2F定子繞組直流泄漏電流三相不平衡缺陷查找及處理技術報告

1、技術報告#2F定子繞組直流泄漏電流三相不平衡缺陷查找及處理一、概述在#2F增容改造過程中，對定子繞組組裝后進行絕緣測試，發(fā)現(xiàn)定子繞組三相絕緣電阻不平衡，隨后進行定子繞組直流耐壓及泄漏電流試驗，發(fā)現(xiàn)定子繞組直流泄漏電流三相不平衡，A、B兩相泄漏電流值遠遠大于 C相泄漏電流值，其中 A相超過C相120%以上，B相 超過C相150%以上，而電氣設備交接試驗標準規(guī)定各相泄漏電流的差別不應大于最小 值的50%，但單相泄漏電流值、直流耐壓及交流耐壓均通過，由于每相泄漏電流值較大， 最小C相泄漏電流值也在 200卩A以上，檢查定子各部位特別是端部無異常，當時分析為繞組受潮未徹底干燥的原因引起，經過業(yè)主、監(jiān)理

2、及施工單位三方協(xié)商后，決定投入運行，加強對定子繞組絕緣跟蹤。并成立TQM小組進行攻關。二、缺陷分析及處理1、第一次跟蹤分析由于#2F定子繞組存在上述缺陷，投運不久于2005年6月23日對#2F進行小修，在定子繞組絕緣測試中發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象仍然存在，試驗數(shù)據(jù)如下：1、定子繞組絕緣電阻測量：（M Q）使用儀器：AVO2500V兆歐表項目相別R15R60R600吸收比極化指數(shù)、r、八 試刖A27085019903.152.34B28284519402.9962.295C510121042602.3753.52試后A3059102.983B2808953.196C30811703.7982、定子繞組泄漏電

3、流和直流耐壓：（卩A ）使用儀器；ZGS川-60/3直流發(fā)生器一、加壓過程 相別、0 . 5 Us1.0Us1.5Us八/ 2 I/、HI ，2.0Us2.5Us最大相 差（%）15s60s15s60s15s60s15s60s15s60sA對BC及地17.510.325.812.345.734.262.554.2176B對AC及地15.99.524.616.737.227.959.545.2C對AB及地15.37.517.411.422.414.537.819.6通過數(shù)據(jù)可看出泄漏電流值明顯降低，不平衡現(xiàn)象依然存在。 這說明增容改造過程中每相泄漏電流值較大確實由于定子繞組受潮未徹底干燥的原因造

4、成，而直流泄漏電流三相不平衡原因由于受潮引起。雖然直流泄漏電流三相不平衡超過電力設備預防性試驗規(guī)程 規(guī)定各相泄漏電流的差別不應大于最小值的100%，但較穩(wěn)定，無明顯增大變化。說明定子缺陷沒有惡化的趨勢，應在端部及手包絕緣處，由于轉子未調出無法仔細檢查，繼續(xù)加強對定子繞組絕緣跟蹤，并向試驗院有關專家進行技術咨詢，改變試驗方法，分析缺陷原因。2、第二次跟蹤分析2006 年4月5日，因#2機組定子引線與出口母線連接線處理，進行定子跟蹤測試， 在修前試驗中，增加了電容量及非被試相泄漏電流測試，測試結果如下：1、定子繞組絕緣電阻測量：（M Q）使用儀器： AVO2500V兆歐表項目相別R15R60R60

5、0吸收比極化指數(shù)電容量（卩F）、rx 、亠 試刖A565156049402.763.171.36B560149049002.663.291.36C600173090002.885.201.33試后A56515202.69B55013302.42C4348101.872、定子繞組泄漏電流和直流耐壓：（卩A）使用儀器；ZGS川-60/3直流發(fā)生器加壓過程 相別0 . 5 Us1.0Us1.5Us2.0Us2.5Us最大相 差（%）15s60s15s60s15s60s15s60s15s60sA對BC及地7.36.48.410.220.815.824.120.6B對地1.61.32.72.33.73.

