摘要：随着电力系统安全稳定运行要求的不断提高，发电企业对发电机组可靠性和调峰能力的管理越来越严格。由于辅助设备缺陷，发电机输出无法按照调度曲线运行，这是影响发电企业绩效和盈利能力的一个重要因素。作为火力发电厂的主要辅助设备，当出现异常或事故时，高压电机可能会被迫工作。当机组的负荷率很高时，它也可能导致甩负荷甚至不停机。做好高压电机故障的预防，是发电企业设备管理人员面对的一个重要课题。
关键词：电厂高压；电机绝缘；故障原因分析；对策
1 绝缘因素对高压电机可靠性的影响
在大中型火力发电厂中，高压电机通常使用6k v或10k v电机。这些电机具有高功率和强抗冲击性的优点。为了减少电机启动对系统电压的影响，高压电机通常用于大型辅机，如机器侧循环水泵、冷凝水泵、电动给水泵和炉侧六风机。高压电机在停备一段时间后，投运前需要进行绝缘测试，绝缘强度在冷态下按1 MΩ/k V来控制，当电机的绝缘低于1 MΩ/k V时，为避免电机损坏或对厂用电系统造成冲击，不允许其投入运行。
通过对高压电机故障案例进行统计分析，高压电机出现最多的问题是绝缘故障，主要体现在四个方面：启动前绝缘、吸收比测试不合格；启动时绝缘击穿；运行中接地或短路；检修时耐压试验绝缘击穿。在启动瞬间或运行中出现绝缘故障，处理周期比较长，轻则造成机组单辅机运行，运行方式薄弱，增加了运维工作量；重则导致机组降出力运行或启动延迟，被调度单位考核。
2常见的绝缘故障和原因分析
2.1 绝缘老化。由于长期受到煤尘、湿度、高温等恶劣条件的影响，火电厂高压电机的绝缘老化速度加快，设备在瞬间或长期运行中启动时，很容易造成绝缘损坏甚至电机烧毁。高压电机绝缘老化的主要原因如下：
机械因素：设备长时间的受振动、离心力、磁场和热应力等因素的影响，容易出现机械变形的情况，致使设备部件出现裂纹或者是磨损，进而使高压电机产生薄弱环节。
热因素：由于外部环境的影响，如夏季高温等因素，以及设备运行产生的热能和冷却设备的性能降低，电机温度无法有效降低，导致老化现象。此外，焦耳热、涡流和介电损耗引起的热量不仅加速了绝缘老化，导致绝缘变形和薄弱环节，而且在热量的影响下软化了绝缘，易于损坏。
电因素：高压电机在操作过程中出现电压不稳定、启动方式不当和突然断电等情况，就会导致绝缘的薄弱环节出现放电或者是被击穿的问题，从而造成绝缘局部发生烧损的现象。
环境因素：当高压电机放在室外时，由于温度变化，它会随着热膨胀，随着冷收缩，从而降低设备的密封性能，一些灰尘、水分和化学物质会进入绝缘间隙，从而导致设备的绝缘下降和老化。在严重情况下，绝缘会放电或破裂。
工作方式：当高压电机的使用方式不正确时也会容易造成绝缘出现老化现象，比如频繁的启动、高负荷的冲击和过载运转等。通过实践证明，高压电机长时间的超负荷运行所出现的高温，是造成电机绝缘加速老化的主要原因。
2.2 绝缘受潮的原因分析
2.2.1管道刺水的影响。热管和采样管分布在火力发电厂高压电机的运行中，在这些设备的实际应用中存在一定的压力，这可能会导致焊缝开裂，导致大量水蒸气进入高压电机，从而导致高压电机的绝缘失效受到潮湿的影响；
2.2.2防雨设施受损。火电厂高压电机实践应用中的防雨设施受到雨水影响而被损坏时，会使雨水渗透到高压电机内部，引发了其绝缘受潮故障；
2.2.3 受到绝缘子设计缺陷、接线密封效果不佳等因素的影响，也会导致火电厂高压电压绝缘受潮问题的发生。
2.3定子引线及接线绝缘子的故障原因分析
在火力发电厂生产计划的实施过程中，如果高压电机的定子引线和线路绝缘体出现故障，将对高压电机的性能构成潜在威胁，降低其性能可靠性，影响高压电机的应用效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种失败的原因包括：（1）一次风机运行中的绝缘子长期运行中受到振动摩擦、散热条件差等因素的影响，使得设备性能下降，会引发其绝缘子故障，导致高压电机运行中发生了绝缘故障；（2）如果大量灰尘附着到高压电机的接线部分，并且所需的处理工作没有及时实施，可能会发生闪络和击穿事故，导致高压电机运行期间绝缘失效。与此同时，如果在维护过程中与瓷绝缘子发生碰撞，并且接线紧固方法使用不当，高压电机的绝缘故障率也会增加。
