2×150MW發電機端部繞組松動及電暈的處理

黃乙晉

(華電四川發電有限公司攀枝花分公司，四川攀枝花　617065)

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2×150MW發電機端部繞組松動及電暈的處理

黃乙晉

(華電四川發電有限公司攀枝花分公司，四川攀枝花617065)

摘要:華電四川發電有限公司攀枝花分公司2×150 MW機組發電機定子繞組端部受固定結構件、綁扎繩、支撐環及支撐板等部分松動的影響，定子繞組表面電位分布不均勻，在較高電壓下，局部電位梯度過大，繞組端部固定及綁扎時存在的尖端及毛刺等發生放電。為了延長發電機安全運行壽命，對發電機定子端部繞組進行了防暈處理。通過長期運行監視及在線監測發電機定子繞組局部放電，及時評估發電機定子繞組的絕緣狀態，提前發現故障早期征兆，避免了惡性事故的發生。經過4年運行檢驗，改造取得了良好效果。

關鍵詞:發電機;繞組;電暈;在線監測

0　引言

華電四川發電有限公司攀枝花分公司(以下簡稱攀枝花分公司) 2×150 MW發電機(空冷機組)于2005年12月投產，經過5年運行，在機組停運檢修期間發現定子繞組端部存在部分松動的現象，定子繞組表面及端部固定、綁扎處有電暈痕跡。

發電機在前期運行中存在軸瓦密封不嚴、進入油煙的現象，使定子繞組端部受導電物質、半導體及可電離化合物等污染，這些污染物可改變定子繞組端部電場分布，使局部區域電場梯度增大，甚至造成局部電暈放電。經過更換新型軸瓦密封后，該情況已得到消除。

為了延長發電機安全運行壽命，2011年機組大修期間，攀枝花分公司借鑒國內在發電機定子繞組防暈技術方面取得的可靠經驗，對發電機定子繞組進行防暈處理，取得了良好效果，大幅提高了發電機繞組的起暈電壓。該技術避免了固定結構件對繞組端部電場分布的影響，保護了繞組不受污染物的影響。同時，攀枝花分公司還采取了長期運行監視和發電機在線局部放電監測措施，保證發電機長期安全、穩定運行。

1　發電機處理前的狀態

#11發電機靠汽輪機側(以下簡稱汽側)支撐件綁繩與線棒間多處磨出黃粉，發電機靠勵磁側(以下簡稱勵側)端部引線松動并磨出黃粉，發電機勵側大端蓋下部加強筋在運行中脫落。確認發電機汽側支撐件與綁繩有11處松動(且有1根線棒表面絕緣已被綁繩磨掉1 mm)，勵側有4處松動;汽側有電暈形成的白色痕跡5處，勵側有3處。

#12發電機汽側#11，#27線棒靠手包絕緣處與端部端箍有松動痕跡，靠#11發電機側有1處支撐件與端箍綁線有松動痕跡，勵側并聯環引線有4處松動痕跡。發電機汽側有白色電暈痕跡10處，勵側有8處，出現白色電暈痕跡的地方均在隔相線棒處，最嚴重的是汽側#24～#25隔相線棒間有長約38cm的白色電暈痕跡(靠手包絕緣處)。經測量，發電機漸伸線隔相線棒斜邊距離約為6.5～6.6 mm，同相線棒斜邊距離約為9 mm。

從上述情況可以看出，2臺發電機端部固定均存在嚴重問題，運行中發電機端部固定支撐件和綁線松動，不僅磨出黃粉，而且磨損線棒絕緣，嚴重時可能造成發電機線棒主絕緣擊穿(當出現發電機出口及外部故障時，發電機端部在電動力的作用下，因端部線棒固定不牢，極易造成端部線棒損壞)。從2臺發電機電暈試驗情況可知，2臺發電機起暈電壓均偏低(7.00～10.00 kV)，遠低于額定電壓15.75 kV，運行中電暈主要集中在汽、勵兩側6個極相組中換相線棒間，呈火舌狀，部分槽口和階梯齒直線槽內有電暈。運行中只要有電暈存在，就會因電暈熱效應而損壞表面絕緣層并在端部漸伸線形成白色物質，其深淺程度與電暈的作用時間有關。材料表面絕緣損壞后，放電集中于凹坑并向絕緣材料內部發展，嚴重時可能發展為樹枝放電甚至擊穿發電機絕緣，造成發電機損壞。

2　對發電機端部松動的處理

2.1處理方案

由于該公司2臺發電機均采用了真空壓力浸漬工藝(VPI)，發電機線棒無法完好取出。因此采用如下方案進行處理。

2.1.1清洗與清理

(1)抽出轉子，用塑料布、膠帶等材料將定子鐵芯部分防護好，避免清洗劑及其他雜質在清洗繞阻端部過程中進入鐵芯。

(2)先用S25絕緣清洗劑清洗定子繞組端部的油污，邊沖洗邊用干凈的布料(不掉絲的棉布)擦拭。用#240砂紙仔細打磨線棒端部綁繩處，重點將相間線棒表面打磨光滑并處理干凈。打磨的粉塵用吸塵器吸掉，然后用高壓噴槍沖洗定子繞組端部線棒表面、綁扎繩、支架根部等所有繞組端部部件上的污垢。

