基本介紹
- 中文名：射頻監測
- 外文名：Radio frequency monitoring
- 定義：名詞
- 屬性：物理檢測
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產生背景
大型汽輪發電機和大型高壓交流電動機中，由於定子繞組的故障（如絕緣磨損，接線開焊，股線斷裂，高電場造成電暈等）會導致發電機運行中內部放電量增加，嚴重時，放電處將產生弧光，會導致局部過熱和損壞繞組對地絕緣，嚴重影響發電機的絕緣壽命。
從某種意義講，發電機本體是個放電體，對於絕緣內部的氣隙或氣泡等，在一定的外施電壓下發生的局部和重複的擊穿和熄滅的能量較小的局部放電現象，並不影響設備的短時絕緣強度。然而這些微弱的放電能量產生的不良效應，日積月累，最後也能導致整個絕緣的擊穿。為預防這類災難性事故的發生，在不影響大型發電機組正常運行情況下線上檢測局部放電，就顯得十分必要。
監測方法
對發電機局部放電監測
可持續不間斷的對發電機局部放電監測的設備，目前廣泛套用的有兩種測量方法4。一種是，Particial Discharge Monitoring，是通過傳統的局部放電監測方法；另一種Radiofrequency (RF) Monitoring，為1985年引進美國西屋公司技術的裝置11，現在國內外容量600兆瓦及以上機組大部分是採用射頻的方法。
兩種方法其目標都是檢測局部放電，所採取的手段不同，2001年美國EPRI(電科院)線上監測與診斷會上介紹的發電機線上監測也是用射頻監測局放的方法。
主要產品
SJY系列射頻監測儀
SJY系列射頻監測儀包括高頻電流互感器、監測儀主機及遙控板。通過高頻電流互感器監測發電機中性點上的電弧的高頻信號，以發現定子線圈內部放電現象。射頻監測儀耦合到來自高頻電流互感器的射頻信號，通過將微弱的射頻信號放大、處理，可以監測到放電電流的強弱，以此來探測發電機局部放電的程度，實現對發電機定子絕緣的狀態監測及故障報警。 SJY-3及SJY-5射頻監測儀的射頻信號進DCS系統外，其裝置於集控室的遙控板附帶基於ARM核心的高檔處理器數字式圖形記錄儀，實現高速信息採集和處理，大容量快閃記憶體晶片可實現超長時間數據存儲。在240X128點陣液晶圖形顯示屏顯示圖形，及0-100%和10μV-10,000μV的讀數。使用USB接口存儲體備份或轉存歷史數據及通訊功能。圖1所示為ARM核的外形與操作選單。
SJY-5型射頻監測儀，已為玉環、外高橋、北侖等8套國產的1,000MW火電機組配套，SJY系列射頻監測儀，歷經近300套在125MW-650MW火電、水電、核電機組上的可靠運行的考驗與經驗積累[1]，[2]，[3]，能為超超臨界技術百萬千瓦大容量、高參數型機組絕緣狀態監測與診斷，是對射頻監測技術的認可和標誌。
這是依據電力系統發展數位化的事實，更先進的手段將信息統一管理的需求，SJY-1遙控板附帶機械式記錄儀，該記錄儀將單一的射頻信號記錄在紙之上，當需要報警追憶時，時間間隔較難分辯，與發電機其他工況難以從時間對應。信號進DCS系統後，可以在同一頁面上顯示其它相關的數據，有利於報警追憶對事件的分析。圖2所示是北侖發電廠進口600MW發電機組上 SJY射頻監測儀在DCS系統的記錄圖形，同一頁面上還顯示發電機功率等其它工況參數。
SJY-1射頻監測儀升級為進DCS系統的記錄圖形，將主勵磁機轉子及相關部件相繼發生損壞事故記錄在案。目前技術水平尚不能對突發性事態實現預報，而線上的射頻監測儀器信號接進DCS系統後在追憶事故時，起到類似“黑箱”的作用。
靠整流盤側電樞繞組端部出現相與相、相與地間拉弧，將電樞端部線圈、絕緣和殘餘的綁箍燒毀，同時副勵磁嚴重掃膛導致燒毀，而轉子電樞無緯帶綁箍外所示是上海吳涇二電廠將SJY-1射頻監測儀升級為進DCS系統的記錄圖形，將主勵磁機轉子及相關部件相繼發生損壞事故記錄在案。
本系統具有二級診斷功能。一級診斷為線上進行的，使用SJY-1射頻監測儀對發電機的絕緣狀況進行監測，當其指示信號值超標或出現異常時，它將作為下一級診斷的起動；二級診斷為離線的，是提問式的互動式診斷。
針對當前專家系統知識獲取瓶頸的難題，採用基於知識的多元模糊診斷方法，以射頻監測為基礎，融合溫度、露點、振動等發電機工況參數，採用從局部到整體，從整體到局部的分析與綜合，線上監測與離線試驗的結合，有效分析處理不精確、不完整等各種不完備信息,並從中發現隱含的知識,揭示潛在的規律.將發電機故障歷史數據首先進行模糊化處理,然後構建故障診斷決策表,以決策表作為主要工具,即"知識庫"採用模糊邏輯診斷直接從決策表中提取出潛在的診斷規則,為汽輪發電機系統提供有效的故障診斷.
系統能在含有不確定性和信息不充分性的情況下進行模糊推理（不精確推理）。系統問題求解的環境不是靜止的，能夠處理動態變數輸入。動態知識庫是可擴充和可修改的。
射頻信號與發電機系統絕緣狀態對應關係
射頻監測儀信號指示值及其發展趨勢對發電機的狀況的關係，劃分為良好、中介過渡、注意、警告、危險幾個區域。如圖所示：
當射頻監測儀信號低於上圖中指示值50%（即射頻儀輸入信號小於300μV）時，表明發電機系統絕緣狀態是良好的，圖中用綠色表示；當信號在66.6-80%之間（即對應射頻儀輸入信號在1000-3000μV範圍），應對發電機系統的絕緣狀況引起注意，觀察其變化趨勢，表上以橙色表示；當信號大於80%，在此區域內屬於警示或危急的狀態，用紅色表示，應當引起高度重視，密切注意其變化情況，預報警及報警門限值分別設在75%和90%。當報警時，改變負荷觀測其與負荷變化的依賴關係，必要時停機處理。實踐經驗表明，射頻信號變化特徵與趨勢包含更豐富的信息量。
