本發(fā)明涉及發(fā)電裝備健康評(píng)估領(lǐng)域，具體涉及發(fā)電設(shè)備定子線棒冷熱循環(huán)壽命預(yù)判方法。

背景技術(shù)：

1、發(fā)電裝備作為新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備，其主要部件定子線棒在運(yùn)行中受大電流和強(qiáng)磁場(chǎng)作用，尤其對(duì)于抽水蓄能電站的發(fā)電電動(dòng)機(jī)，由于工況變化頻繁，機(jī)組啟停機(jī)次數(shù)很多，定子線棒運(yùn)行中頻繁受冷熱循環(huán)應(yīng)力作用，易造成主絕緣內(nèi)部損傷影響絕緣壽命。

2、定子線棒冷熱循環(huán)試驗(yàn)，是考察定子線棒冷熱循環(huán)能力的最主要試驗(yàn)之一。冷熱循環(huán)試驗(yàn)通常要經(jīng)歷幾百次以上的冷熱交替，標(biāo)準(zhǔn)中為500次。由于加熱冷卻設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定子線棒拆裝繁瑣，一般只在有限的周期時(shí)拆卸定子線棒進(jìn)行性能測(cè)試試驗(yàn)，如0周期、50周期、100周期、250周期和500周期等。這樣所得的數(shù)據(jù)量非常有限，預(yù)估定子線棒冷熱循環(huán)壽命變得異常困難。

3、亟需通過深入挖掘數(shù)據(jù)信息，建立性能測(cè)試試驗(yàn)數(shù)據(jù)和失效壽命的關(guān)系，為定子線棒冷熱循環(huán)壽命預(yù)判提供解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提出一種定子線棒冷熱循環(huán)壽命預(yù)判方法，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟：

2、s1、確定進(jìn)行冷熱循環(huán)試驗(yàn)的定子線棒數(shù)量n支，確定冷熱循環(huán)溫度下限t0、溫度上限t1、升溫速率k1、降溫速率k2、總冷熱循環(huán)周期x、性能測(cè)試試驗(yàn)次數(shù)c、每次性能測(cè)試試驗(yàn)對(duì)應(yīng)循環(huán)周期x1、x2、…、xc；

3、s2、在每次性能測(cè)試試驗(yàn)，每支定子線棒均進(jìn)行介質(zhì)損耗和局部放電試驗(yàn)，得到0.2倍額定電壓un下介質(zhì)損耗因數(shù)δxn、0.6un和0.2un下介質(zhì)損耗因數(shù)之差的介質(zhì)損耗因數(shù)增量γxn、1.0un下局部放電量pxn，這里x表示循環(huán)周期，n表示定子線棒編號(hào)；

4、s3、確定每項(xiàng)性能測(cè)試試驗(yàn)數(shù)據(jù)的限值分別為：介質(zhì)損耗因數(shù)限值δz、介質(zhì)損耗因數(shù)增量限值γz和局部放電量限值pz；

5、s4、得到每次性能測(cè)試試驗(yàn)中n支定子線棒試驗(yàn)結(jié)果的平均值，即第x次冷熱循環(huán)后介質(zhì)損耗因數(shù)平均值δx、介質(zhì)損耗因數(shù)增量平均值γx、局部放電量平均值px，對(duì)于定子線棒初始狀態(tài)，有初始介質(zhì)損耗因數(shù)平均值δ0、初始介質(zhì)損耗因數(shù)增量平均值γ0、局部放電量平均值p0；

6、s5、根據(jù)性能測(cè)試試驗(yàn)限值、每次冷熱循環(huán)后性能測(cè)試試驗(yàn)的平均值，得到第x次冷熱循環(huán)后定子線棒冷熱循環(huán)的失效度sx，表示為：

7、

8、sx＜1表明冷熱循環(huán)后定子線棒處于合格狀態(tài)，sx≥1表明冷熱循環(huán)后定子線棒處于失效狀態(tài)，確定sx＝1為冷熱循環(huán)后定子線棒的壽命終點(diǎn)，對(duì)于定子線棒初始狀態(tài)，有初始失效度s0為：

9、

10、s6、建立定子線棒冷熱循環(huán)周期x與失效度sx的關(guān)系：

11、s＝s0+axb

12、式中，a、b為擬合常數(shù)，均為大于0的正數(shù)，將c次性能測(cè)試試驗(yàn)得到的失效度sx1、sx2、…、sxc，使用最小二乘法，對(duì)上述關(guān)系式s擬合，得到a、b值；

13、s7、得到定子線棒冷熱循環(huán)失效次數(shù)xz和失效壽命lz為：

14、

15、本發(fā)明的有益效果是：

16、本發(fā)明提出的一種定子線棒冷熱循環(huán)壽命預(yù)判方法，通過該創(chuàng)新方法，能夠取得如下技術(shù)效果：

17、1.建立定子線棒冷熱循環(huán)后性能數(shù)據(jù)與失效壽命的關(guān)系。通過分析定子線棒冷熱循環(huán)性能測(cè)試試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立失效數(shù)據(jù)模型，可通過少量試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合冷熱循環(huán)次數(shù)與失效度之間關(guān)系，挖掘冷熱循環(huán)壽命信息；

18、2.預(yù)判定子線棒實(shí)際應(yīng)用壽命。對(duì)于冷熱循環(huán)頻繁的定子線棒，尤其是抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)，頻繁的冷熱循環(huán)對(duì)定子線棒的壽命影響尤為顯著，通過該方法能提早檢驗(yàn)和預(yù)判定子線棒冷熱循環(huán)壽命，有效保障定子線棒應(yīng)用安全；

19、3.在線評(píng)估定子線棒冷熱循環(huán)壽命。機(jī)組運(yùn)行時(shí)冷熱循環(huán)情況對(duì)定子線棒壽命的影響，一直尚無有效方法，本方法為冷熱循環(huán)的壽命評(píng)估提供了有效思路，通過將在線監(jiān)測(cè)的工況、定子線棒溫度等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析，可建立定子線棒冷熱循環(huán)壽命損失在線評(píng)估系統(tǒng)，應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)特征：

1.一種定子線棒冷熱循環(huán)壽命預(yù)判方法，其特征包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種定子線棒冷熱循環(huán)壽命預(yù)判方法，屬于發(fā)電設(shè)備健康評(píng)估領(lǐng)域。本發(fā)明根據(jù)定子線棒冷熱循環(huán)試驗(yàn)，通過介質(zhì)損耗和局部放電試驗(yàn)等性能測(cè)試數(shù)據(jù)，建立壽命終點(diǎn)循環(huán)次數(shù)預(yù)判邏輯，得到定子線棒冷熱循環(huán)次數(shù)和剩余使用壽命。本發(fā)明具有原理科學(xué)、流程清晰、計(jì)算高效和使用方便的優(yōu)點(diǎn)，能夠根據(jù)少量的冷熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，快速預(yù)判定子線棒冷熱循環(huán)壽命終點(diǎn)，尤其適用于啟停機(jī)頻繁的抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)定子線棒的健康評(píng)估，為冷熱循環(huán)壽命評(píng)估方向提供有效的技術(shù)手段。

技術(shù)研發(fā)人員：王貴,孫永鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26