發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣監(jiān)督

摘  要：詳細(xì)介紹了大型水輪發(fā)電機(jī)定子繞組安裝的絕緣監(jiān)督全過程。以烏江渡發(fā)電廠擴(kuò)機(jī)工程4#機(jī)為例，著重介紹對(duì)定子繞組技術(shù)監(jiān)督的目的、標(biāo)準(zhǔn)和方法。指出監(jiān)督過程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，提出監(jiān)督過程中出現(xiàn)問題及解決措施。為發(fā)電機(jī)定子絕緣監(jiān)督提供借鑒。

關(guān)鍵詞：定子繞組；絕緣監(jiān)督；耐壓試驗(yàn)；缺陷；

0  概述

定子繞組是發(fā)電機(jī)的動(dòng)脈，繞組的絕緣應(yīng)具有所要求的耐熱等級(jí)、足夠的介電強(qiáng)度、優(yōu)良的機(jī)械性能和良好的工藝性，并在規(guī)定的運(yùn)行期間內(nèi)其性能不能下降到影響發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的水平。如果定子在生產(chǎn)、運(yùn)輸保管或安裝過程中出現(xiàn)缺陷，發(fā)電機(jī)投運(yùn)后將會(huì)發(fā)生過熱或線圈擊穿事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此對(duì)發(fā)電機(jī)定子的絕緣監(jiān)督至關(guān)重要。

烏江渡發(fā)電廠擴(kuò)機(jī)、增容工程機(jī)組定子繞組絕緣監(jiān)督全過程主要由: 外觀檢查、線棒下前后絕緣試驗(yàn)、整體繞組試驗(yàn)及故障處理等環(huán)節(jié)組成。

1  外觀檢查

    發(fā)電機(jī)定子繞組十分嬌貴，工藝要求十分嚴(yán)格，在運(yùn)輸保管過程中易發(fā)生各種損壞現(xiàn)象。因此，很有必要進(jìn)行開箱檢查，及早發(fā)現(xiàn)線棒是否有變形、絕緣破損、受潮等缺陷。如有上述現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)向監(jiān)理工程師反映，由安裝單位提出處理措施進(jìn)行處理后方可進(jìn)行驗(yàn)收。

2  發(fā)電機(jī)定子線棒試驗(yàn)

2.1  定子線棒下線前試驗(yàn)

定子線棒下線前試驗(yàn)包括絕緣電阻測(cè)試、交流耐壓試驗(yàn)、起暈試驗(yàn)、介損測(cè)量等項(xiàng)目。

2.1.1  線棒絕緣電阻測(cè)試

2.1.1.1  試驗(yàn)?zāi)康?/SPAN>

絕緣電阻測(cè)試主要是檢查線棒的絕緣狀況,如受潮、絕緣損壞、裂紋等貫穿性缺陷，是判斷線棒是否合格的重要指標(biāo)之一。

2.1.1.2  試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)使用2500V兆歐表進(jìn)行測(cè)量,要求冷態(tài)下每根線棒的絕緣電阻不得小于4MΩ。絕緣測(cè)試結(jié)果見表1。

2.1.2  線棒交流耐壓試驗(yàn)

2.1.2.1  試驗(yàn)?zāi)康?/SPAN>

交流耐壓試驗(yàn)是檢測(cè)線棒質(zhì)量一道嚴(yán)格的工序。主要考驗(yàn)線棒的抗電強(qiáng)度,保證運(yùn)行電壓下的絕緣水平,發(fā)現(xiàn)集中性的局部缺陷,如局部損傷、受潮、氣泡等。交流耐壓試驗(yàn)是一種破壞性試驗(yàn)，對(duì)線棒的損壞具有累積效應(yīng)。因此應(yīng)嚴(yán)格控制耐壓次數(shù)，延長(zhǎng)線棒使用壽命。

2.1.2.2  試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

試驗(yàn)電壓為2.75倍額定電壓加2.5kV。即

Us=2.75×15.75+2.5=45.8 (kV)

耐壓時(shí)間為1分鐘，耐壓過程中不應(yīng)出現(xiàn)閃洛放電及絕緣擊穿（破壓）現(xiàn)象。

2.1.3  線棒起暈試驗(yàn)

2.1.3.1  試驗(yàn)?zāi)康?/SPAN>

    定子繞組的絕緣，在運(yùn)行電壓下常在絕緣內(nèi)部的空隙中、處槽口、通風(fēng)道附近和端部的絕緣表面產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象。電暈放電產(chǎn)生腐蝕和化學(xué)降解，導(dǎo)致絕緣性能裂化直至損壞，是促使發(fā)電機(jī)絕緣迅速老化的重要原因之一。絕緣的耐電暈性能對(duì)定子繞組的長(zhǎng)期安全運(yùn)行有重要影響，是發(fā)電機(jī)絕緣的重要性能指標(biāo)。測(cè)量單根線棒的起暈電壓，檢查線棒防暈層（半導(dǎo)體層）有無破損。如起暈電壓低于標(biāo)準(zhǔn)要求，將會(huì)在運(yùn)行電壓或過電壓的作用下產(chǎn)生電暈放電，引起嚴(yán)重的電暈損耗，對(duì)線棒絕緣產(chǎn)生電腐蝕，損壞線棒絕緣。

