广东红海湾发电有限公司 广东汕尾 516623
摘要: 分析了大型发电机定子绝缘低的根本原因，提出了应对定子绝缘低的处理方法，为发电厂汇水管死接地类型的发电机绝缘处理作为参考。
关键词：发电机;绝缘
引言
广东某电厂4号发电机为东方电机厂生产的日立东方QSFN型水-氢-氢冷却方式大型发电机组。转子、定子铁心采用氢冷的方式。定子冷却水系统用于冷却发电机定子绕组。该类型机组定子进、出水汇流管直接接地。每次停机再启动时均会发生定子绝缘小于制造厂规定1MΩ的情况。为了恢复发电机定子绝缘到制造厂要求，现场进行了多种多样的处理方法，但是处理效果很少满足技术文件的要求。为了能够保证在绝缘不能满足要求情况下，安全启动，本文对该类型发电机绝缘低的机理进行分析，对绝缘测试方法进行比较，以给同类型发电机机组启动提供技术支持。
发电机定子绝缘结构分析
东方电机股份有限公司生产的 QFSN-660-2-22A发电机额定电压 22kV，定子绕组由嵌入铁心槽内 84 根条式线圈组合而成，上下层各 42 根。绕组端部为篮式结构，并且由连接线连接成规定的相三相，双层绕组，双支路并联，Y 连接。定子线圈主绝缘采用连续式 F 级环氧粉云母带连续绕包后模压固化成型。
定子绕组是由实心股线和空心导线混合编织换位组合而成。线棒的空实心股线均用中频加热钎焊在两端的接头水盒内。
定子线棒是通过空心股线中的水介质来冷却的。冷却水从励端的汇流管和绝缘引水管并通过线棒端头的水接头进入线圈，冷却线圈后再经过汽端的绝缘引水管和汇流管排入外部水系统。
定子绝缘低处理过程
2015年2 月 16 日4 号机停机，2 月 28 日运行人员测量 4 号发电机定子绝缘0.27MΩ。定子绝缘低于规程要求的不小于1MΩ。虽然该类型发电机绝缘测试很少能够达到该标准要求，但是由于时间充裕，接下来进行了连续处理。3 月 5 日用酒精清抹发电机出线套管机外部分。 在进行气体置换后，3 月 6 日打开发电机励端人孔门，进入励端出线小室清抹出线套管及横向支持瓷瓶，解开发电机与封闭母线连接。因为此时封闭母线干燥装置故障，3 月 7 日封母干燥器装置缺陷消除，封母干燥装置投入运行。本次绝缘记录见表1。
为了说明在通水情况下，定子绝缘很难达到1MΩ的要求，以母线事故跳闸后测量的发电机绝缘值进行说明。2015 年 1 月 24 日 4 号机因发电机差动保护动作跳闸，为了查找故障位置，跳闸后立即解开发电机与封闭母线的连接，发电机三相通过中性点连接一起时，整体绝缘为0.3 MΩ，解开发电机中性点连接单独测量A 相对地 0.9MΩ、B 相对地 0.9MΩ、C 相对地 0.9MΩ，三相绝缘电阻平衡。
通水情况下定子绝缘电阻的本质
测量发电机定子绝缘，是检查其绝缘状态最简便的辅助方法。测量绝缘电阻有助于发现定子线圈中影响绝缘的异物、受潮和脏污。通水情况下测量发电机定子绝缘可简化为图1。
在直流电压作用下，汇水管（聚四氟乙烯材质）、定冷水，其电导电流瞬间可达到稳定值，只有定子线棒，因有夹层绝缘的存在，从极化开始到完成，需要一定的时间，但到达稳定后，可以视为Rw、Rp、Rw三个电阻数值的并联，并联结果即为表计显示数值。可以做个假定，定子线圈绝缘电阻Rw和汇水管绝缘电阻Rp并联阻值为1GΩ，实际这个假定是成立的，因为发电机定子线圈吹干水时，其绝缘数值可以达到这个数值。这时再假定定冷水的绝缘阻值Rw为0.3 MΩ，这样测得的稳态绝缘电阻数据为0.3 MΩ，实际上说明对于这种系统来讲，测量的数值完全是水路电阻值。这也说明无论从外部怎么努力，对整个系统绝缘提升并不显著的原因，要想提高系统绝缘水平，必须把内冷水的电阻值进行提升。
水内冷绝缘测试仪影响分析
从发电机绝缘电阻测量及定子绝缘结构方面来讲，被试发电机的定子进、出水汇流管直接接地，给通水后测量定子绕组绝缘电阻带来困难。多个文献推荐采用水冷绝缘测试仪器进行水内冷绕组绝缘测试。图2为仪器接线图。
水内冷发电机绝缘测试仪除容量大、精度高外，在测量时需将 G 端子接至发电机的汇水管（如图2） 。用水内冷发电机绝缘测试仪测量发电机定子绝缘电阻时需将汇水管的接地端解开或将接地空开断开， 但对于该类型台发电机，其进出汇水管均为直接焊接在机座上方式，接地点无法断开开，所以水内冷发电机绝缘测试仪并不适用于该类型发电机。
定子绝缘电阻低处理措施
针对汇水管死接地的水氢氢冷却型发电机绝缘电阻低问题， 为了缩短绝缘处理时间，不影响机组正常启动，相关技术措施如下：
1)机组停机时先测量发电机定子绝缘，为再次启动时定子绝缘测量提供对比参数。本次与上次数据比较无明显偏低可认为发电机绝缘合格。
2）当定子绝缘低时，在停机前如无异常情况，需确保封母循环干燥装置工作正常。
3）发电机绝缘测量前，发电机定冷水水质合格，其导电率小于 0.5 微西/厘米。
4）在机组启动前，运行人员提前摇测绝缘，以便给检修留出足够处理绝缘的时间。
5）氢气湿度会影响绝缘，测量时需保证已经连续投入氢气干燥器及循环风机24小时。
6) 机组调停时间较长时，检修人员应用干净白布擦拭6支发电机出线套管及与其连接的封闭母线盆式绝缘子，保证绝缘子部分无油污、无灰尘。
7）用碘钨灯烘烤6支出线套管，烘烤时设专人监护，防止套管局部过热造成损坏。
结论
发电机绝缘检查必检项目，也是起机的基本条件，一旦绝缘电阻低将直接影响起机进度。做好绝缘监督，绝缘检测是运行、设备人员的重要工作。对于汇水管死接地的发电机定子绕组通水情况下绝缘低的主要原因是测试仪器测量的是主要是水的电阻，因为汇水管在机内接地采用水内冷绝缘测试仪与普通的绝缘测试仪并无区别。
论文作者:王伟
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/5
标签：定子论文; 发电机论文; 汇水论文; 电阻论文; 测量论文; 绕组论文; 线圈论文; 《基层建设》2016年7期论文;