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红花电站发电机定子缺陷现场试验及处理方法

摘要:发电机定子是发电厂最重要的电气设备,如何对发电机定子

进行检测和现场处理是关系到发电厂效益乃至电力系统稳定的重要

问题,本文论述了对发电机定子检测和处理的几种思路和方法。

关键词:绝缘电阻温度泄漏电直流耐压

广西红花水电站是柳江上一个集发电、防洪、航运一体的大规模

的综合型水利枢纽,主要由厂房,船闸,泄水闸三部分组成。电站总共装

有6台单机容量为38MW的灯泡贯流式水轮发电机组,总装机容量为

228MW,电量经220kV变电站送入广西电网系统,机组操行按照无人

值守少人巡视的先进管理模式采用了计算机监控系统。其中1、3、5

号机组采用东方电机的水轮发电机组,2、4、6号机组采用的是哈尔滨

电机厂的水轮发电机组,而现场出现问题的机组正是哈尔滨电机厂生

产的4号机组,其主要参数如下:发电机型号SFG38-56／6400,额定功

率:38MW;额定功率因数:0.8;额定电压:10.5kV;额定电流:2452A;额定

频率:50Hz;额定转速:107.1r/min定子线圈连接方式:Y接;绝缘等级:F

级。红花4＃机组定子为哈电在滨海大件厂完成定子下线装配,只剩设

计图纸要求工地装配的发电机主引线和中性点引线(共12根),装配完

成的定子经由水路船运四十多天于2006年6月到达工地,由厂家指导

监督在红花工地现场完成了发电机主引线和中性点引线的装配,包括

主引线和中性点引线的焊接及手包绝缘处理。
1问题的发现

2006年7月11日定子现场吊装过程中发现有两个绝缘盒没有固

化而流胶,原因为厂家在固化绝缘时没有加入足够的固化剂,于是厂家

对2个绝缘盒重新灌注并固化完全,并对所有的绝缘盒进行了检查,干

燥40h后,重做交接试验,试验结果如下:73℃时A相绝缘为200MΩ,B

相绝缘为200MΩ,C相绝缘为200MΩ,48℃时A相绝缘为600MΩ,B相

绝缘为350MΩ,C相绝缘为600MΩ,34℃时A相绝缘为500MΩ,B相绝

缘为60MΩ,C相绝缘为550MΩ,做泄漏的时候B相在2.0Un由于泄漏

值一直在增加,试验被迫中止。

从试验的结果来看,B相绝缘随温度下降而迅速降低,直流泄漏电

流比A、C两相也大很多且随时间的增长而升高,说明B相绝缘有高

阻性缺陷和绝缘分层、松弛或潮气浸入绝缘内部,存在重大的缺陷,C

相的直流泄漏电流在3倍额定电压下迅速增大超过30％,但充电现象

还算正常,说明其缺陷部位远离铁蕊的端部,可能受潮或脏污,存在一

定的绝缘缺陷。

2问题的分析、处理及试验方法

2.1问题分析

高压电机定子绕组绝缘结构除应该满足电气性能、热性能、机械
性能、化学性能的要求外,还应该保证在耐电强度有一定的裕度的条

件下,选用尽可能小的绝缘厚度,以充分利用槽的截面和有较好的导热

性能。现代高压同步发电机的定子绝缘结构,主要有片云母带沥青浸

胶绝缘、云母虫胶粘结热烘整体衬套绝缘和粉云母带环氧热固性绝缘

三种,由于后者的耐电、耐热、机械性能和搞腐蚀性能都比前两者好,

且粉云母的来源也易解决,故目前高压大型发电机基本上都采用这种

绝缘。发电机绝缘是含有漆、沥青、虫胶、环氧、云母带、玻璃丝带

等材料的复合夹层绝缘,所以发电机定子绕组绝缘的吸收现象是很显

著的。吸收电流和绝缘结构、绝缘性能、所加电压大小以及工作温度

有关,它和外部回路无关,实际上极化的过程就是I随时间衰减的过程,

由于潮气、脏污等有较高的导电率,它既能使RC减少,又使传导电流

增大,故吸收过程会因此而缩短。在测试工作在就是利用这一特点,将

吸收比作为判断发电机定子绕组绝缘是否受潮和脏污的一个主要依

据。直流泄漏的测量和绝缘电阻的测量在原理上是一致的,所不同的

是前者的电压较高,泄漏电流和电压成指数关系上升;而后者一般成直

线关系,符合欧姆定律,所以直流泄漏试验能进一步发现绝缘的缺陷。

在直流泄漏和直流耐压的试验过程中,可以从电压和电流的对应关系

中观察绝缘状态,在大多数情况下,可以在绝缘尚未击穿前就能发现或

找出缺陷,直流试验时,对发电机定子绕组是按照电阻分压的,因而能

较交流耐压更有效地发现端部缺陷和间隙性缺陷。另外,击穿时对绝

缘的损伤程度较小,所需的试验设备容量也小。由于它有这些优点,故

已成为发电机绕组绝缘试验中普遍采用的方法。
究竟是由于绝缘未固化还是海路运输或其它原因导致绝缘缺陷,

厂家、监理、业主、安装单位未能达成一致意见,其间,厂家对有怀疑

的94个端部头作再次包扎,试验结果有一定改善但不是缺陷的主要原

因,经思考和参照以往的经验决定用“电位外移”法检查定子端部绝缘

质量,确定绝缘缺陷点后再进