3 高压电机绝缘故障处理与防范
3.1 绝缘老化处理与防范
a）改进电机制造工艺，以提高电机的绝缘和电阻。在绝缘过程中，采用先进的工艺，如真空压力浸渍和固化，以降低绝缘材料中的水分、气泡和其他杂质的含量。绝缘部分均匀合理地分布电场，高效合理地承载电压。更换磁性槽楔，以降低铁芯的温度，并尽可能降低电机的工作温度。
b）缩短检修、预试周期，评估劣化趋势。运行超过10 a的高压电机，应强化对电机绝缘老化情况的判断，通过外观检查、电气预防性试验等手段，评估绝缘老化情况，发现有明显绝缘老化、劣化情况，应缩短解体检查和预防性试验周期，做到绝缘老化早发现、早处理。
c）定期疏通冷却器，降低电机运行温度。对采用开式水或工业水作为冷却介质的水冷电机，应关注冷却水水质情况，如发现冷却水质恶化已经影响到冷却器冷却效果，及时对冷却器进行清洗，消除附着物。对空冷器应采用毛刷疏通等手段，及时清楚冷却器管路上附着的灰尘。
3.2 绝缘受潮处理与防范
a）内置电加热器干燥法。对配置有电加热器的高压电机，可直接将电加热器投运，观察电机绝缘电阻变化情况，直至绝缘恢复。
b）外置加热烘烤法。对于没有安装电加热器的高压电机和在电加热投入运行后绝缘恢复效果不明显的电机，可以使用热风扇清洗接线盒和其他容易聚集湿气和潮湿的部件，加热工具，如加热板和红外烘焙灯可以放置在电机通风口进行烘焙和除湿。
c）电流加热干燥法。电流加热和干燥方法可用于高压电机，其绝缘性能仍未通过外部加热过程得到显著改善。其原理是将一定量的低压电流引入电机定子，在定子绕组中产生旋转磁场。借助外力或自身的系统电阻，转子保持静止，定子的旋转磁场被切断，转子铁芯中产生涡流加热，电机被加热，从而达到浸水的效果，并改善定子的绝缘。通入定子的三相低压电为电机额定电压的6~15%，烘燥电流控制在不超过电机额定电流的50%。用电流干燥法处理电动机绝缘低，质量好，效率高，但应注意控制好通入电流和电机温度，防止烧坏电机绕组。
3.4 积灰、积粉严重处理与防范
（1）粉尘和粉末沉积环境中高压电机的处理。建立一个受灰尘影响很大的高压电机台账，缩短维护周期，并利用退役维护、小修和轮修的机会对电机进行拆卸维护，清理积累的灰尘，评估绝缘老化情况。
（2）防范灰尘、粉尘环境对电机影响的措施。及时更换老化的密封条和垫圈，防止灰尘进入。做好电缆接线盒穿过管道的堵塞工作，防止灰尘和湿气浸入。对制粉系统进行无泄漏控制，消除制粉系统周围的泄漏，降低锅炉房区域的粉尘浓度；在输煤皮带区域进行水洗和喷水，以抑制粉尘并优化输煤区域的环境。
结束语
本文对导致高压电机绝缘故障的问题进行了认真梳理和深入分析，并及时进行了预防性维护和保养工作，有效延缓了高压电机绝缘老化速度，降低了高压电机绝缘故障的发生率。通过采用新技术、新材料和新技术，高压电机可以长期安全有效地运行。高压电机作为火力发电厂的关键设备，其可靠运行对提高火力发电厂设备的可靠性，减少非计划维护和停机次数具有重要意义。只有做到对高压电机劣化状态始终可控在控，才能为发电企业创造更多的安全效益和经济效益。
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论文作者:朱浩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
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