非接触式方向传感器测量发电机定子局部放电的研究
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摘要
根据现场的要求，本文研制出一种非接触式空气电容传感器，它具有频带宽、绝缘
性能好、灵敏度高的特点，可以在高压端测量高频放电脉冲，可以代替各种接触式传感
器在发电机高压母线端进行在线局部放电监测。这种传感器不与发电机母线直接接触，
容易安装，安全性好，易于被用户 所接受。
通过大量的试验研究，开发出了由这种传感器组成的方向传感器系统，给出了在
100 M S/s 采样率下方向传感器判别放电脉冲的判据，并开发出判别软件。此方向传感
器系统可以有效地识别外部干扰脉冲和局部放电脉冲 。 研制出一种 基于这种传感器的发
电机定子局部放电监测系统。此系统可在实验室正确运行，可以对放电进行监测、从干
扰中提取局部放电脉冲、统计分析放电类型并绘制出统计谱图。
Based on the requirement of electrica l power plants, we designed a new
type of sensors for stator winding Partial Discharge measurement online. The
sensors are of good insulation, high sensitivity, easy installation on site, and
good safety, suitable for on - site application.
We developed a se t of directional sensors with the analyzing software for
eliminating pulse interference from the transformer side based on our developed
non - contact type PD sensors. We also developed a PD on - line detecting system
for stator windings of generators, which c onsists of a set of non - contact type
directional sensors, digital system, and software. The detecting system can
monitor PD online, reject noises, analyze PD faults, and show the finger prints
of the detected PD.
性能好、灵敏度高的特点，可以在高压端测量高频放电脉冲，可以代替各种接触式传感
器在发电机高压母线端进行在线局部放电监测。这种传感器不与发电机母线直接接触，
容易安装，安全性好，易于被用户 所接受。
通过大量的试验研究，开发出了由这种传感器组成的方向传感器系统，给出了在
100 M S/s 采样率下方向传感器判别放电脉冲的判据，并开发出判别软件。此方向传感
器系统可以有效地识别外部干扰脉冲和局部放电脉冲 。 研制出一种 基于这种传感器的发
电机定子局部放电监测系统。此系统可在实验室正确运行，可以对放电进行监测、从干
扰中提取局部放电脉冲、统计分析放电类型并绘制出统计谱图。
Based on the requirement of electrica l power plants, we designed a new
type of sensors for stator winding Partial Discharge measurement online. The
sensors are of good insulation, high sensitivity, easy installation on site, and
good safety, suitable for on - site application.
We developed a se t of directional sensors with the analyzing software for
eliminating pulse interference from the transformer side based on our developed
non - contact type PD sensors. We also developed a PD on - line detecting system
for stator windings of generators, which c onsists of a set of non - contact type
directional sensors, digital system, and software. The detecting system can
monitor PD online, reject noises, analyze PD faults, and show the finger prints
of the detected PD.
引文
[1] G.C.Stone, Partial Discharge - Part VII: Partial Techni ques for Measuring PD
in Operating Equipment, IEEE Electrical Insulation Magazine, 1991, 7(4): 9 - 16
[2] 苏鹏声，汪小明，曹海翔，等，大型发电机定子绕组局部放电在线监测
系统的研究，电工电能新技术， 2000 （ 2 ）： 49 - 52
[3] R.Thucker ， H.G . kranz., Requirements of Automated PD Diagnosis System for
Fault Identific ation in Noisy Conditions, IEEE Transactions on Dielectric and Electric
Insulation, 1995, 2 (4): 544 - 556
[4] 杨莉，全玉生，周跃锋，等，大型发电机定子绕组故障放电的特性和识
别，电工电能新技术， 1999 （ 2 ）： 23 - 27