6、35.24.8C對地0.70.51.00.71.20.81.61.0B對AC及地6.76.612.08.622.112.937.125.8A對地2.42.13.53.44.64.05.65.1122C對地0.30.10.80.41.00.61.00.7C對AB及地13.37.68.27.311.37.622.711.6A對地1.31.31.51.31.31.31.91.5B對地0.80.50.90.71.20.81.51.0通過數(shù)據(jù)可看出和上一次比較無明顯變化，C相泄漏電流小，A、B兩相泄漏電流大， 從電容量及非被試相泄漏電流測試結果來看，初步判斷為可能是A、B兩相端部及手包絕緣相間有問題，并

7、在檢查過程中發(fā)現(xiàn)定子線棒有多處端部絕緣盒相互間有環(huán)氧樹脂固化物連接起 來，沒有空氣間隙，對端部絕緣不利，因而決定在2007年大修中查閱定子繞組展開圖，對應出每相每個分支繞組所在的槽號及連接情況，并協(xié)同試驗院進行定子繞組端部泄漏電位及電流試驗徹底查出缺陷部位。在機組定子引線與出口母線連接線處理完后進行修后試驗，測試結果如下：1、定子繞組絕緣電阻測量：（M Q）使用儀器： AV02500V兆歐表項目相別R15R60R600吸收比極化指數(shù)電容量（卩F）、rx 、亠 試刖A56016702.981.36B54516703.061.36C56516602.941.36試后A55016733.04B540

8、16653.08C56016502.942、定子繞組泄漏電流和直流耐壓：（卩A）使用儀器；ZGS川-60/3直流發(fā)生器加壓過程 相別 J、0 . 5 Us1.0Us1.5UsA，2 I/、HI ，2.0Us2.5Us最大相 差（%）15s60s15s60s15s60s15s60s15s60sA對BC及地13.09.215.210.218.912.620.314.854B對AC及地10.28.813.28.116.212.521.613.4C對AB及地12.18.611.67.513.68.313.89.6通過數(shù)據(jù)可看出定子繞組三相絕緣電阻不平衡，直流泄漏電流三相不平衡缺陷消失，電容量亦平衡。但

9、由于當時因工期緊，泄漏電流波動較大， 不太好判斷泄漏電流準確值，當時和廠家協(xié)商初步判斷為定子引線處理完后，手包絕緣中的環(huán)氧未完全干透所造成。提議在 2007年大修進行試驗驗證。3、第三次跟蹤分析2006年12月13日，#2F大修轉子吊出后進行定子跟蹤測試，試驗數(shù)據(jù)如下：1、定子繞組絕緣電阻測量：（M Q）使用儀器： AV02500V兆歐表項目相別R15R60R600吸收比極化指數(shù)電容量（卩F）、rx 、亠 試刖A304149067004.904.501.36B525147064502.804.391.36C525143064002.724.481.36試后A49014202.88B488132

10、02.70C51014302.802、定子繞組泄漏電流和直流耐壓：（卩A）使用儀器；ZGS川-60/3直流發(fā)生器加壓過程相別0 . 5 Us1.0Us1.5Us2.0Us2.5Us最大相 差（%）15s60s15s60s15s60s15s60s15s60sA對BC及地11.14.616.49.720.716.536.325.155.536.9B對AC及地8.36.523.99.920.518.830.424.146.937.152.2C對AB及地12.26.315.79.121.316.538.725.642.534.1通過數(shù)據(jù)可看出定子繞組三相絕緣電阻及直流泄漏電流均平衡， 電容量亦平衡。所

11、以初 步判斷為缺陷位置在定子引線處， 因只對引線進行過處理， 沒動過其他任何部位， 處理后缺 陷消失。為了徹底查出缺陷部位，決定協(xié)同試驗院進行定子繞組端部泄漏電位及電流試驗。為了方便測試工作及分析， 在試驗前查閱定子繞組展開圖編制烏江渡發(fā)電廠2號發(fā)電機定子線棒槽相別表及工作電位表，其編制方法及好處（見附1 ）。隨后進行#2F定子繞組端部表面電位、泄漏電流測試， 加壓至1.1倍額定相電壓進行測試（具體數(shù)據(jù)見附2），通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)A相槽號222、223、224的上端部表面電位分別為 29V、28V、31V，上端部泄漏電 流分別為0.29 A、0.28 A、0.31卩A , B相槽號415、416

