水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置及监测方法，技术方案是，发电机线棒水电接头的水盒与水盒盖之间有焊缝，焊缝外侧设置有沿焊缝布置且覆盖焊缝的气体检测盒，气体检测盒的底面与发电机线棒水电接头外表面密封连接，使气体检测盒的内腔构成一个相对密闭的示踪气体监测空间，焊缝全段均位于示踪气体监测空间覆盖范围内，气体检测盒上连接有用于充入示踪气体或用于监测示踪气体监测空间内部压力的三通阀，本发明专利技术通过测量水电接头两侧压力值的变化，并通过测量内冷水箱特征气体的含量来直观判断各水电接头的绝缘性能，安全可靠，覆盖焊缝的气体检测盒为绝缘劣化提供了第二道防线，有效防止内冷水进入发电机。

【技术实现步骤摘要】
水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置及监测方法
本专利技术涉及水电接头绝缘监测，特别是一种面向智慧电厂的水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置及监测方法。
技术介绍
目前随着国家能源行业碳达峰和碳中和目标的提出，传统火力发电厂的装机容量占比呈下滑趋势，在役火力发电厂(含核电厂，下同)的单机容量基本在600MW以上，设备运行可靠性日益突出。火力发电厂应面向未来，使现有的各种发电方式能够更好地适应未来的智能社会以及能源革命和创新。火力发电厂600MW以上机组线棒内主要采用水内冷冷却方式，即冷却水从发电机励侧汇水管通过绝缘引水管进入水电接头，从水电接头进入各线棒，冷却完线棒后通过汽侧水电接头进入绝缘引水管，汇集到汽侧汇水管，流出到发电机内冷水箱；线棒外为氢气冷却。运行中氢气压力约0.4～0.45MPa，内冷水压力为0.2～0.35，氢气压力应大于水压。当线棒存在裂纹时，氢气会从裂纹进入内冷水，在内冷水箱设置氢气浓度报警，当内冷水箱中含氢量超过2％时应加强对发电机的监视，超过10％应停机消缺。同时内冷水箱的氢气浓度应避开4％～75％的可能爆炸范围。运行中氢气浓度因为管路泄漏或者氢气冷却器泄漏等原因造成发电机内部的氢气纯度不断下降，因此运行中需要不断补氢气，但是氢气具体泄漏的位置不能准确确定，且水电接头表面包裹有环氧云母带。目前线棒水电接头绝缘性能主要依靠停机拆端盖后，利用在手包绝缘(水电接头外边包裹环氧云母带以后的称呼)表面施加直流电压的方法进行测试，施加电压约20kV，通过泄漏电流的大小来判断绝缘的优劣，该方法的原理是欧姆定理，即施加固定的电压U，泄漏电流I大的则绝缘电阻R不良，标准依据为DL/T1612/2016《发电机定子绕组手包绝缘施加直流电压测量方法及评定导则》，该标准只是采用了离线检测的方法逐个测量水电接头的绝缘性能，不能有效实现在线监测，对于发现问题的及时性也较差，且存在盲区，试验用包裹的导电布或金属铝箔的面积会影响测试结果。且不满足智慧电厂对绝缘在线监测数据的要求。现有专利技术专利202010946377.1《一种判定发电机线棒漏氢的方法》仅针对内冷水箱中漏氢量超标的机组通过氢气饱和溶解度与氢气压力的关系，辅助分析判断发电机漏氢故障，仅是从理论方面进行理想化分析，对于具体的氢气泄漏的位置不能判断，且对于水电接头的绝缘状态亦不能进行在线监测。亦不满足智慧电厂对绝缘在线监测数据的要求。因此，水内冷发电机线棒水电接头绝缘监测的改进和创新势在必行。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置及监测方法，可有效解决线棒水电接头绝缘性能在线监测的问题。本专利技术解决的技术方案是：一种水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置，包括发电机线棒水电接头，发电机线棒水电接头的水盒与水盒盖之间有焊缝，焊缝外侧设置有沿焊缝布置且覆盖焊缝的气体检测盒，气体检测盒的底面与发电机线棒水电接头外表面密封连接，使气体检测盒的内腔构成一个相对密闭的示踪气体监测空间，焊缝全段均位于示踪气体监测空间覆盖范围内，气体检测盒上连接有用于充入示踪气体或用于监测示踪气体监测空间内部压力的三通阀，三通阀的一个接口与示踪气体监测空间相连通作为示踪气体进出通道，三通阀的第二个接口作为充气通道，三通阀的第三个接口与压力传感器相连作为示踪气体压力检测通道，电厂DCS系统的输入端与用于监测示踪气体监测空间内部压力的压力传感器的输出端相连。优选的，所述示踪气体压力检测通道所在的三通阀接口上密封连接有压力监测绝缘管路，压力传感器固定在汇水管表面，压力监测绝缘管路引至压力传感器的检测端且端部密封，用于实时监测示踪气体监测空间内部压力。优选的，所述气体检测盒底面的两侧分别与水盒外表面以及水盒盖外表面焊接密封，气体检测盒将整个焊缝包裹，作为线棒水电接头绝缘的第二道防线，当焊缝开裂后，既可以监测水电接头的绝缘状况，又可以防止内冷水通过焊缝进入发电机，避免发电机产生定子接地，或损伤线棒绝缘。