一种运行年久发电机延寿评估系统的制作方法

本发明属于发电机评估领域，特别是一种运行年久发电机延寿评估系统。

背景技术：

发电机运行中定、转子绝缘承受电、热、机械应力以及环境因素的影响，电气应力(电场强度)过高时会产生局部放电，局部放电产生的带电粒子会破坏绝缘材料化学键，持续足够长时间后形成贯穿性孔洞导致绝缘故障。火力发电厂用发电机设计寿命一般为30年，当发电机运行年限接近或达到设计寿命时，电厂管理者将会存在发电机是否适合继续运行的疑问，如果继续运行存在哪些重大运行风险。日本、欧洲、印度、中国等国的多家科研机构针对运行年久发电机剩余寿命预测进行了大量研究，目前主要的发电机预测方法有：1)基于发电机运行历史预测；2)基于非破坏性绝缘试验参数预测；3)基于非电气参数的寿命评估。以上预测发电机剩余寿命的理论和方法，均没有实例可证实这些方法的准确性。

2015年，国家能源局发布的《国家能源局关于印发亚临界煤电机组改造、延寿与退役暂行规定的通知》(国能电力【2015】332号)第六条提出“运行期满30年或20万小时的亚临界煤电机组，经延寿改造、安全评估后，30万、60万千瓦级机组一般可延长10～15年服役期限”。

综上所述，目前对于运行年限接近或达到设计寿命的发电机，缺少一套针对运行年久发电机行之有效的延寿评估方法和体系，以科学的解决发电机延长服役期限的普遍问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种运行年久发电机延寿评估系统，该系统从发电机老化要素出发，根据各个老化要素的作用机理及表象，构件针对性评估模块，最终由资料性评估模块、发电机检查评估模块、现场绝缘诊断性试验评估模块共同构成运行年久发电机延寿评估系统。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种运行年久发电机延寿评估系统，所述系统包括资料性评估模块、发电机检查评估模块和现场绝缘诊断性试验评估；

其中，资料性评估模块包括发电机运行情况评估、检修情况评估、历史试验数据评估、出厂数据评估；

发电机检查评估模块包括对发电机定子部件、转子部件、铁心部件可触及区域的专业检查；

现场绝缘诊断性试验评估模块包括发电机定子绕组诊断性试验、转子绕组诊断性试验、定子铁心诊断性试验。

本发明进一步的改进在于，所述发电机运行情况评估对象包括发电机氢气系统、密封油系统、冷却水系统、电气参数；所述检修情况评估对象包括修前分析、解体报告、修后总结；所述历史试验数据评估对象包括安装交接试验数据、事故抢修试验数据、预防性试验数据；所述出厂数据评估对象包括质量保证书、定转子检查及试验报告、监造报告。

本发明进一步的改进在于，所述发电机定子绕组诊断性试验包括定子绕组绝缘电阻、定子绕组极化指数、泄漏电流和直流耐压试验、电容量增量及介质损耗因数增量试验、离线局部放电试验、端部绕组电晕紫外成像检测、定子槽楔敲击试验、定子绕组端部动态特性及振动测量。

本发明进一步的改进在于，所述转子绕组诊断性试验包括转子绝缘电阻、转子绕组重复脉冲法、转子探测线圈波形法。

本发明进一步的改进在于，所述定子铁心诊断性试验包括电磁铁心故障检测试验。

本发明进一步的改进在于，所述现场绝缘诊断性试验均为无损试验，试验的正常开展不会对发电机造成结构或功能性损伤。

本发明进一步的改进在于，系统运行按照资料性评估、发电机检查评估、现场绝缘诊断性试验评估的顺序进行，资料性评估初步结果作为发电机检查评估的基础，资料性评估和发电机检查评估的初步结果作为现场绝缘诊断性试验评估的基础。

本发明进一步的改进在于，发电机指汽轮发电机和燃机发电机。

本发明具有如下有益的技术效果：

1、首次提供了一套针对运行年久发电机的延寿评估系统，该评估系统覆盖面广，包括资料性评估、发电机检查评估、现场绝缘诊断性试验评估三个方面，能够完整反映待评估发电机的状态；

2、为运行接近或达到设计寿命的发电机进行评估，提前发现影响机组继续服役安全运行的隐患，并提供维修或改造意见；

3、现场绝缘诊断性试验均为无损试验，试验的正常开展不会对发电机造成结构或功能性损伤，避免了部分传统预防性试验中如耐压试验对设备造成累积损伤。

4、采用的诊断性试验均为国际通行的主流先进试验方法，该系统适用于国内外生产的汽轮发电机和燃机发电机。

附图说明

图1为本发明所提供的运行年久发电机延寿评估系统结构图；

图2为本发明所提供的针对发电机各类老化要素的评估技术路线示意图。

图中：1为发电机老化要素，2为电应力，3为热应力，4为机械应力，5为环境应力，6为资料性评估，7为发电机检查评估，8为现场绝缘诊断性试验评估。

具体实施方式

为了使本发明的用途，技术路线以及特点更加清楚明白，下面结合实施例以及附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供的运行年久发电机延寿评估系统，包括资料性评估模块，发电机检查评估模块，现场绝缘诊断性试验评估模块三个部分。本系统的实施，均基于现行国家、行业以及制造厂标准，借助现有仪器设备进行发电机评估工作。

