【摘要】本文针对蜀河水力发电厂二号发电机组定子BC相间短路故障，提出了具体处理方案、过程及试验方法，并对处理过程中注意事项做了详细说明，对事故处理进行了简单总结，为以后处理类似事故提供参考。
【关键词】相间短路;定子接地
1 工程概况
蜀河水电站工程位于陕西省旬阳县境内的汉江上游干流上，坝址在旬阳县蜀河镇上游约1km处，距旬阳县城51km，距上游已建的安康水电站约120km，距下游已建的丹江口水电站约200km，是汉江上游梯级开发规划中的第六个梯级电站。
工程的主要任务是发电，并兼顾航运等。工程规模为二等大（2）型。坝址处多年平均流量732m3/s。正常蓄水位217.30m，相应水库库容1.76亿m3，总装机容量270MW，保证出力57.4MW，年平均发电量9.53亿kWh，年利用小时3530h。枢纽建筑物布置型式为上坝址下线左岸溢流式厂房方案，从右至左由右副坝、垂直升船机坝段、泄洪闸、电站厂房坝段（泄洪表孔）、安装间及左副坝等组成。水电厂厂房内布置有6台灯泡式贯流机组，单机容量为45MW。
2 故障概况
2017年02月22日23:17，二号发电机在开机试验过程中，机端电压加至94%Ue时，二号发电机主保护动作，发电机机端Ub，Uc二次侧电压由正常试验54V降至27V左右，中性点B、C相感应出电流，发电机比率差动动作，机组灭磁开关跳闸。
3 故障查找
3.1 对二号机风洞、出口母排、励磁变本体、中性点进行检查，目视未发现明显故障点；检查发电机保护装置、机组故障录波器设备无异常。
3.2 向省调申请二号机转冷备用，对二号机进行全面检查故障。
3.3 测试二号机定子绝缘测试，绝缘测值为0.3MΩ；打开二号发电机出口断引点软连接，拆除发电机中性点连接铜排，并分相对发电机定子进行绝缘电阻测试，测得发电机定子A相绕组13GΩ，B相绕组0.3MΩ，C相绕组0.3MΩ；AB相间绝缘电阻8.6GΩ，BC相间绝缘电阻0.6MΩ，AC相间绝缘电阻9.2GΩ。
3.4 对发电机外部回路进行彻底排查，未发现异常。进入风洞拆除定子上游侧挡风板，发现4点至8点钟方向定子绕组有明显烧灼痕迹。
3.5 对故障线棒及绝缘盒进行清理、烘干处理，并进行反向直流耐压试验。将绝缘盒用锡箔纸包裹进行反向耐压，测试表面电位，最终确定故障点为10个绝缘盒绝缘较低，以及跨接线棒层间端箍绝缘碳化，形成电流通道导致定子B、C相短路，绝缘不合格。
4 处理方案
4.1 为防止故障线棒表面炭黑污染其他线棒端部，要求使用白布蘸酒精缓慢清洗线棒表面，用工具刀将碳化绝缘全部清除。
4.2 对164槽、170槽、171槽、172槽、173槽、179槽、180槽、181槽、182槽、191槽共10个绝缘盒进行铲除。
4.3铲除过程中一定要防止损坏线棒端部，并对周围线棒间隙进行防护，防止残渣掉入定子间隙损伤其他线棒。铲除后用砂纸打磨线棒端部焦黑处并用带电清洗剂清洗，用碘钨灯进行烘干处理。
4.4 更换线棒层间端箍碳化绑绳，对线棒铜排端部手包绝缘，在铜排表面包扎云母带。包扎绝缘前，使用环氧腻子801将表面凹凸不平处填平，室温固化24h及以上。在绝缘包扎表面表面涂刷室温固化环氧胶DECJ0708，再半叠包环氧玻璃粉云母带T5440-1 至少12层，最外层半叠包一层无碱玻璃丝带ET100，层间及表面涂刷室温固化环氧胶DECJ0708，包扎绝缘与绕组原绝缘搭接50mm及以上，室温固化48h及以上。
4.5 绝缘固化后再在表面涂刷一层铁红环氧红瓷漆188（或EP5），室温固化24h及以上。
4.6 固化完成后，因机组风洞内湿度较大，需要对定子进行加热干燥，以提高机组整体绝缘电阻，定子加热采用三相短路干燥法。
