发电机出口侧电压互感器绝缘状态在线监测系统的制作方法

本发明涉及发电机出口侧电压监测，尤其涉及发电机出口侧电压互感器绝缘状态在线监测系统。

背景技术：

1、有色涤纶丝是将着色剂与聚酯熔体共混后经纺丝成型制得的功能性纤维，成品无需后续染色加工即可直接用于织造，可大幅缩短纺织生产流程、减少废水排放，是目前纺织行业重点推广的环保型纤维品种。

2、集成冷却功能的有色涤纶丝生产工艺，是将冷却固化环节与纺丝挤出环节整合为一体的纺丝工艺形式，区别于传统分体式冷却装置，其核心特点是在纺丝出口处直接完成丝条的冷却定型，减少丝条暴露在常温环境中的路径长度，提升冷却过程的可控性。

3、现有有色涤纶丝生产多采用纺丝箱体加独立侧吹风冷却的分体式结构，高温熔融的有色丝条从喷丝板挤出后，需经过一段无控温的自然冷却区再进入冷却风场，丝条表层降温速度快、内部降温慢，易导致色母粒分散不均，出现丝条内外色差、截面色泽不一致的问题；同时单侧吹风的冷却方式易造成丝条周向冷却不均，单丝纤度偏差大，拉伸过程中断头率偏高，且冷却风直接排出未回收利用，整体生产能耗较高，难以满足高品质有色涤纶丝的批量生产需求。

4、因此，有必要提供发电机出口侧电压互感器绝缘状态在线监测系统解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供发电机出口侧电压互感器绝缘状态在线监测系统，解决了现有有色涤纶丝生产冷却不均，易致色差断头且能耗偏高的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的发电机出口侧电压互感器绝缘状态在线监测系统包括：前端传感模块、油介质特征采集模块、信号采集处理模块和诊断输出模块；

3、前端传感模块，所述前端传感模块采用非侵入式安装方式从电压互感器本体及相关回路提取原始电气信号，不改变设备原有主回路结构与电气参数，为绝缘诊断提供电气量信号来源；

4、油介质特征采集模块，所述油介质特征采集模块依托电压互感器油箱原有备用接口采集绝缘油的介质特征参数，反映绝缘油的老化与受潮程度，无需对设备本体进行侵入式改造；

5、信号采集处理模块，所述信号采集处理模块对前端两路输入的模拟信号进行滤波调理、同步采样、基准校正与特征提取，输出标准化的特征参量，消除工况波动带来的测量偏差；

6、诊断输出模块，所述诊断输出模块基于处理后的多维度特征参量进行绝缘状态判定与故障识别，输出分级预警与诊断意见，为运维人员提供检修指导。

7、优选的，所述前端传感模块包含电压采集单元、工频电流采集单元和高频电流采集单元，所述电压采集单元并联接入电压互感器二次侧回路，实时采集二次侧输出的电压波形与幅值信号，作为激磁电流计算的电压参量输入，所述工频电流采集单元串接于电压互感器二次侧回路，精准采集二次侧的工频电流信号，作为合成激磁电流的电流参量输入，所述高频电流采集单元套装在电压互感器一次侧的接地引下线上，提取绝缘劣化过程中产生的高频局部放电电流信号，作为非稳定匝间短路的辅助判断信号源；

8、电压采集单元与工频电流采集单元均装设于电压互感器二次侧的接线盒内部，高频电流采集单元套设于一次侧接地引下线的接地端上部二十厘米处，各单元信号线缆均沿互感器本体支架绑扎敷设至监测机柜。

9、优选的，所述油介质特征采集模块包含渗透式气样采集单元、油中微水采集单元和油温补偿单元，所述渗透式气样采集单元安装于电压互感器油箱侧壁的备用取油口，采用半透膜气室结构与油腔接触，仅允许油中溶解的特征故障气体渗透进入气室，气室内置气体传感元件，输出对应气体浓度信号，所述油中微水采集单元安装于油箱底部的放油阀接口，采用电容式微水传感探头浸入绝缘油中，实时采集油中微量水分含量信号，所述油温补偿单元安装于油箱侧壁中部，内置温度传感器采集绝缘油的实时温度，一方面用于对气样、微水测量值进行温度修正，另一方面为电气量基准校正提供温度参量。

