Dielectric frequency response analysis applied to stator winding insulation systems

Lachance-Savard, Mathieu (2024). Dielectric frequency response analysis applied to stator winding insulation systems. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

This study presents the results of investigations that were performed to verify if the use of low-voltage dielectric frequency response analysis can be successfully applied to detect the deterioration of stator winding insulation systems.

For the main investigation, three newly manufactured stator coils with a rated voltage of 13.8 kV were aged using the thermal cycle testing procedures described in IEEE 1310 and an extended and modified version of voltage endurance testing described in IEEE 1553, until dielectric failure. Throughout the accelerated ageing process, several dielectric measurements were performed, and the results trended over time. The results of the dielectric frequency response measurements were then compared with conventional dissipation factor measurements and partial discharge measurements to assess the sensitivity of dielectric frequency response analysis applied to stator insulation.

This study also discusses the effects of the nonlinear end-potential grading material on the measured dielectric losses. Additional experiments are summarized to illustrate how this nonlinear material behaves depending on the applied voltage level and frequency. The conclusions of the investigation are also extended, and the principles applied to measurements on complete stator windings, installed in the field.

Titre traduit

Analyse de la réponse diélectrique appliquée pour les systèmes d’isolations des enroulements statoriques

Résumé traduit

Cette étude présente les résultats d’investigations effectués dans le but de vérifier si l’application de mesures de spectroscopie diélectrique à basse tension peut détecter la dégradation de l’isolation électrique des enroulements statoriques.

Pour la recherche principale, trois bobines nouvellement fabriquées et ayant une tension d’opération de 13.8 kV ont été soumises à une procédure de vieillissement thermique et de vieillissement sous-tension. Les procédures du vieillissement thermique ont été effectuées selon IEEE 1310 alors qu’une version modifiée de IEEE 1553 a été utilisée pour le vieillissement sous-tension. Les trois bobines ont été vieillies jusqu’à la défaillance de leur diélectrique. Plusieurs essais diélectriques ont été effectués a différent moment au cours du vieillissement. Les résultats de mesure de la spectroscopie diélectrique ont été comparés aux résultats de mesures de décharges partielles et de facteur de dissipation traditionnel pour évaluer la sensibilité de la spectroscopie diélectrique à détecter le vieillissement de l’isolation.

L’étude discute également d’importants facteurs affectant les résultats des essais tels que l’effet des parties non-linéaire anti-effluves. Les résultats d’expérimentations et d’essais additionnels sont utilisés afin de démontrer comment les matériaux des parties anti-effluves se comportent, en fonction du niveau et de la fréquence de la tension appliquée. Les conclusions de l’analyse des résultats effectués pour des bobines sont également appliquées à la théorie des essais sur des enroulements statoriques complets.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment for a master’s degree with thesis in electrical engineering". Comprend des références bibliographiques (pages 123-128).
Mots-clés libres:	spectroscopie fréquentielle, machines tournantes, isolation statorique
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse David, Éric
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt:	24 juill. 2024 13:51
Dernière modification:	24 juill. 2024 13:51
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3471

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