發電機轉子和定子絕緣電阻低的原因及解決措施

馬 超

福建省億力建設工程有限公司福建電力調試分公司 福建 福州 350001

引言

國電蚌埠電廠內安設的兩個發電機組是當前上海電機廠所生產的專門的汽輪型發電機組，所使用的是全新模式的動力系統。機組的頂端線路銜接利用的是發變組單元接線的方法，發電機與主變借助專業的方法來完成主體線路的銜接。兩個發發電機組自從正式開始只用之后，在反復的啟動的時候針對發電機內部的定子以及轉子的絕緣性能實施測量發現，最后的結果都沒有達到標準要求，發電機組絕緣直流電阻參數是有發電機轉子以及定子的線路對地直流絕緣電阻，實施測量工作的實質就是針對發電機內部的定子以及轉子的線路纏繞情況對絕緣性能造成的影響實施的最為普遍的實驗操作。針對定子線棒內一次回路和水回路實施并行連接，在完成通水之后，水質的質量與發電機定子對絕緣參數造成的影響程度存在密切的關聯，測量獲得的結果與規范參數存在較大的差異。其次，發電機轉子線路與勵磁結構緊密的連接在一起，在實施絕緣參數測量的時候，往往會發現絕緣參數沒有達到既定的標準范圍。針對上述問題，需要對長時間絕緣參數較差的情況實施綜合分析，并且針對測量發電機定子和轉子的線棒的絕緣電阻參數的形式加以完善和優化。

1 轉子絕緣電阻低的原因分析

現如今專業人士對于主發電機專責絕緣電阻較差的根源存在多種不同的意見，集中表現為下面幾種觀點。

1.1 轉子密封性差

轉子密封性水平較低，導致這個問題的根源主要是磁極線圈與鐵心極結構和支撐框架結構之間的距離較大，尤其是因為線圈的開始以及結束的匝結構屬于半匝形式，然而線圈的頂端以及末位的兩邊與極靴和支撐框架之間的距離較大。但是單純的對轉子實施漆料的浸泡是不能徹底的消除這些縫隙的。電機在實際運轉的時候，碳粉，灰塵以及各類雜質都會沿著這些縫隙流入到磁極繞組之中，進而會對整個電機的運行造成阻礙，甚至會引發危險事故的發生。

1.2 轉子絕緣整體性差

關鍵發電機絕緣其性質屬于核心H級別的絕緣性質。整個結構外層會由幾個不同性質的物料加以包裹，磁極組裝結束之后，會將其放置在專門的絕緣漆之中進行浸泡，因為有機硅黏連性質較差，機械性能水平較低，在電機實際運轉中，在長時間的冷熱交換以及機械振動的影響下，會導致絕緣層的松弛，甚至會出現脫落的問題，進而極易受到環境的影響而受潮，并且會導致大量的雜質在其表層附著，影響絕緣電阻的參數，增加了出現機械故障的概率。

1.3 電機冷卻風質差

主發電機內部實行的是自主運轉通風，其冷卻需要的風通常都是機車自行形成的風力，因為柴油機存在漏油的情況，進而機車內部的空氣中會存在較多的油污，并且缺少專門的過濾結構進行加工，進而這種情況的冷卻空氣在流入到電機內部之后，其中存在的油污會隨之流入轉子的絕緣空隙之中，長時間的存儲。這樣不僅會影響到絕緣電阻參數的降低，并且對于電氣性能以及機械性能也會產生較為嚴重的損壞。

2 絕緣性能的實際測量

2.1 電機系統內轉子情況

發電機勵磁系統的實際情況參照圖1.滅磁開關結構通常能夠自行完成電流的切斷，并且會在極短的期限內完成磁場內部的能源轉移，滅磁回路進行詳細的劃分通常可以劃分為多個結構。如果滅磁器的開關出現短路的情況的時候，就會發出指令，將晶體閘管以及各個相關結構進行并行連接在轉子繞組之間，在最短的時間內放出磁場能量。

