نیروگاه سیکل ترکیبی تولید برق دماوند

)معاونت توليد(

نویسندگان :علي ايوبي

) کارشناس ارشد نانوالکترونیک (آرش یوردخانی

) کارشناس ارشد سیستمهای انرژی (

تخلیه جزئی در ژنراتور و راههاي افزایش دقت اندازه

گیری PDAسیستم تحلیل گر

سيستم عايقي در ماشينهاي الکتريکي، تعيين کننده ترين باشد. مي الکتريکي ماشينهاي عمر طول براي بخش يکي از عوامل مهم دخيل در تخريب تدريجي عايق اصلي سيم پيچي استاتور ژنراتورهاي نيروگاهي، پديده

جزئي هاي مي ( Partial discharge) تخليه ماده یک درون کوچک های جرقه به واقع در ، باشد عایقی که در یک میدان الکتریکی قوی واقع شده گویند که عامل اصلی ایجاد این جرقه ها میدان الکتریکی غیر ازعوامل ناشي ميدان باشد.ناهمگوني می یکنواخت آورنده بوجود اين عوامل از يك هر كه است مختلفي

انواع تخليه مي باشند .كه عبارتند از:

مقدمه

داخلي تخليKKه الKKف( اثر عايقهKKا: در كKKه

يا و حفرات وجود ناخالصي ها درون ماده K.ايجاد مي شود عايقKي

در ب( تخليKه سطحي:

يا و آلودگKKي اثKKر سطوح ناهمواريهاي مي گردد. پديدار عايKق

كرونKKا: از ج( ناشي

تيز لبه هاي نوك وجود متصل الكترودهاي در K.فشارقوي ولتاژ بKKه

عوامل به وجود آورنده میدان الکتریکی غیر یکنواخت

ساختار عايقي ژنراتور واحدهاي V94.2گازي

از عوامل ايجاد كنندة تخلية جزيي در ژنراتور مي توان به

. موارد زير اشاره نمود- تخليه سطحي1 - ورقه ورقه شدن عايق2 - وجود حفره ها3

شل شدن سيم پيچ ها -4 كه ت اس داده نشان ه تجربمي ی جزی ه تخلی اندازه گيري تواند جهت تعيين وضعيت سيم پيچ و ژنراتور بسيار مفيد باشد.

در ژنراتور های گازی نیروگاه PDسیستم اندازه گیری دماوند

( شامل onlineتجهيزات اندازه گيري تخلية جزيKي در حيKن كار ):موارد زير مي باشند

اسيلوسكوپ• تحلیل گر طیف• تحلیل گر تپ )پالس(-دامنه• تحلیل گر تپ-فاز • سامانه هاي اندازه گيري دوره ای تخليه جزيي• تجهيزات جانبي مانند كوپلرهاي خازني و اتصاالت•

مدار استاندارد آشكارسازي

ساختار اندازه گیری تفاضلی با دو کوپلر خازنی )نیروگاه دماوند(

با • دائKم خازنKی کوپلرهای نوع باند 80PFظرفیKKت پهنای و

بیKن می MHZ 40-20فرکانسKی اساس بر سKKیستم ایKKن باشند. فرکانس پالسKهای رسKیدن زمان

بKه دسKتگاه پردازشگر کار PDباال مKی کنKد و بKا اسKتفاده از دو کوپلر روی خروجی بر کKه دائKم خازنKی شده، نصب اسKKتاتور فاز هKKر وارده پالسهای تفاضلKی بصKورت

را رصد می کند.

مكانيزم تخريب عايق توسط پالسهاي تخليه جزئي در ماشينهاي الكتريكي

- بمباران الکترونها و يونهاي پر انرژي در محل تخليه که باعث گرم 1شدن و خوردگي

محل تخليه ) ناشي از پليمراسيون و کراکينگ( مي شود. محصوالت 2 گيري شکKKل -

محيطهاي در شيميايي گازي ، ماننKد اسKيد نيتريک و

و سوئيچگيرها ازن) ژنراتورهاي هيدروژن خنک(

بنفش 3 فرا اشعKه توليKد -تجزيه و تخليKه از ناشKي كه عايقKKKي پليمرهاي عايق خشكKKKي منجربKKKه

