分开，直接把机端和中性点两侧零序电压故障暂态分量的和与差做为保护动作信号与制动信号，通过比较相应信号的谱能量大小检测定子单相接地故障。文中给出了第二种判据形式的详细仿真和试验结果，分析表明：新的暂态保护判据具有很高的灵敏度和可靠性。     

大型发电机主绝缘多因子老化试验系统的研究

分析了大型发电机主绝缘多因子老化产生的原因,确定了各单因子老化的试验参数,建立了多因子老化的试验模型和试验方法,设计了多因子老化试验系统。经真机线棒的老化试验验证,随着绝缘的进一步老化,其局部放电量,放电次数和放电能量等参数均呈现增长趋势,放电脉冲相位产生偏移。结果表明,该多因子老化试验系统能满足研究大型发电机主绝缘的老化规律和评估其剩余寿命的要求,为寻找反映绝缘老化程度的特征参量奠定了基础。     

圆柱定子三自由度球转子超声波电机的轨迹运动方程

圆柱定子3自由度球转子超声波电机利用一个定子的3种共振模态的两两叠加、合成，分别驱动一个球转子的3个自由度的旋转运动，三相同时激励时的轨迹运动方程是实现球转子预期轨迹控制的关键理论模型。在定子3种不同模态的有限元分析基础上，该文推导了圆柱定子3自由度球转子超声波电机在3相同时激励时的运动轨迹及传递机理，并对不同激励条件下的轨迹运动方程进行了分析、对比，为提高圆柱定子3自由度球转子超声波电机的定转子传动效率和进一步定量分析动力传递方式，定子优化设计，以及球转子的轨迹控制策略奠定了理论基础。