同步調相機轉子出廠耐壓試驗研究

楊宗璞

摘 要：河南漯河調相機工程即將投運，該工程基于“兩交一直”電網規劃，工程系統作用有兩點。一是就近支撐豫南電網500kV電網電壓，防止天中直流、青豫直流雙極閉鎖后豫東南電網電壓崩潰事故。二是為天中直流、青豫直流故障后換相電壓的恢復提供支撐，提高直流運行穩定性。本文基于國內調相機工程建設背景，詳細介紹了同步調相機轉子出廠耐壓試驗相關要求、耐壓試驗時可能出現的問題和解決辦法。同時，以河南漯河調相機工程為例，詳細介紹了轉子出廠耐壓試驗的步驟，并對河南漯河1號調相機轉子進行了耐壓試驗。研究表明，試驗結果符合設計標準和采購規范。

關鍵詞：調相機;轉子;耐壓;兆歐表

中圖分類號：TM721.1 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）23-0059-03

Experimental Study on Pressure Resistance of

Synchronized Condenser Rotor

YANG Zongpu

（Maintenance Company of State Grid Henan Electric Power Company，Zhengzhou Hennan 450000）

Abstract： Henan Luohe Synchronous Condense Project will be put into operation soon. The project is based on the "two-way" power grid planning. The engineering system has two functions. The first is to support the 500kV power grid voltage of the southern Henan power grid nearby， so as to prevent the voltage collapse accident of southeastern Henan power grid after the bipolar blockade of Tianzhong DC and Qinghai-Henan DC. The second is to provide support for the recovery of commutation voltage after Tianzhong DC and Qingyu DC faults， so as to improve the stability of DC operation. Based on the construction background of the synchronous condenser project， this paper introduced in detail the requirements of the factory voltage withstand test of synchronous phase modulator rotor， the possible problems and solutions in the voltage withstand test. At the same time， taking the Luohe synchronous condense Project in Henan Province as an example， the steps of the pressure withstanding test of the rotor were introduced in detail， and the pressure withstanding test of the rotor of Luohe No. 1 Camera in Henan Province was carried out. Studies have shown that the test results meet design standards and procurement specifications.

Keywords： synchronouscondenser;rotor;voltage resistance;megohm meter

在甘肅風電外送及華東多直流饋入系統多年工程實踐和研究的基礎上，中國電力科學研究院指出，調相機在超（特）高壓交直流混聯電網中具有關鍵作用：通過防止多回直流同時換相失敗，在送端電網抑制暫態過電壓、降低新能源高壓脫網風險，在受端電網防止電壓崩潰事故、降低電網失穩解列風險。基于此背景，國家電網有限公司發展部于2015年提出了本項目需求，2016年2月，國家電網有限公司基建部確定調相機項目。目前，河南省電網已成為超（特）高壓交直流混聯電網，正逐步形成多直流饋入格局。2017年12月，河南省電力公司關于初設的批復（豫電建設[2017]925號）明確將河南漯河邵陵擴建4號變已征土地用于調相機項目。調相機系統由調相機本體、勵磁系統、啟動系統、冷卻系統和潤滑油系統等9個子系統構成，每個系統都有自身的特點和運行維護要點[1-3]。本文主要介紹調相機本體系統轉子的結構及出廠耐壓試驗。耐壓試驗是對轉子繞組施加規定的正弦波工頻高電壓，持續一定時間，以確定絕緣適于運行能力的電氣試驗。

1 轉子結構

雙水內冷調相機的轉子主要包括轉子大軸、勵磁繞組、護環、風扇和端部絕緣構件等[4-6]。

1.1 轉子轉軸結構

生產雙水內冷調相機轉子鍛件時，上海電機廠選用的牌號為25Cr2Ni4MoV。轉軸本體上設置平行的嵌線槽，數量為32個，出線端轉軸中心位置設置中心孔，裝有用于進水的不銹鋼。為提高阻尼作用和削弱負序電流，調相機轉子需要增加阻尼繞組，因此還需設置阻尼槽。

1.2 轉子線圈及槽內布置

轉子上開設32個嵌線槽，槽寬×槽高為39.9mm×156.7mm，轉子槽數/槽分度為32/45，每個槽內采用大號、小號線圈并排布置。轉子嵌線槽內主絕緣采用高強度的F級模壓槽襯。轉子繞圈采用外方內方空心銅線，線規為17.50mm×17.50mm，內孔為7.50mm×7.50mm;每根銅線為一匝，經絕緣處理后，銅線在槽內的寬度方向布置成2排，每排由6匝組成。