) شكنندگي افزايKش (مي شود

نمودار آماري ميزان خطاهاي عايقي

A پيري و عمر عايقي: B آلودگي سيم پيچ: C تخليه جزئي: داخلي

D شل بودن گوه ها درون شكاف يا اورهنگ : E تنشهاي : : حفاظت ناقص از كرونا Fحرارتي ناشي از اضافه بار

Gاضافه ولتاژ :

محل هاي تخليه جزيي در شينه ژنراتور

*تخلیه در میدان های الکتریکی قوی*تخلیه در استرندهای شکسته

تخلیه بین هادی و عایق ناشی از *تورق عایق

)تنش حرارتی ومکانیکی(* تخلیه درون عایق ناشی از تورق

عایق )تنش حرارتی،پیری عایقی)

* تخلیه درون شیاری در اثر از بین رفتن رنگ هادی

)نشتی الکترومکانیکی(* تخلیه حفره های درون عایق ناشی

از مواد و پروسه عایقکاری نامناسب

Overhang* تخلیه سطحی ناشی از تورق در ناحیه * تخلیه در مجاری تهویه

* تخلیه سطحی ناشی از آلودگی در ناحیه Overhang

* تخلیه سطحی بین فازی ناشی از ترک و آلودگی Spacer

نتایج اندازه گیری تخلیه جزئی ژنراتور واحد پنج گازی نیروگاه دماوند در U فاز

دوره های مختلف

روی نمودار فوق الین و خط چین قرمز مربوط به و اختالف فاز مربوط به پالسهای مثبت NQNمقادیر

خروجی U از فاز PDAو منفی سنسورهای سیستم به سال اندازه گیری مربوط می 1388ژنراتور در

باشد که فاصله زمانی نرمالی بین پالسها وجود دارد، و اما الین و خط چین آبی روی نمودار فوق مربوط

NQN می باشد که نشانگر افزایش 1389به سال و اختالف فاز پالسها به شکل غیر نرمال می باشد که تخلیه رفتن سطح فعالیت باال گر بیان اختالف این استاتور نامناسب واقع وضعیت عایقی در و جزئی می باشد که پس از انجام تست آفالین میگر و بازدید سیم پیچهای انتهائی هیچگونه اشکال عایقی مشاهده نشد و این برخالف تصور از تحلیل نمودار فوق بود. بازبینی به بررسی های مختلف تصمیم از پس لذا

واحد مذکور گرفته شد.PDAصحت عملکرد سیستم کالیبراسیون به اقدامات فوق تصمیم انجام از پس کابل های کواکسیال ارتباطی بین سنسور و سیستم تحلیل گر گرفته شد و به نتایج قابل قبولی رسیدیم بعد دوره تحلیلی گزارش در اقدام این نتیجه که غیر تفاوت علت و شد مشهود کامال پژوهشگاه نیروگاه دیگر واحدهای با واحد این رفتار طبیعی مشخص گردید و آن هم وجود خطای اندازه گیری در

از PDAسیستم پس که بود نظر مورد واحد که گردید مشخص نظر مورد خطای کالیبراسیون

درذیل به طور کامل توضیح داده شده است.

1388قرمز : سال آبی :

1389سال

: 11فاصKله زمانی کوپلرنانوثانیه از خروجKی پالKس کKه آنجKا زمانی C2از فاصKله بKا

بیشتری نسKبت پالKس دیگKر رسKید، لذا کابKل مورد نظKر به متKر کوتاه شKد کKه پKس از انجام کالیبراسیون و 2.5اندازه

3مشاهده انطباق پالسKها روی هKم فاصKله زمانKی به حدود می منظور ایKن برای مطلوبKی حKد کKه رسKید نانوثانیKه

باشد.

طولK کابKل های کKو اکسKیال کKه حامKل سKیگنال های مورد تحلیKل مKی باشKد نقKش بسKیار مهمی دارد. پKس از انجام کالیبراسKیون طولی PDدر باال بردن دقKت اندازه گیری سKیستم تحلیKل گKر

C2 وC1کابKل مشاهده شKد کKه فاصKله زمانKی رسKیدنK پالKس های مثبKت و منفKی بKه کوپلرهای کاهKش پیدا کرده کKه ایKن باعKث مKی شود سKیگنال های خروجKی از سKنسورها بKا کمتریKن خطا و

تضعیف به مدار آشکار ساز برسند و تحلیل دقیقتری از سیگنال های رسیده داشته باشیم. U از سKنسور تعبیKه شده بر روی شینه فازC2 کالیبراسKیون کابKل کواکسKیال مربوطK بKه کوپلKر

ژنراتور واحKد پنKج گازی نیروگاه دماوند در قالب تغییرات زمانKی انطباق پالس هKا بعKد از کاهش طول کابل کواکسیالK در اشکال زیر نشان داده شده است .

