摘要：随着电力事业的发展，电力系统结构越来越复杂，需要的设备种类繁多，在系统实际运行过程中，常常由于某一部分或者某一电气设备的绝缘遭到损坏而引发电力事故，破坏电力系统工作的可靠性。发电厂作为电源端，电气设备的运行安全性和可靠性至关重要。在运行条件下，电气绝缘设备由于长期受湿度等因素的影响，可能形成绝缘的局部弱点和缺陷。
关键词：燃气电厂；电气设备；绝缘可靠性
引言
电气设备的绝缘性是保证电力系统安全运行的重要性能，但是在实际应用时，随着设备使用年限上升，设备受物理磨损和化学侵蚀，绝缘性逐渐下降；当绝缘性下降到一定程度时，就容易发生触电或短路事故，不仅对电气设备造成了严重损害，还可能威胁工作人员的人身安全。
1工程概况
本文针对某燃气发电厂发电机励磁碳刷室刷架、燃机SFC逆变和整流柜、电动机3类电气设备绝缘水平低的状况进行原因分析，提出了相应的改进措施。该燃气电厂建设规模为2×200MW级燃气-蒸汽联合循环供热机组，其中#1机组总容量258.4MW，#2机组总容量200MW。该工程2套9E等级联合循环机组共设4台发电机，分别为#11燃机发电机（GT1）、#12汽轮发电机、#21燃机发电机（GT2）和#22汽轮发电机。每套机组采用发电机扩大单元接线，以220kV接入系统。
2提高燃气电厂电气设备绝缘可靠性的实践策略
2.1科学开展电气设备绝缘预防性试验
2.1.绝缘特性试验
绝缘电阻试验通常使用兆赫计来测量设备的绝缘电阻。结果表明，存在水分、污染、严重过热等隐患。在电气设备绝缘后，测量绝缘电阻，使用兆赫表会减少，但是其中会存在绝缘缺陷。电极之间的可导电通道，测量的电阻值会减小。如果绝缘缺陷是局部的，在两极之间会发生一定的变化。此外，温度也会影响绝缘电阻的测量精度。一旦温度升高，它们在设备中运动所产生的杂质电子就会沿着电子延伸，从而增加电导率，降低测量的绝缘电阻。
2.1.2泄漏电流试验
泄漏电流的测量与绝缘电阻的测量并没有明显的区别，但泄漏电流的测量有其自身的特点。测试要求略高于兆赫表的测量极限，因此更容易检测绝缘缺陷。一些未连接的集中绝缘缺陷可以迅速发现，而且测量漏电流与外加电压的关系有助于分析绝缘性能缺陷的类型。
2.1.3介质损耗因子的测量
介质损耗因子可以反映绝缘损耗的参数和特性，对于潮湿环境下的绝缘暴露比较敏感。而且对于发生老化的电气设备，具有一定的介质绝缘缺陷。其中介质损耗因子是其自身的优点。此测试方法没有特殊的测试电压，也并未对试验样本量等参数的测定，对判断电气设备的绝缘性能更有帮助。压力试验：电源的耐压试验有两种：交流电压试验和
2.1.4直流电压试验
具体需要注意如下几个方面的问题：检查测试环境中是否存在安全隐患，如果没有，预热电压测试设备5分钟，并在电压齿轮上进行调试，主要是为了能够测试和检查泄漏电流值是否符合要求，测试输出时，还需要检查当前继电器是否在交流中的设备，所有测试设备的开关都打开；对于金属框架，当控制电路和辅助电路被测试时，主电路应连接到金属支架上，电压缓慢上升到指定值的一半时，需要加以固定，避免跳转，然后迅速增加到指定的电压值。
2.2提高发电机励磁碳刷室刷架绝缘水平
2.2.1励磁碳刷室刷架绝缘水平低
某月，该电厂运维人员在执行发电机转子定期测绝缘过程中发现#12、#22汽轮发电机励磁碳刷刷架绝缘低，严重影响设备绝缘和安全运行。
2.2.2励磁碳刷室刷架绝缘水平低成因