圖1

2.2 發電機轉子絕緣性能測量工作中的弊端

原始發電機轉子的絕緣參數的測量工作的開展并非是隨時可以進行的，借助專門的工具來對發電機滑動指環結構的直流電的電阻參數實施測試，獲得的測量結果都不會超出既定的標準。因為發電機磁力系統這個時候已經完成了調整實驗，可以正式加以運用，勵磁碳刷也完成的打磨并且按照一定的順序排列在制定的位置與滑動指環連接在一起，進而在一次接線線路上就構成了一個可以在任何的時候加以利用的線路。這一線路在滅磁開關保持在關閉狀態的時候，轉子繞組會利用專門的結構來完成連接，這個時候，可以利用輔助結構來完成系統的組建，最后會構成一個完整的滅磁放電線路。并且整個過程中，也會伴隨著絕緣參數的測量工作的實施，勢必會對發電機轉子的繞組的各項參數造成一定的影響，想要解決這個問題，需要我們對發電機的實際絕緣情況實施切實的檢測，對于其中存在的問題加以優化處理。

2.3 絕緣參數測量模式

（1）隔斷AVR控制系統中安設的控制設備的開關以及電流情況，可以在不受到勵磁系統的制約，自行加以完成，進而可以有效的對滅磁系統中轉子絕緣性能的測量結果。（2）在實施非靜態空轉測量工作的時候，將滅磁開關關閉，將碳刷拉起，對各種不同運轉速度的絕緣電阻或者是交流阻抗實施測量，通常這一方法都會在電機大規模維修之后才會實施。

2.4 絕緣下降的原因及改進措施

在電動機正式開啟之前，借助專業的測量方法對轉子的絕緣參數加以測量，如果獲得的絕緣電阻參數達不到標準規范的時候，通常原因都是下列幾種：（1）在實施發電機結構調換操作的時候，氣體的濕度超出了既定的標準，勢必會導致線圈受潮情況更加的嚴重。（2）電流互感并行連接或者是串聯在勵磁系統之中，如果不關閉，可能造成測量對象的絕緣參數的變化（3）發電機結構內存在大量的雜質，就會對結構的正常運轉，以及各項性能的發揮產生負面的影響，更有甚者會使得轉子的絕緣參數的降低。（4）外界環境的變化也會對轉子的絕緣參數造成嚴重的影響。（5）勵磁系統內部各類電流主體箱體的主線絕緣性能降低。

為了徹底的解決上述問題，在開啟發電機之前需要實施下列操作：（1）對滑動指環碳刷表層雜質實施清理，或者可以借助自然風對勵磁系統內部的主線實施清理，避免雜質的堆積，提升轉子的絕緣性能。（2）在實施置換操作的時候務必要嚴格的遵照規范要求進行，內部所有的氣體的參數都需要達到既定的規范標準，對電機運轉的速度實施調整，保證固定的時間對轉子的絕緣性實施測量，如果發現絕緣性降低需要停止置換操作，安排專業人員對導致這個問題的根源加以確定。（3）如果勵磁變或者是箱體主線因為濕度過高而導致的絕緣性能的降低，可以利用專業的工具對其實施烘烤，這樣能夠有效的提升轉子的絕緣性質。

3 絕緣性能的測量操作

3.1 定子水電系統

水內冷定子線棒結構通常是由幾個不同形式的結構組合而成的，即矩形空心銅棒、矩形實心銅棒。其中空心銅棒內部的水質能夠對定子繞組實施冷卻。空心銅棒中安設的冷卻水結構利用專門安設的水管來實現與發電機外層的定冷水系統進行銜接。匯水管可以劃分為幾個不同分支結構，并且它們分別被安設在不同的位置，通常時候在電機運行過程中匯水管都是直接與地面進行連接的。使用水冷專業的工具來對定子繞組的結緣性能實施測量的時候，需要將總體進，出水匯流管道進行與地表的連接，并且將其連接到專門的結構之上。水內冷定子絕緣結構往往是由幾個不同結構的絕緣性能構成。所有的定子內部的各類水管都需要保證安裝標準進行連接，在實際運轉的時候需要由進水匯水管將冷卻水利用專門設置的管道運送到空心銅棒之中，空心銅棒的冷卻水之后會從絕緣水管，出水匯水管流到結構之外的系統中完成冷卻處理。