优选的，所述的示踪气体为氦气或六氟化硫中的一种。优选的，发电机内冷水箱内设置有用于监测是否存在示踪气体的示踪气体传感器，电厂DCS系统的输入端与示踪气体传感器的输出端相连。一种基于上述在线监测装置的水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测方法，包括以下步骤：S1，安装在线监测装置停机状态下，将气体检测盒沿发电机线棒水电接头的水盒与水盒盖之间的焊缝密封固定，形成一个相对密闭的示踪气体监测空间，焊缝全段均位于示踪气体监测空间覆盖范围内，气体检测盒上连接有用于充入示踪气体或用于监测示踪气体监测空间内部压力的三通阀，三通阀的一个接口与示踪气体监测空间相连通作为示踪气体进出通道，三通阀的第二个接口作为充气通道，三通阀的第三个接口与压力传感器相连作为示踪气体压力检测通道，电厂DCS系统的输入端与用于监测示踪气体监测空间内部压力的压力传感器的输出端相连；S2，设置示踪气体监测空间初始压力将充气通道所在三通阀接口通过充气管路与示踪气体气源相连，调节三通阀，使示踪气体进出通道与充气通道连通，往示踪气体监测空间内充入示踪气体，通过电厂DCS系统调取机组运行时发电机线棒水电接头外部H2的压力P1，通过压力传感器读取充入示踪气体后示踪气体监测空间内部压力P0，持续往示踪气体监测空间内充入示踪气体，使得P0＝P1后，调节三通阀，使示踪气体进出通道与充气通道关闭，同时示踪气体进出通道与示踪气体压力检测通道导通，拆下充气管路以及气源，完成示踪气体监测空间初始压力的设置；S3，在线监测机组运行，电厂DCS系统实时读取发电机线棒水电接头外部H2的压力P1、H2的纯度、H2的湿度、内冷水压力P2，同时通过压力传感器读取示踪气体监测空间的实施压力P、通过示踪气体传感器实时监测内冷水箱是否存在示踪气体，通过以上数据对水内冷发电机线棒水电接头绝缘情况进行在线监测，标准如下：a、当P＝(0.98-1.02)P1,且1.4P2＜P＜2P2，同时P1>P2时，水电接头绝缘情况良好，机组正常运行；b、当P2＜P＜1.4P2时，检测内冷水箱是否存在示踪气体，若内冷水箱不存在示踪气体，机组可持续运行，同时缩短监测周期；若内冷水箱存在示踪气体，则水电接头绝缘有劣化趋势，需持续监测观察；c、当P＝P2＜P1时，若发电机内部H2的纯度和H2的湿度均合格，无论内冷水箱是否存在示踪气体，水电接头绝缘已破坏，需要选择合适时机停机检修；d、当P＝P2＜P1时，若发电机内部H2的纯度有下降趋势，同时H2的湿度有增加趋势，且内冷水箱存在示踪气体，则示踪气体已泄漏至内冷水通道，同时内冷水已从焊缝裂纹进入示踪气体监测空间，存在内冷水进入发电机的风险，需立即打闸停机，防止事故进一步扩大。本专利技术结构独特，简单合理，易生产，易操作，方法简单，在现有水内冷发电机线棒水电接头上改造即可，发电机线棒定子接地需更换线棒，费用昂贵，检修周期较长，长时间不能发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置，包括发电机线棒水电接头，发电机线棒水电接头的水盒(1)与水盒盖(4)之间有焊缝(12)，其特征在于，焊缝(12)外侧设置有沿焊缝布置且覆盖焊缝(12)的气体检测盒(2)，气体检测盒(2)的底面与发电机线棒水电接头外表面密封连接，使气体检测盒(2)的内腔构成一个相对密闭的示踪气体监测空间(2a)，焊缝(12)全段均位于示踪气体监测空间(2a)覆盖范围内，气体检测盒(2)上连接有用于充入示踪气体或用于监测示踪气体监测空间(2a)内部压力的三通阀(3)，三通阀(3)的一个接口与示踪气体监测空间(2a)相连通作为示踪气体进出通道，三通阀(3)的第二个接口作为充气通道，三通阀(3)的第三个接口与压力传感器(6)相连作为示踪气体压力检测通道，电厂DCS系统的输入端与用于监测示踪气体监测空间(2a)内部压力的压力传感器(6)的输出端相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置，包括发电机线棒水电接头，发电机线棒水电接头的水盒(1)与水盒盖(4)之间有焊缝(12)，其特征在于，焊缝(12)外侧设置有沿焊缝布置且覆盖焊缝(12)的气体检测盒(2)，气体检测盒(2)的底面与发电机线棒水电接头外表面密封连接，使气体检测盒(2)的内腔构成一个相对密闭的示踪气体监测空间(2a)，焊缝(12)全段均位于示踪气体监测空间(2a)覆盖范围内，气体检测盒(2)上连接有用于充入示踪气体或用于监测示踪气体监测空间(2a)内部压力的三通阀(3)，三通阀(3)的一个接口与示踪气体监测空间(2a)相连通作为示踪气体进出通道，三通阀(3)的第二个接口作为充气通道，三通阀(3)的第三个接口与压力传感器(6)相连作为示踪气体压力检测通道，电厂DCS系统的输入端与用于监测示踪气体监测空间(2a)内部压力的压力传感器(6)的输出端相连。