该电厂#12、#22汽轮发电机励磁碳刷刷架与外界连通构造如图1所示。其中，碳刷室经横截面积为70cm×30cm的通风口与大气相通。机组为运行状态时，碳刷室产生正空气压力，碳刷碳粉通过通风管道向外排放；机组为停机状态时，由于此时碳刷室为负压状态，故大气经由通风管道进入碳刷室。阴雨天气导致碳刷室湿气积聚，湿度升高，刷架绝缘低于0.5MΩ。
图1某燃机电厂刷架通风构造
2.2.3提高励磁碳刷室刷架绝缘水平的处理方法
在碳刷风道末端加装自动窗片，机组运行时，碳刷室产生正压，窗片自动吹开，碳粉经刷室通风管道外排；机组备用时，由于碳刷室负压影响，此时窗片由于重力作用自动关闭，从而有效阻止外界湿气进入碳刷室。经实际测量，加装自动窗片后刷架绝缘大于10MΩ，符合绝缘要求。此外，采用风压自动式窗叶而非电动式，可以有效避免电动式的不可靠性。
2.3针对SFC整流柜凝露问题的创新制作
2.3.1燃机SFC逆变和整流柜绝缘水平低
该燃气电厂燃机SFC逆变和整流两面柜子为全密封机构。由于柜内外温差大，导致湿度大增，经常引起柜内电容等功率元器件凝露，造成绝缘水平下降，极大地影响了设备的使用寿命。
2.3.2提高燃机SFC逆变和整流柜绝缘水平
接触器K10触点串接于加热器电源回路，可实现加热器的自动投退功能。整流柜工作时，风机回路K10触点断开，加热器不工作；整流柜停运时，风机回路K10触点合上，加热器工作，起到热风保养除湿作用。热风保养型加热装置（风机+加热器）除湿效果更佳，是常规加热器寿命的5倍。
2.3.3改造效果
改造后有效降低了燃机SFC逆变和整流柜湿度，经后续观察，柜内电容等功率元器件凝露现象消失。通过串联整流柜风机回路，使整流柜风机与外加加热装置不同时工作，从而在保证除湿效果的同时确保不会因温度高而影响设备运行。
2.4电机接线盒的防雨改造设计
2.4.1电机接线盒不合理导致电机绝缘低成因
户外电机接线盒一般布置在电机本体正上方。金属软管与接线盒口经常因为密封不严实导致雨水进入，而塑料纸包扎则会导致水汽无法及时挥发散出，使接线盒内湿度很大而引起发电机绝缘降低、短路接地等故障。
2.4.2发电机接线盒改造方法
在电机接线盒上装设一个可移动不锈钢防雨罩，如图2所示。
图2电动机接线盒加装防雨罩
2.4.3改造效果
发电机接线盒改造解决了潮气侵入接线盒问题，拆卸方便，美观整洁，避免了抗台防汛期间的重复包扎。
结语
该燃气电厂进行上述绝缘防护改造后，3类电气设备的绝缘水平有了极大提高，至今未发生电气设备绝缘故障。该电厂的电气设备绝缘防护实践成果不仅对电厂电气设备现场绝缘防护有很大的指导意义，而且对电气设备厂家和现场施工单位在电气设备现场绝缘处理也有一定的借鉴意义。后续将探讨解决其他因素对电气设备绝缘可靠性的影响。
参考文献：
[1]刘日升.影响电气设备绝缘电阻的因素[J].吉林水利，2012，（9）：61-62.
[2]李建伟.高压电气设备的绝缘预防性试验分析[J].四川水泥，2019（01）：174.
[3]刘正兰.高压电气设备的绝缘预防性试验分析[J].时代农机，2018，45（11）：198.
[4]乔小康.高压电气设备的绝缘预防性试验方法及安全措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2018（10）：125-126.
[5]凌钢.浅析电气设备绝缘电阻测量技术[J].自动化应用，2018（09）：49-50.
论文作者:秦浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
标签：碳刷论文; 电气设备论文; 测量论文; 电厂论文; 发电机论文; 机组论文; 电阻论文; 《基层建设》2019年第24期论文;