[5] M.Kurtz, J.F.Lyles, Generator Insulation Diagnostic Testing, IEEE
Transactions on PAS, 1979, 5(9/10): 1596 - 1603
[6] M.Kurtz , J.F.Lyles, G.C.Stone, Application of Partial Discharge Testing to
Hydro Generator Maintenance, IEEE Transactions on PAS, 1984, 103 (8) :2148 - 2156
[7] 王昌长，李福祺，电力设备的在线监测与故障诊断，清华大学电机工程
与应用电子技术系， 1996, 5
[8] 刘立生，邱阿瑞，高压电 机局部放电在线监测方法，电工电能新技术，
1999 （ 3 ）， 23 - 27
[9] F.T. Emery , B.N. Lenderking, R.D. Couch , Turbine Generator on - line
Diagnostics U sing RF Monitoring, IEEE Transactions on PAS, 1981, 100 (12):
4974 - 4982
[10] 黄成军 ， 郁维庸 , 局部放电在线监测技术及其在电机中的应用 , 大电机技
术， 2000(3), 24 - 31
[11] P.Gruen ewald, J.Weidner, Possibilities and Experience with off - and on - line
Diagnose is of Turbine Generator Stator Winding Insulations, Proceedings of the 35
International Conference on Large High Voltage Electric Systems, Paris, 1994,
8.28~9.03: part l ,11 - 206
[12] G.C.Stone, H.G.Sedding, In - service Evaluation of Motor and Generator
Stator Winding Using Partial Discharge Tests, IEEE trans. on IAS, 1995, 31(2): 299 - 303
[13] G.C. Stone, H.G. Sedding, M.J. Costello , Application of Partial Discharge
Testing to Motor s and Generator Stator Winding Maintenance, IEEE trans. on IAS, 1996,
32(2): 459 - 464 51
华北电力大学（北京）硕士学位论文
[14] K. Itoh, Y. Kaneda, K. Kimura, etc, New Noise Rejection Techniques on
Pulse - by - Pulse Basis for on - line Partial Discharge Measurement of Turbine Generators,
IEEE trans. on Energy Con - version, 1996, 11(3): 585 - 592
[15] Q.Su, A New Partial Discharge Detector for On - line Insulation Condition
Monitoring of Generators, 10th International Symposium on High Voltage Engineering,
Montreal, Quebec, Canada, 1998, 8.25~8.29: 291 - 294
[16] 吴广宁 , 吴欣延 , 谢恒 , 等，大型发电机局部放电在线监测仪的研究，仪
器仪表学报 , 1998, 19(1)
[17] 李武峰 , 大型发电机定子局部放电在线监测技术的研究 ， （硕士学位论
文 ） ，北京，华北电力大学（北京）电力工程系， 2002
[18] 王好，大电机定子局放在线监测抗干扰技术的研究 ， （硕士学位论文 ），
北京，华北电力大学（北京）电力工程系， 2003
[19] 万伟江，超高频法在发电机局部放电中的应用 ， （硕士学位论文 ） ，北京，
华北电力大学（北京）电力工程系， 2004
[20] G.C.S tone, Partial Discharge Part XXV: Calibration of PD Measurements for
Motor and Generator Windings - Why It Can . t Be Done, IEEE Transactions on Energy
Conversion , 1998, 1 4 (1) , 9 - 1 2
[21] H.Zhu, V.Green, M.Sasic, Increased Sensitivity of Capacitive Couplers fo r
In - Service PD Measurement in Rotating Machines, IEEE Transactions on Energy
Conversion, 1999, 4(4), 6 - 11
[22] 彭湃，大型发电机定子绝缘局部放电故障的模拟试验与模式识别 ， （硕
士学位论文 ） ，北京，华北电力大学（北京） 电力工程系 ， 2000
[23] 谈克雄，姜建国，王镇远，等，用人工神经网络对电机绝缘模型放电的
识别，清华大学学报（自然科学版 ）， 1996, 36,46 - 51
52
in Operating Equipment, IEEE Electrical Insulation Magazine, 1991, 7(4): 9 - 16
[2] 苏鹏声，汪小明，曹海翔，等，大型发电机定子绕组局部放电在线监测
系统的研究，电工电能新技术， 2000 （ 2 ）： 49 - 52
[3] R.Thucker ， H.G . kranz., Requirements of Automated PD Diagnosis System for