فاصله : زمانی

نانوثانیه3

متر 2.5کابل مورد نظر به اندازه کوتاه شد

مقدار و منفی و مثبت پالسهای فاز اختالف شدن از NQNنرمال بعد کالیبراسیون

مشاهده که همانطور مKی شود فاصKله زمانی مثبت پالسKهای رسKیدن و منفKی بKه کوپلرهKا بعد کابل شدن کوتاه از

چشمگیری کاهش در امر ایKن کKه داشتKه اندازه دقت افزایKKش تحلیلگر سKیستم گیری

PD سزایی بKKه تاثیKKر دارد.

اقدامات انجام از پس نمودار مشاهده و فوق تخلیه تسKت بKه مربوط

از بعد جزئKKKKKی شاهد کالیبراسKKKیون

NQNنرمال شدن مقدار پالسهای فاز اختالف و

مثبت و منفی شدیم.

بدليKل تاثيKر گذاري نويزهاي مختلف بر الزم بKه ذکKر اسKت ،براي كواكسيال كابKل از خروجKی سKنسور، سKيگنال روي انتقال سKيگنال از سKنسور بKه امپدانKس آشكارسKاز به جاي آزمایشات نتايج ولKي اسKت. اسKتفاده شده سKيم رشته اي انجام شده محققان نشان داده اسKت كKه بKه دليKل ظرفيت تضعيف حدي تKا سKيگنال دامنKه كواكسKيال كابKل خازنKي كه شده بافتKه رشته اي سKيم از اسKت بهتKر و مي شود تغییر شدت جریان در بKا اندوكتانKس )خاصKیتی کKه حداقKل به سKنسور ارتباط براي دارد را کنKد( مKی مخالفKت مدار

مدار آشكارساز استفاده شود.

خصوص 1 به استاتور های پیچ سیم دقیق بازبینی -قسمت انتهايي

مانند ) میگر( offline- انجام تستهای عایقی 2 PIو تانژانت دلتا

- بررسی صحت و دقت کالیبراسیون طول کابل های 3کواکسیال ارتباطی بین سنسور و دستگاه آشکار ساز و تحلیل کننده با اسيلوگراف و در صورت نياز استفاده از سیم های رشته ای بافته شده با حداقل اندوکتانس برای و سازنده هماهنگي با سیگنال قدرت تضعیف کاهش

مشاور طرح اجرا شود.

راههای پیشگیری از صدمات ناشی از تخلیه جزئی

از آنجاکه سیستم آشکارساز تخلیه جزیی در ژنراتورهای گازی نیروگاه دماوند از نوع کوپالژ خازنی و راه ارتباطی با سیستم لذا ، باشد می کواکسیال کابل نوع از الکتریکی آشکارساز مشكل عمده اين روش ظرفيت كم سنسور و در نتيجه تضعيف

مي باشد كه با افزايش سطح سنسور واستفاده ازسیم سيگنالبا رفع است. ضمنا قابل ارتباط بافته شده جهت ای رشته اتصال از قبیل نیروگاه دماوند به مشکالت ژنراتورهای توجه

که در مورد واحد پیچ گازی قبال 1 و 11کوتاه هسته و سیم اتفاق افتاده است ، لذا با بکار بردن روشهای نوین مانیتورینگ یا دوره ای و حصول اطمینان از صحت عملکرد سیستم دائم

راكنترل می توان عیوب را شناسایی و تغييراتPDAتحلیل گر از و اقدام رفع آن به نسبت ريزي برنامه با لزوم صورت در و

افزايش موجب امر اين.نمود جلوگيري جدي حادثه يك بروز و تعميرات هاي هزينه برداري،كاهش بهره از اطمينان قابليت

ناخواسته قفهاي تو از وجلوگيري عمر افزايش نگهداري، .مي شود ژنراتور

نتیجه گیری

با تشكر از توجه شما

THE END