10、优选的，所述信号采集处理模块包含信号调理单元、同步采集单元、双参量基准校正单元和特征提取单元，所述信号调理单元对各路原始模拟信号进行滤波、放大与阻抗匹配处理，抑制发电机出口强电磁环境带来的背景噪声干扰，提升微弱绝缘特征信号的信噪比，所述同步采集单元对调理后的电气量信号、油介质信号进行同步模数转换，保证多路信号的时间相位完全对齐，为后续的矢量运算与关联分析提供时序一致的数字化数据，所述双参量基准校正单元内设负载阻抗计算子单元与温度修正子单元，上游对接同步采集单元输出的二次电压、二次电流、油温信号，下游对接特征提取单元与诊断模块；负载阻抗计算子单元通过实时采集的二次电压、电流数据计算二次侧总负载阻抗，温度修正子单元结合实时油温数据生成温度修正系数，共同输出负载偏移量与温度修正系数，所述特征提取单元基于电压互感器的安匝平衡理论合成计算出激磁电流的矢量和，提取激磁电流的相位变化特征值，同时提取高频局放信号的幅值与频次特征、油介质特征参数，并结合双参量基准校正单元输出的校正数据完成特征参量的基准修正。

11、优选的，所述诊断输出模块包含绝缘状态诊断单元、多源融合诊断单元、预警输出单元和数据存储单元，所述绝缘状态诊断单元采用动态阈值判定逻辑，以激磁电流的相位变化特征差异系数作为核心判据，判定绕组匝间短路的程度与早期绝缘缺陷，结合高频局放信号识别非稳定性强、非金属性的早期匝间短路故障，同时同步识别高压熔断器慢熔故障，所述多源融合诊断单元上游对接特征提取单元输出的电气量特征参数与油介质特征参数，将油介质劣化特征与电气量绝缘特征进行关联分析，结合油介质的缓慢劣化趋势预判绝缘老化进程，结合电气量的突变特征识别已发生的匝间绝缘缺陷，两个维度相互验证，输出综合绝缘状态评估结果，所述预警输出单元当监测到特征参量超出正常阈值时，及时发出分级预警信号，同时输出对应的诊断意见与故障关注点，明确缺陷的类型与大致部位，所述数据存储单元对全程监测的历史数据与故障记录进行存储，支持历史趋势查询与回溯分析，为设备状态评估与检修计划制定提供数据支撑。

12、优选的，所述前端传感模块、油介质特征采集模块、信号采集处理模块和诊断输出模块组成在线监测设备；

13、在线监测设备，所述在线监测设备安装在底架的顶部，所述底架的顶部安装有安装壳，所述安装壳的一侧安装有连接结构，所述安装壳的顶部安装有显示屏；

14、安装壳将在线监测设备罩住，连接结构为外接接头，方便线路连接，底架通过紧固件固定在对应位置，显示屏可以显示监测数据。

15、优选的，所述安装壳的顶部安装有对接组件，所述安装壳的正面和背面靠近底部的位置均开设有螺纹孔；

16、螺纹孔贯穿安装壳，用于将安装壳安装在底架的顶部。

17、优选的，所述安装壳包含壳体和多个换热条，多个所述换热条安装在壳体的正面和背面；

18、壳体和换热条均采用导热快的材料。

19、优选的，所述对接组件包含磁吸框、卡框、磁吸边和盖板，所述磁吸框安装在安装壳的顶部，所述卡框卡入到磁吸框的底部，所述盖板安装在磁吸框的顶部。

20、优选的，所述底架包含底板、缓冲垫、固定螺栓和限位框，所述缓冲垫安装在底板的底部，所述限位框安装在底板的顶部，所述固定螺栓穿过壳体和限位框螺纹连接；

21、限位框外表面包裹有密封材料，确保密封效果。

22、与相关技术相比较，本发明提供的发电机出口侧电压互感器绝缘状态在线监测系统具有如下有益效果：

23、本发明提供发电机出口侧电压互感器绝缘状态在线监测系统，该系统解决了传统离线绝缘试验无法实时监测、早期绝缘缺陷检出率低的问题，基于激磁电流-相位特征的判定方法对短路匝数少、非稳定性强的早期匝间绝缘缺陷具备更高的检测灵敏度，检测精度可达单匝级，远高于常规检测手段，通过增设油介质特征采集模块与多源融合诊断单元，弥补了单一电气量监测无法感知绝缘油介质劣化趋势的不足，实现了从故障发生后诊断到劣化过程中超前预判的延伸，两个维度的特征相互验证，有效降低了强电磁环境下的误判与漏判概率，双参量基准校正单元通过二次负载与油温双因素的动态基准调整，消除了工况波动带来的特征参量基准漂移，大幅降低了机组负荷变化、环境温度波动时的误报警概率，提升了监测装置的运行可靠性，同时方案整体采用非侵入式的安装方式，无需改动电压互感器原有主体结构，可在机组运行状态下完成部署，还可同步识别高压熔断器慢熔故障，拓展了故障覆盖范围，能够在缺陷发展早期及时发出预警，指导运维人员开展针对性检修，有效避免因绝缘故障引发的设备损坏与机组非正常停机，提升了发电机运行的可靠性与安全性，减少不必要的停电试验次数，降低设备运维成本，具备显著的实用价值与经济效益。