發(fā)電機(jī)定子繞組端部電位外移試驗(yàn)及試驗(yàn)周期的探討

摘 要：80年代國(guó)產(chǎn)水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)手包絕緣由于存在先天性缺陷，投產(chǎn)后電位外移導(dǎo)致發(fā)電機(jī)燒毀事故時(shí)有發(fā)生，陡河電廠經(jīng)過(guò)多年試驗(yàn)檢測(cè)、處理、改造，端部絕緣缺陷已逐年減少，近幾年已趨于穩(wěn)定，端部電位外移的缺陷已很少出現(xiàn)，本文介紹了近年我廠進(jìn)行電位外移的試驗(yàn)情況，從中積累了經(jīng)驗(yàn)，闡明了觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；電位外移；絕緣

中圖分類號(hào)：TM621.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 22-0000-01

一、發(fā)電機(jī)定子端部電位外移試驗(yàn)的目的

國(guó)產(chǎn)大型發(fā)電機(jī)定子線圈的冷卻方式基本上為水冷卻，水冷卻必將造成工藝上的難度加大。80年代國(guó)產(chǎn)大型發(fā)電機(jī)由于引線手包絕緣整體性差，線棒端部絕緣盒填充不滿，絕緣盒與線棒主絕緣末端及引水管搭接處絕緣處理不當(dāng)，綁扎用的滌玻繩固化不良以及端部固定薄弱（包括引線存在100HZ固有頻率和銅線疲勞斷裂）等工藝缺陷，在運(yùn)行中易發(fā)生端部短路事故，為了檢測(cè)定子線圈端部絕緣缺陷，需測(cè)試定子繞組端部局部的電位外移和泄漏電流。該試驗(yàn)項(xiàng)目已列入預(yù)試規(guī)程中。

二、發(fā)電機(jī)定子水內(nèi)冷線圈端部電位外移試驗(yàn)方法示意圖

三、定子水內(nèi)冷線圈施加電壓后等值電路圖及原理

發(fā)電機(jī)定子水內(nèi)冷繞組施加直流電壓后，等值電路如上圖所示。圖中：C1、R1為被測(cè)部位的單位體積電容及電阻。C2、R2為被測(cè)部位以外的單位體積電容及電阻。R3為經(jīng)微安表接地的串接電阻；R4為端面表面單位長(zhǎng)度的電阻；CY、RY為定子引水管電容及電阻。CH、RH為匯水管對(duì)地電容及電阻。CX、RX為被測(cè)部分以外的對(duì)地電容及電阻。V、A為靜電電壓表和微安表。

當(dāng)其它參數(shù)在正常范圍內(nèi)時(shí)，可以近似用圖中的等值電路代替；在絕緣正常時(shí)隨槽口外距離不同，繞組表面上的電位也有差異，距槽口位置越遠(yuǎn)電位值越高，故在相同測(cè)試位置下，A點(diǎn)處測(cè)得電壓值取決于R1及R3值的分壓比，當(dāng)R3一定時(shí)，測(cè)量處電壓值可以相對(duì)反映出被測(cè)部位的絕緣狀態(tài)。在A點(diǎn)處有兩部分電流組成，一部分經(jīng)R4流過(guò)絕緣表面，此部分電流通常很小可以忽略，而另一部分經(jīng)R1流過(guò)絕緣體積內(nèi)部，繞組加壓后電容電流和吸收電力很快消失，余下的電導(dǎo)電流在R3上產(chǎn)生壓降，即電位外移出來(lái)。通過(guò)靜電電壓表直接讀取或通過(guò)微安表的數(shù)值換算得到定子繞組端部手包絕緣表面對(duì)地電位即電位外移。（華北電網(wǎng)習(xí)慣稱為：電位外移；南方電網(wǎng)習(xí)慣稱為：繞組局部泄漏電流；）

四、發(fā)電機(jī)定子電位外移試驗(yàn)的提出：

我陡河廠在國(guó)內(nèi)較早安裝運(yùn)行國(guó)產(chǎn)200MW水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)，85年安裝運(yùn)行了#5機(jī)，至88年陸續(xù)運(yùn)行了#6、#7、#8發(fā)電機(jī)（均200MW，哈爾濱電機(jī)廠）。

典型發(fā)電機(jī)事故：1987年1月8日#7發(fā)電機(jī)運(yùn)行中定子接地。故障部位為：#40槽A下線棒接地，A、B相間短路。1987年5月2日啟動(dòng)時(shí)帶30MW負(fù)荷時(shí)定子接地，故障部位為：#40槽A下及#19槽B上出線處短路。從此時(shí)開始，在華北電科院專家的指導(dǎo)下，針對(duì)水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)定子的手包絕緣處進(jìn)行電位外移試驗(yàn)。1990年12月6日陡河發(fā)電廠#7發(fā)電機(jī)運(yùn)行中定子線圈相間短路，燒毀線棒7根。更換備件定子后22日并網(wǎng)。事故主要原因（專家組結(jié)論）：（1）引水管錐形絕緣檢查82個(gè)有75個(gè)沒(méi)有深入到絕緣盒內(nèi)，它們之間搭接長(zhǎng)度，手包錐體絕緣分層或松散，絕緣盒內(nèi)填充不實(shí)，至使在兩者之間的接縫處產(chǎn)生嚴(yán)重電位外移。甚至有五個(gè)接縫處露銅，由此可以推斷，事故中已燒壞的汽側(cè)#2、#53、#39、#40的引水管接頭在事故前已存在嚴(yán)重的電位外移；（2）綁扎絕緣盒的滌玻繩存在沒(méi)有浸透環(huán)氧樹脂和未固化成一體的問(wèn)題，致使絕緣強(qiáng)度和在運(yùn)行條件下耐受油霧污染的性能大為降低，加上綁扎時(shí)有許多地方的滌玻繩很接近，甚至已接觸到手包絕緣與絕緣盒的接縫處，加重了漏電程度，使絕緣性能進(jìn)一步下降，導(dǎo)致燒穿和閃絡(luò)。（3）發(fā)電機(jī)密封瓦在運(yùn)行中產(chǎn)生油霧進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部，絕緣缺陷部分受油霧污染后，加重了電位外移，使本來(lái)絕緣性能較低的滌玻繩的耐壓水平進(jìn)一步下降。針對(duì)#7發(fā)電機(jī)的絕緣事故，我陡河廠由1987年開展了發(fā)電機(jī)電位外移試驗(yàn)，90年代初，華北電力集團(tuán)公司將發(fā)電機(jī)電位外移試驗(yàn)作為反措項(xiàng)目，在全網(wǎng)展開。

五、今后的工作

如果將電位外移試驗(yàn)延長(zhǎng)為兩次小修進(jìn)行一次。要求加強(qiáng)以下的工作。（1）機(jī)組小修時(shí)，在發(fā)電機(jī)熱態(tài)情況下，及時(shí)進(jìn)行2.5倍的直流耐壓以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，為是否進(jìn)行電位外移試驗(yàn)提供依據(jù)。（如：2003年1月10日G7定子2.5 Ue直流耐壓試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)A相2.0 Ue及2.5 Ue直流電壓下的泄漏電流較B、C兩相大許多的重大缺陷）。（2）發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)加強(qiáng)密封油壓的控制，杜絕密封油進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部。（3）發(fā)電機(jī)的絕緣監(jiān)測(cè)儀的投入率要求100%，一有異常及時(shí)上報(bào)分析。為機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]李小振.岳陽(yáng)電廠#3發(fā)電機(jī)定子線圈端部絕緣處理[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2012（06）.