Fault Identific ation in Noisy Conditions, IEEE Transactions on Dielectric and Electric
Insulation, 1995, 2 (4): 544 - 556
[4] 杨莉，全玉生，周跃锋，等，大型发电机定子绕组故障放电的特性和识
别，电工电能新技术， 1999 （ 2 ）： 23 - 27
[5] M.Kurtz, J.F.Lyles, Generator Insulation Diagnostic Testing, IEEE
Transactions on PAS, 1979, 5(9/10): 1596 - 1603
[6] M.Kurtz , J.F.Lyles, G.C.Stone, Application of Partial Discharge Testing to
Hydro Generator Maintenance, IEEE Transactions on PAS, 1984, 103 (8) :2148 - 2156
[7] 王昌长，李福祺，电力设备的在线监测与故障诊断，清华大学电机工程
与应用电子技术系， 1996, 5
[8] 刘立生，邱阿瑞，高压电 机局部放电在线监测方法，电工电能新技术，
1999 （ 3 ）， 23 - 27
[9] F.T. Emery , B.N. Lenderking, R.D. Couch , Turbine Generator on - line
Diagnostics U sing RF Monitoring, IEEE Transactions on PAS, 1981, 100 (12):
4974 - 4982
[10] 黄成军 ， 郁维庸 , 局部放电在线监测技术及其在电机中的应用 , 大电机技
术， 2000(3), 24 - 31
[11] P.Gruen ewald, J.Weidner, Possibilities and Experience with off - and on - line
Diagnose is of Turbine Generator Stator Winding Insulations, Proceedings of the 35
International Conference on Large High Voltage Electric Systems, Paris, 1994,
8.28~9.03: part l ,11 - 206
[12] G.C.Stone, H.G.Sedding, In - service Evaluation of Motor and Generator
Stator Winding Using Partial Discharge Tests, IEEE trans. on IAS, 1995, 31(2): 299 - 303
[13] G.C. Stone, H.G. Sedding, M.J. Costello , Application of Partial Discharge
Testing to Motor s and Generator Stator Winding Maintenance, IEEE trans. on IAS, 1996,
32(2): 459 - 464 51
华北电力大学（北京）硕士学位论文
[14] K. Itoh, Y. Kaneda, K. Kimura, etc, New Noise Rejection Techniques on
Pulse - by - Pulse Basis for on - line Partial Discharge Measurement of Turbine Generators,
IEEE trans. on Energy Con - version, 1996, 11(3): 585 - 592
[15] Q.Su, A New Partial Discharge Detector for On - line Insulation Condition
Monitoring of Generators, 10th International Symposium on High Voltage Engineering,
Montreal, Quebec, Canada, 1998, 8.25~8.29: 291 - 294
[16] 吴广宁 , 吴欣延 , 谢恒 , 等，大型发电机局部放电在线监测仪的研究，仪
器仪表学报 , 1998, 19(1)
[17] 李武峰 , 大型发电机定子局部放电在线监测技术的研究 ， （硕士学位论
文 ） ，北京，华北电力大学（北京）电力工程系， 2002
[18] 王好，大电机定子局放在线监测抗干扰技术的研究 ， （硕士学位论文 ），
北京，华北电力大学（北京）电力工程系， 2003
[19] 万伟江，超高频法在发电机局部放电中的应用 ， （硕士学位论文 ） ，北京，
华北电力大学（北京）电力工程系， 2004
[20] G.C.S tone, Partial Discharge Part XXV: Calibration of PD Measurements for
Motor and Generator Windings - Why It Can . t Be Done, IEEE Transactions on Energy
Conversion , 1998, 1 4 (1) , 9 - 1 2
[21] H.Zhu, V.Green, M.Sasic, Increased Sensitivity of Capacitive Couplers fo r
In - Service PD Measurement in Rotating Machines, IEEE Transactions on Energy
Conversion, 1999, 4(4), 6 - 11
[22] 彭湃，大型发电机定子绝缘局部放电故障的模拟试验与模式识别 ， （硕
士学位论文 ） ，北京，华北电力大学（北京） 电力工程系 ， 2000
[23] 谈克雄，姜建国，王镇远，等，用人工神经网络对电机绝缘模型放电的
识别，清华大学学报（自然科学版 ）， 1996, 36,46 - 51
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