4.7 三相短路干燥需要发电机本身具备运转条件，转子外接他励电源，定子各部测温点巡检正常。发电机短路点设置在竖井出口母排处，三相用铜排进行短接，短接点接触面必须用螺栓压紧，否则将会严重发热。短接点设置完成后，退出发电机中性点接地变压器，否则长时间通流有可能烧损接地变压器。
4.8 启动发电机至额定转速，对发电机加磁，此时发电机励磁采用手动方式。增磁方式按每次10%的励磁电流增加，间隔一分钟，使定子电流升至50%额定电流，以温升每小时不大于10℃为宜。加热过程中，严密监视短路点接触面温度及定子温升，最高不得超过正常运行温度，温度最好控制在80℃左右比较适宜。
4.9 短路干燥24h后测试定子绝缘，绝缘显著上升，且已满足规程要求，可以进行相关试验。拆除短接铜排及他励电源，严格按照DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》进行电气预防性试验。
5 试验方案
5.1 使用2500V摇表测量A、B、C三相绕组对地绝缘电阻及吸收比，要求吸收比不小于1.6，绝缘电阻（40℃）不小于
其中： R为绝缘电阻，单位为MΩ；
为额定电压，单位为V；
P为额定容量，单位为kW。
5.2 测量三相直流电阻，要求A相与B及C相直流电阻相差不超过1%。
5.3 直流耐压及泄漏电流试验
对发电机A、B、C三相分别进行直流耐压及泄漏电流试验，试验电压按0.5Un、1.0Un、1.5Un、2.0Un、2.5Un逐级升压，每段升压要均匀，每升到1个阶段停留1min，并记录施加后15s、30s、45s、60s时的泄漏电流值。试验前应将绕组端部表面清理干净，尤其不能有油污及其他可燃性物质；同时需对试验设备进行空载试验，若空载试验时泄漏电流为1~2uA，可忽略不计，否则应在相对应的绕组分段泄漏电流值中予以扣除。要求：
泄漏电流不随时间的延长而出现增大现象；
在2.5Un试验电压下，各相泄漏电流的差值不大于最小值的50%。
5.4 定子绕组工频交流耐电压试验
对定子绕组分相进行1.5Un的工频交流耐电压试验，耐压时间为1min，要求耐压过程中不出现破坏性放电或冒烟现象。
6试验数据
6.1绝缘电阻
6.2 直流耐压试验
7定子处理中注意事项
（1）环氧胶使用前必须搅拌均匀，涂刷过程中要求均匀无遗漏，无漆瘤，云母带包扎须保证服帖无褶皱，与原绝缘搭接呈斜坡过度；
（2）修复过程中不允许对其他部位和部件造成损伤或污染；
（3）铲除绝缘盒过程中必须对周围定子间隙防护，防止残渣掉落间隙导致损伤线棒。
（4）直流耐压及交流耐压试验前需测试绕组对地绝缘电阻合格后方可进行。
（5）发电机进行耐压试验时，对于不需进行试验的绕组、测温元件及铁心均应与机壳连接接地。
（6）相关操作设备、工具及操作过程中产生的废弃物及剩余的原材料在操作过程结束后需清理，不允许遗留。
8结束语
蜀河水力发电厂水轮发电机组均采用灯泡贯流式机组，环境湿度大，机组运行工况恶劣。本次抢修对定子线棒进行紧急临时处理，保证机组能按工期正常投运，避免了机组被迫转入大修，对机组增发电量做出了一定的贡献。同时，对定子出现短路接地、线棒绝缘击穿等类似故障的处理提供了一定的参考，尤其对同类型发电机定子故障查找提供了具有一定的借鉴意义。
论文作者:李,浩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
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