轉子線圈槽內固定由槽楔、楔下墊條和槽底墊條構成。槽底墊條置放在槽襯底部，防止在徑向壓緊線圈時槽襯受到機械損傷。楔下墊條置放在槽楔和轉子線圈頂匝之間，使槽楔與線圈徑向夾緊。

1.3 大護環

護環對轉子端部繞組起著固定、保護、防止變形、位移和偏心作用。護環承受轉子繞組端部及本身的巨大離心力、彎曲應力及熱套應力等，由高強度的反磁不銹鋼制成。

1.4 小護環

在調相機運行時，為保護轉子絕緣引水管和轉子繞組引水彎腳，防止其在離心力作用下發生損壞，要在轉子本體端部軸上銑槽，用槽楔固定轉子引水彎腳，絕緣水管采用小護環熱套固定。

2 轉子出廠耐壓試驗相關要求

一是對于氫冷和空冷轉子，出廠耐壓試驗在通風試驗后進行，對于水冷轉子，調相機是不總裝的，轉子超速后直接打出廠耐壓;如需要總裝，總裝試車后打出廠耐壓。二是集電環裝置在裝配后進行出廠耐壓試驗，耐壓要求與轉子相同。三是耐壓試驗前測量轉子溫度，應不高于50℃，以轉子本體表面用電溫計和溫度計測得的溫度為準，相對濕度不大于75%。

四是轉子各絕緣部件在裝配期間進行工頻交流耐壓試驗前后，用500V兆歐表測量其對地絕緣電阻，維持時間1min，絕緣電阻值不小于50MΩ。若被試品溫度高于40℃，且絕緣電阻測試值小于50MΩ，需修正絕緣電阻，修正后的絕緣電阻值應不小于50MΩ。五是轉子在出廠包裝運輸前使用500V兆歐表測試絕緣電阻，維持時間1min，絕緣電阻值不小于10MΩ，若被試品溫度不高于40℃，且絕緣電阻測試值小于10MΩ，需修正絕緣電阻值，修正后的絕緣電阻值應不小于10MΩ。調相機轉子裝配各階段耐電壓試驗標準如表1所示。

3 轉子升耐壓時可能出現的問題和解決辦法

升耐壓時必須一人操作，一人監護，耐壓現場有人監護，開啟耐壓警鈴，升壓過程中注意轉子泄露電流值并進行記錄。在升壓過程中，如果轉子線圈發生閃絡、冒煙、放電、擊穿、轉子泄露或電流突變的情況，需立即分斷耐壓主開關，并對轉子進行檢查并復測絕緣電阻，必要時通知工藝和質檢人員處理。

4 轉子出廠耐壓試驗的步驟——以河南漯河1號調相機轉子為例

一是耐壓試驗前測量轉子溫度和濕度，轉子溫度為20℃，濕度為52%，如圖1所示。二是用500V兆歐表測量轉子對地絕緣電阻，維持時間1min，絕緣電阻值為1 000MΩ。絕緣電阻測量如圖2所示。三是將耐壓工位箱內的高壓線接至轉子引出線端子，轉子本體用規范的接地線（斷面不小于6mm2的裸銅線）可靠接地。

四是升耐壓前要求其他人員離開現場，并在轉子周圍用紅白隔離帶進行警示，安排專人對試驗區域做好監護。升耐壓現場如圖3所示。五是試驗結束后對轉子繞組進行放電，用500V兆歐表復測轉子繞組絕緣電阻，維持時間1min，絕緣電阻為1 000MΩ。六是試驗結束后拆除高壓線、接地線，清理試驗現場。

5 結論

河南漯河1號調相機轉子耐壓試驗前，經測量，轉子溫度為20℃，相對濕度為52%，并用500V兆歐表測量轉子繞組對地絕緣電阻，測量時間為1min，測量數值為1 000MΩ，交流耐壓前轉子繞組絕緣良好。同時，將耐壓工位箱內的高壓線接至轉子引出線端子，轉子本體用規范的接地線可靠接地，進行耐壓試驗，該試驗持續1min，試驗電壓為額定勵磁電壓的12.5倍，約為5 188V，此時轉子繞組對地電流為1.36A。交流耐壓試驗結束后，對轉子繞組進行放電，復測轉子繞組對地絕緣電阻為1 000MΩ，交流耐壓試驗未損傷轉子繞組與大軸絕緣。試驗結果符合設計標準和采購規范。

參考文獻：

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