2.1.3.2  試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

   要求抽查全部線棒總數(shù)的10%（84根）進(jìn)行起暈試驗(yàn), 起暈電壓應(yīng)大于23.6kV。

2.1.4  介損測(cè)量

2.1.4.1  試驗(yàn)?zāi)康?/SPAN>

介質(zhì)損耗主要是檢測(cè)線棒是否存在絕緣老化、臟污等整體絕緣缺陷,對(duì)單根線棒,還可發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)部是否發(fā)空或存在較大的氣隙等局部缺陷。是判斷線棒質(zhì)量的輔助指標(biāo)。

2.1.4.2  試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)GB8564-88及東方電機(jī)股份有限公司設(shè)計(jì)要求，抽取線棒總數(shù)的10%進(jìn)行介質(zhì)損耗的試驗(yàn)。

單根線棒tgδ測(cè)量試驗(yàn)電壓可取0.2U_N、0.4U_N、0.6U_N、0.8U_N、1.0U_N，最高可取1.5U_N。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)備不同來選取試驗(yàn)電壓。設(shè)備最高試驗(yàn)電壓為10kV時(shí)取0.2U_N、0.4U_N、0.6U_N，分別為3.15、6.3 kV、9.45kV。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)設(shè)備情況，分別選取介損測(cè)量試驗(yàn)電壓：3000V、6000V、9500V 。要求tgδ值不大于2.5%。

2.1.5  試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)結(jié)果見表1（部分線棒）。從4#機(jī)840棵線棒交流耐壓結(jié)果看，近20%的線棒存在閃洛放電故障，近25%的線棒介質(zhì)損耗超標(biāo)。根據(jù)開箱檢查結(jié)果可知，線棒放電的原因是由于運(yùn)輸或保管過程中絕緣受潮、絕緣層有氣泡等原因引起的。

表1  線棒下線前試驗(yàn)數(shù)據(jù)（部分）

2.1.6  故障線棒處理

2.1.6.1  故障線棒處理過程

    發(fā)現(xiàn)線棒質(zhì)量問題后,及時(shí)向監(jiān)理工程師、擴(kuò)機(jī)工程建設(shè)管理部、生產(chǎn)廠家提交故障分析報(bào)告。由生產(chǎn)廠家制定處理方案和措施,經(jīng)監(jiān)理工程師、總工簽字后實(shí)施。生產(chǎn)廠家根據(jù)處理方案和措施首先將受潮線棒用紅外線碘鎢燈干燥后進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。對(duì)試驗(yàn)不合格線棒的放電部位進(jìn)行加厚絕緣、刷漆、干燥等處理。

2.1.6.2  線棒處理后的驗(yàn)收

 交流耐壓試驗(yàn)是一種破壞性試驗(yàn)，對(duì)線棒的損壞具有累積效應(yīng)。為了保證線棒使用壽命。因此對(duì)經(jīng)過絕緣處理的線棒抽檢10%進(jìn)行交流耐壓、介損及起暈電壓試驗(yàn)。抽檢的線棒不能安裝使用，存入庫(kù)房作為備用。

2.2  定子線棒下線后試驗(yàn)

定子線棒下線后試驗(yàn)包括絕緣電阻測(cè)試、交流耐壓試驗(yàn)、槽電位試驗(yàn)等項(xiàng)目。

2.2.1  絕緣電阻測(cè)試

2.2.1.1  測(cè)試目的

下線后線棒絕緣電阻測(cè)試可以檢定線棒的受潮程度；判斷相間絕緣及對(duì)地絕緣是否存在貫穿性的局部絕緣缺陷。絕緣電阻合格后方可進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

2.2.1.2  試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

  應(yīng)使用2500V兆歐表，絕緣電阻應(yīng)大于300 MΩ。

2.2.2  交流耐壓試驗(yàn)

2.2.2.1  試驗(yàn)?zāi)康?/SPAN>

下線后的交流耐壓試驗(yàn)是發(fā)電機(jī)定子線棒絕緣監(jiān)督過程中又一道重要工序。通過交流耐壓試驗(yàn)可以檢查出線棒安裝過程中是否損壞線棒絕緣、線槽內(nèi)有異物、線棒臟污等缺陷，保證施工工藝及質(zhì)量。

2.2.2.2  試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

下層線棒下線后試驗(yàn)電壓為2.5倍額定電壓加2kV；即

    Us=2. 5×15.75+2=41375 (kV)

上層線棒下線后試驗(yàn)電壓為2.5倍額定電壓加1kV；即

Us=2. 5×15.75+1=40375 (kV)

    試驗(yàn)時(shí)間為1分鐘，耐壓過程中不應(yīng)出現(xiàn)閃洛放電及絕緣擊穿現(xiàn)象。

2.2.3  定子線棒槽電位試驗(yàn)

2.2.3.1  試驗(yàn)?zāi)康?/SPAN>

    根據(jù)《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》及《烏江擴(kuò)機(jī)SF250
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