2.根据权利要求1所述的水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置，其特征在于，所述示踪气体压力检测通道所在的三通阀接头上密封连接有压力监测绝缘管路(5)，压力传感器(6)固定在汇水管(7)表面，压力监测绝缘管路(5)引至压力传感器(6)的检测端且端部密封，用于实时监测示踪气体监测空间(2a)内部压力。


3.根据权利要求1所述的水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置，其特征在于，所述气体检测盒(2)底面的两侧分别与水盒(1)外表面以及水盒盖(4)外表面焊接密封，气体检测盒(2)将整个焊缝包裹，作为线棒水电接头绝缘的第二道防线，当焊缝(12)开裂后，既可以监测水电接头的绝缘状况，又可以防止内冷水通过焊缝进入发电机，避免发电机产生定子接地，或损伤线棒绝缘。


4.根据权利要求1所述的水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置，其特征在于，所述的示踪气体为氦气或六氟化硫中的一种。


5.根据权利要求4所述的水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测装置，其特征在于，发电机内冷水箱内设置有用于监测是否存在示踪气体的示踪气体传感器，电厂DCS系统的输入端与示踪气体传感器的输出端相连。


6.一种基于权利要求5所述在线监测装置的水内冷发电机线棒水电接头绝缘在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，安装在线监测装置
停机状态下，将气体检测盒(2)沿发电机线棒水电接头的水盒(1)与水盒盖(4)之间的焊缝(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓锋，郑豫生，栗占伟，李志超，秦小阳，张晓鹏，关战群，黄卫华，牟义革，冯爱鹏，靳鹏超，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司中南电力试验研究院，大唐三门峡电力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41