3.2 定子繞組絕緣性能的測量操作

一般時候，所有的測量形式都需要將匯水管與專門的結構進行連接，在利用濕式測量方法的時候，務必要借助專業的測量儀器進行測量。再利用干式測量方法的時候，通常使用普通的測量儀表就可以。下面的內容主要圍繞濕式測量以及絕緣參數較低的原因展開深入的分析研究。在實施測量操作之前，需要對測量使用的儀表的性能加以檢核，確保其可以正常的運轉。定冷水的水質達到標準之后，需要對水溫實施測量，務必要保證達到既定的要求。發電機的運行各項參數也需要進行檢核，確保都保持在正常規定范圍之內。發電機輸出線路會直接的連接到制定的結構上。

（1）發電機定子絕緣參數的計算形式，定子線棒在實施通水操作之前，在達到既定的溫度的時候絕緣參數的計算為：

低于標準溫度的絕緣直阻為：

3.3 絕緣電阻不合格原因及解決措施

在電動機正式開啟之前，通常測量獲得的電機定子的繞組絕緣電阻的參數會相對單純理論計算獲得的參數小，這個時候我們可以從絕緣質量方面入手來判斷原因。

首先，絕緣參數的測量過程中匯水管的絕緣性能與其余接地線路銜接狀況的問題。在實施測量操作的時候，需要對發電機進出水匯水管的接地線路的情況實施檢查，查看是否存在斷裂的問題。在實施測量的時候，發電機總進出水匯水管是不是保持完整的利用一個導線來完成連接，并且規范的利用專業的方法與相關儀表進行連接。在利用專業的儀表對總進出水匯水管連接實施測量的時候，內部電流的電阻需要超過既定的標準。如果這個參數相對較低的時候可以對發電機的絕緣管道，連接結構，實施檢查處理。

（2）定冷水水質問題。經過大量的實驗分析我們最終判斷出，水體的質量以及導電情況會與發電機其實際的絕緣性能存在一定的關聯。在發電機實際運轉中，冷卻水的導電性能往往都會超出既定的標準規范，極易導致發電機出現明顯的間歇短路的問題，進而會對發電機的整體性能以及運轉情況造成影響。依據傷害電機T制定的相關發電機水質說明來看，冷卻水率不超過既定的范圍的時候才能實施絕緣電阻的測試。如果冷卻水電導率超出了標準范圍需要利用下列方法加以解決：對水質實施優化，對定冷水加以調換，制定檢測計劃，一致維持到冷卻水質達到既定標準的時候才能結束。

（3）發電機內部受潮。發電機結構內部空氣實施調換之后，需要將相應的風機進行打開，對氣體的情況實施測量，檢查溫度是不是達到了既定的標準，將干燥處理機械加以開啟，保證循環風設備可以保持正常的運轉，其可以完成氣體的加工處理，并且針對氣體的情況測量工作制定嚴謹的計劃，確保其各項參數都達到既定的范圍。

4 結語

發電機定子和轉子的絕緣參數與發電機的運轉情況和穩定性都存在密切的關系，進而從事發電機維保工作的人員需要具備較高的專業技能，一旦遇到突發事件，維保工作人員需要對事故的原因實施綜合分析，這樣才能找到導致突發事件發生的根源，進而采用適當的方法來加以解決，確保發電機能夠保持穩定的運行，有效的提升工作的效率。