12、、417的上端部表面電位分別為88V、92V、33V ,上端部泄漏電流分別為 0.88卩A、0.92 A、0.33卩A , C相槽號135、136、 137、154、155、156、157 的上端部表面電位分別為71V、69V、66V、62V、57V、55V、53V，上端部泄漏電流分另為 0.71 卩 A、0.69 卩 A、0.66 A、0.62 卩 A、0.57 A、0.55 卩 A、 0.53卩A，其余端部表面電位在10V以下，端部泄漏電流在0.1卩A以下，根據(jù)電力工業(yè)部和機械工業(yè)部安生技字1994: 86號文及中試所在這方面提供的推薦值，凡端部表面電位 測值在1 kV以上均有不同程度的缺

13、陷，3 kV以上各點均有較嚴重的缺陷；800 V以下則一般認為良好，雖說這幾槽的電位高于其他，但滿足要求，說明這幾槽線棒在并頭、灌盒、綁 扎上工藝質量略低于其他，而且盒間粘連現(xiàn)象并不明顯，只有一槽出現(xiàn)盒間粘連。通過測試結果可看出此現(xiàn)象對端部絕緣影響不明顯，大多數(shù)粘連處在同相內，相互間電位差不大， 因而端部絕緣盒不是造成機組定子缺陷的原因。因判斷缺陷位置在定子引線處，再次對定子引線處進行仔細檢查，發(fā)現(xiàn)A相第一組分支出線彎頭手與B相第一組分支匯流排手包絕緣有緊密接觸粘連現(xiàn)象，可明顯看到因外力使粘連處出現(xiàn)的裂紋。應是增容改造機組時由于B相第一組分支匯流排手包絕緣未干透就進行A相第一組分支出線彎頭手包

14、絕緣，加之尺寸較恰造成此處粘連，在06年小修處理定子引線時造成定子出線輕微位移，產生空氣間隙，從而使A B兩相出口緊密接觸粘連處發(fā)生斷裂。因而造成06年小修處理定子引線后定子絕緣電阻及泄漏電流大三相不平衡缺陷消除，最終 判斷此點為A、B兩相泄漏電流大造成三相不平衡的原因。發(fā)電機在運行中有震動，而且手 包絕緣長時間運行后會變脆老化，更易造成絕緣損傷，最惡劣的情況會出現(xiàn)出口兩相短路， 因而建議對A、B兩相出口緊密接觸粘連處按相關規(guī)程規(guī)定進行處理。4、缺陷處理情況通知電機班進行處理，首先用千斤頂將 A相第一組分支出線彎頭手與B相第一組分支匯流排手包絕緣緊密接觸粘連處頂開規(guī)程規(guī)定的縫隙，再用云母粉環(huán)氧

15、帶浸膠后包扎進行絕緣修復。處理完成后進行定子絕緣試驗，數(shù)據(jù)如下：1定子繞組絕緣電阻測量： (M Q)使用儀器：AV02500V兆歐表項目相別R15R60R600吸收比極化指數(shù)、r、八 試刖A6451970109003.055.53B6502000103003.085.15C6251950118003.126.05試后A63518302.88B65518902.88C66018302.772、定子繞組泄漏電流和直流耐壓：(卩A )使用儀器； 諧振交直兩用試驗變壓器加壓過程相別0.5US1.0US1.5Us八2I/、HI ，2.0Us2.5Us最大相 差(%)15S60s15s60s15s60s1