(3)用干凈的布料和無水乙醇將繞組表面擦干凈，不允許有布、線余留在繞組表面。

(4)將清洗完的繞組進行干燥處理，在60～70℃溫度下烘干72 h。

(5)進行絕緣電阻及吸收比試驗，試驗合格后，交流電壓升至13.8 kV(額定電壓)，觀察電暈情況。

2.1.2松動檢查及處理

檢查定子線圈端部、支架和并聯環引線處的松動情況，重新把緊并鎖死松動的絕緣支架。定子線圈漸開線處綁繩出現松動的，將松動處可拆除的綁繩拆除，然后用玻璃絲浸膠綁扎，不可拆除的綁繩用注膠固定后再加綁。并聯環引線松動處，將所有固定絕緣塊拆除后重新綁扎固定，在環形引線上新增固定點，并在中間增加支撐固定絕緣塊。加固處理過程中如有絕緣損壞，用絕緣帶進行包扎處理。定子繞組端部和并聯環引線綁扎材料采用HEC52102玻璃絲束和53841YQ室溫膠。

2.1.3防暈處理

(1)對定子繞組噴涂2次高阻漆。

(2)將HEC56615高阻漆浸漬滌綸氈擠干，掛在玻璃帶絕緣繩上，晾干30 min待用。

(4)綁繩刷漆后，氣干12 h。相間處理完后，整個定子繞組在50～60℃下烘干24 h。

2.2處理情況

#11發電機端部松動情況較#12嚴重，按上述方案進行了加固處理，對端部支撐件的固定螺絲進行了檢查，重新把緊并鎖死。由于勵側并聯環引線發生松動，將所有固定絕緣塊拆除后重新進行了綁扎固定，在汽側線圈鼻部沿圓周加固1圈，并刷環氧樹脂進行固化處理。同時，2臺發電機均按上述方案進行了防暈處理。

3　處理后的結果

處理后，2臺發電機定子起暈電壓均高于額定電壓(15.75 kV)，達到了預期效果，端部振型模態試驗合格。

4　長期監視措施

4.1在線監測系統

2臺發電機均安裝發電機局部放電在線監測系統，通過該系統來掌握定子繞組絕緣的狀態，提高發電機的可靠性，消除事故隱患，確保機組安全、連續運行。

系統軟件能夠記錄每個耦合器所檢測到的局部放電脈沖的幅值、相位和數量，并將其圖形化顯示。運行監測人員可以根據監測結果獨立進行定子繞組絕緣狀況評估。

在線局部放電監測系統使用定向噪聲分離技術，可以通過局部放電測試結果的二維圖像以及趨勢分析來判斷絕緣是否加速老化。監測設備采用持續式的局部放電監測系統，與集中控制室計算機建立通信聯系，實時監控發電機定子繞組的絕緣狀態，隨時掌握發電機絕緣的真實情況。監測系統具有遠程報警功能，當發電機局部放電次數超過預設數值時，監測系統報警提示。

4.2運行監視措施

運行值班人員每小時對發電機系統檢查一次。通過發電機窺視孔檢查發電機端部是否存在電暈放電現象，端部線棒綁線、墊塊是否有松動、斷裂或出現黃粉，查看發電機內油污情況，使用聽棒監聽發電機聲音及振動是否正常，如發現異常立即匯報;檢查發電機空冷器是否有結露現象，確保空冷室排污裝置無油、水排出，否則應及時查明原因并進行處理;檢查發電機進、出口風溫是否正常，出線及發電機周圍是否存在可能造成發電機出口短路的漏水或其他異常狀況;檢查發電機保護裝置及勵磁調節裝置工作是否正常，發電機電流三相是否平衡;將電流控制在額定范圍內，電壓控制在規定允許范圍內;記錄發電機進、出口風溫及線圈、鐵芯溫度的變化情況，及時進行調整;發現發電機各參數突升、突降或呈持續上升等異常現象時應立即匯報。

發電機進口風溫度控制在25～30℃，電氣、汽輪機值班人員應嚴密監視并及時調整，嚴禁造成發電機內結露;發電機無功負荷按功率因數遲相的0.88～0.93進行控制，嚴禁發電機過電壓及發電機進相運行，如運行中發電機帶廠用電源電壓無法滿足要求，可將廠用電倒閘操作為廠用備用變壓器帶路。當出現大面積電暈放電或閃絡現象、端部綁線斷裂且聲音異常、振動加劇等異常現象時，應立即匯報并及時申請停止發電機運行。

電氣運行人員在中班和夜班對發電機電暈進行一次熄燈檢查，在對發電機進行增、減電流、電壓時，須平緩進行，防止突升、突降。

發電機勵磁調節器在電壓調節模式下運行，發電機運行中應投入勵磁滑環風機，并關閉滑環罩殼門。

運行人員維持發電機轉速穩定，并每小時監測一次機組振動情況。當發電機受電網系統沖擊時，檢修、運行人員應及時對發電機端部電暈及固定情況進行檢查，當發電機受短路故障沖擊時，應立即停機檢查。

運行人員交接班時應對發電機電暈放電情況及端部振動、綁線、墊塊情況作好交接，如出現新放電點，應及時匯報。

檢修人員每天對發電機本體、出線系統及冷卻系統、發電機保護裝置、發電機勵磁裝置進行巡視、檢查，如有停機機會，檢修人員應通過窺視孔檢查端部電暈及固定情況。

5　結束語

攀枝花分公司2×150 MW發電機定子繞組借2011年大修機會，對端部松動和電暈進行處理，并采取長期監視措施，經過了4年的穩定運行，發電機定子未發現異常，證明處理取得了顯著效果。

(本文責編:弋洋)

黃乙晉(1980—)，男，四川資中人，工程師，從事火電廠、水電廠檢修、維護方面的工作(E-mail: hj_2@163.com)。

作者簡介:

收稿日期:2015－09－07;修回日期:2015－12－14

中圖分類號:TM 311

文獻標志碼:B

文章編號:1674－1951(2016)01－0045－02