其中，资料性评估模块包括对运行情况、检修情况、历史试验数据、出厂数据四个部分。运行情况依据现行行业标准dl/t1164-2012《汽轮发电机运行导则》进行评估；检修情况依据现行行业标准dl/t1766.1-2017《水氢氢冷汽轮机发电机检修导则第1部分：总则》和dl/t838-2017《燃煤火力发电企业设备检修导则进行评估》进行评估；历史试验数据依据现行行业标准dl/t596-1996《电力设备预防性试验规程》和dl/t1768-2017《旋转电机预防性试验规程》进行评估；出厂数据依据现行国家标准gb50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》进行评估。

其中，发电机检查评估模块包括定子部件检查、铁心部件检查、转子部件检查三个部分。上述各部分的开展，借助于现有专用设备，如工业级内窥镜、便携式硬度计、塞尺等即可开展。各项评估依据国内发电机制造厂家标准即可得出评估结论。

其中，现场绝缘诊断性试验评估模块包括定子绕组诊断性试验、定子铁心诊断性试验、转子绕组诊断性试验三个部分。定子绕组诊断性试验依据现行行业标准dl/t492-2009《发电机环氧云母定子绕组绝缘老化鉴定导则》开展，包括介质损耗增量、电容增量、离线局部放电等试验；定子铁心诊断性试验依据gb/t20835-2016《发电机定子铁心磁化试验导则》使用额定磁通法或铁心电磁故障诊断法开展；转子绕组诊断性试验依据dl/t1525-2016《隐极同步发电机转子匝间短路故障诊断导则》开展，包括交流阻抗、rso、探测线圈波形法等试验。

如图2所示，本发明具体实施技术路线为，从影响发电机继续服役的发电机老化要素出发，根据各个老化要素的作用机理及表象，指定针对性的评估手段，最终各个评估模块合起来构成运行年久发电机延寿评估系统。发电机老化要素1有电应力2、热应力3、机械应力4和环境应力5。

电应力对发电机老化的典型作用就是在绝缘内部孔洞或表面发生局部放电，表面放电可以通过电晕试验和目视检查观察到一些痕迹，内部放电在形成贯穿性孔洞前可以通过一些电气类试验反映，如绝缘电阻、介质损耗、局部放电等。局部放电长期发展最终会造成绝缘击穿，通过对发电机运行资料的查看，如是否运行中发生过定子接地、相间短路、转子接地等问题，来判断电应力对发电机老化的影响。从上述内容可以发现，通过资料性评估6，发电机检查评估7，现场绝缘诊断性试验评估8可以完整的判断电应力对发电机的老化作用程度。

热应力主要体现在两方面。(1)高温对绝缘材料分子结构的破坏作用；(2)因绝缘和导体膨胀系数不同，经过多次热循环之后导致绝缘与导体之间的紧固黏结撕裂，这会进一步引发局放的产生。查阅发电机历史启停次数，是发电机热循环次数的直接指标。通过冷却回路和绝缘构件检查，可以间接分析是否冷却效果足够以及是否存在过热现象。至于绝缘与导体黏结存在问题，可通过局放试验反映。从上述内容可以发现，通过资料性评估6，发电机检查评估7，现场绝缘诊断性试验评估8可以完整的判断热应力对发电机的老化作用程度。

机械应力有三个来源。(1)同一槽内上下层线棒磁场互相作用产生的电磁力，在端部因为绕组布置特点，还有周向电磁力；(2)瞬变过程产生的机械冲击，如近区短路，非同期并网等；(3)转子高速运转，绝缘结构承受巨大的离心力。前两种会引起固定结构振动，绝缘磨损严重时导致短路故障，开展槽楔和端部固定结构的检测以及部件结合处检查，判断振动的严重程度。转子匝间短路检测和目视检查可判断转子状态。通过查阅历史运行资料，发电机是否经历过出口三相短路，非同期并网，可以明确遭受机械应力的严重程度。从上述内容可以发现，通过资料性评估6，发电机检查评估7，现场绝缘诊断性试验评估8可以完整的判断机械应力对发电机的老化作用程度。

环境应力如渗漏密封油、颗粒异物、氢气湿度不合格造成的绝缘表面爬电或开裂等。通过查阅历史运行资料中发电机漏液检测装置报警记录，可明确是否存在密封油渗漏情况。另外，密封油渗漏、颗粒异物、氢气湿度不合格产生的表面爬电通过发电机检查评估也可判断。部分颗粒异物难以观察，通过电晕试验可以发现并准确定位。从上述内容可以发现，通过资料性评估6，发电机检查评估7，现场绝缘诊断性试验评估8可以完整的判断环境应力对发电机的老化作用程度。

综上所述，本发明所提供的运行年久发电机延寿评估系统，通过资料性评估6、发电机检查评估7、现场绝缘诊断性试验评估8三个模块，可实现运行接近或达到设计寿命发电机的延寿评估，对发电机在各种老化因素综合作用后的设备状态和可能存在的“故障风险”进行整体评估。