16、5s60s15s60sA對BC及地16.58.724.711.635.214.237.518.222B對AC及地15.28.022.713.834.112.334.218.4C對AB及地15.88.624.514.127.614.140.422.3通過數(shù)據(jù)可看出定子繞組三相絕緣電阻及直流泄漏電流非常平衡，A、B兩相泄漏電流已小于C相，可認定#2F定子缺陷消除。為了進一步確認決定2008年再進行跟蹤檢查。5、第四次跟蹤分析2008年5月8日，再次對#2F定子跟蹤測試，試驗數(shù)據(jù)如下：1定子繞組絕緣電阻測量：(M Q)使用儀器：AVO2500V兆歐表項目相別R15R60R600吸收比極化指數(shù)、r、八

17、 試刖043.81733.58243.27試后A1464663.19B1464923.37C1343482.602、定子繞組泄漏電流和直流耐壓：(卩A )使用儀器；ZGS川-60/3直流發(fā)生器加壓過程相別f、0 . 5 Us1.0Us1.5Us 2 I/、HI ，2.0Us2.5Us最大相 差(%)15s60s15s60s15s60s15s60s15s60sA對BC及地282025204026613962B對AC及地2616362451347353C對AB及地2618402152305449通過數(shù)據(jù)可看出定子繞組三相

18、絕緣電阻及直流泄漏電流非常平衡。因而確認#2F定子缺陷徹底消除。三、結論通過近三年的努力，加上廠各級領導及中試所的大力支持，終于在 2008年5月8日圓 滿徹底解決機組增容改造過程遺留絕緣安全隱患。 從而達到延長發(fā)電機安全使用年限， 保證 發(fā)電機的安全等效可用系數(shù)目的。附1烏江渡發(fā)電廠發(fā)電機定子線棒工作電位表和槽相別表的編制說明一. 編制目的通過現(xiàn)場實踐，我們發(fā)現(xiàn)發(fā)電機在運行中和大修預防性試驗時都可能發(fā)生定子線棒擊 穿，為查找故障點，分析擊穿原因，需要利用定子繞組展開圖，但由于一般定子線棒數(shù)量較 多，查找起來比較費時間也比較困難。又如為了分析故障，也需要利用繞組展開圖，如電廠 發(fā)生故障，相鄰兩

19、個定子線棒端部擊穿，而橫差保護不動作， 為盡快找出原因，需要查出此相鄰兩個定子線棒所在的相別、分支以及其工作電位， 從而估算出其可能產生的橫差電流的大小，此時查找繞組展開圖也比較費時間。進而對運行多年的發(fā)電機絕緣老化，也要分析其定子線棒工作電位等。因此進行了發(fā)電機定子線棒工作電位表和槽相別表的編制工作，從表中能很快查出某個槽某個定子線棒的工作電位、屬于哪一相及哪個分支。從而加強了發(fā)電機專業(yè)技術管理的基礎工作，提高了工作效率。二. 編制說明在附表（一）和附表（二）中列出我廠2#發(fā)電機的定子線棒工作電位表和槽相別表。1. 定子線棒工作電位表編制采用下列方法和步驟：1.1在制造廠提供的定子繞組展開圖

20、中給出了有關參數(shù)：發(fā)電機定子額定電壓U （ V）、相數(shù)m=3每相并聯(lián)支路數(shù)（分支數(shù)）a、定子槽數(shù)Z、每槽線棒數(shù)NS等。并給出了節(jié)距。由上述數(shù)據(jù)可以進行計算?，F(xiàn)以我廠機組為例計算之。我廠發(fā)電機型號為 SF250-40/10350 型，15750V, m= 3, a= 4, Z= 420, Nk= 2,得 出每相每分支的定子線棒數(shù) N為：Z* NS 420* 2 口，八+、N=S =7（根/分支）ma 3* 4發(fā)電機額定相電壓 UX為：e3=Ux= Ue = 15750 9093.3(V) V3則每根線棒的電壓 U為:Ux = 90933N =70130(V)編制時即規(guī)定每個分支的第一根定子線棒（

21、出線端，一般在后槽出線）為發(fā)電機額定相電壓，例如對這臺發(fā)電機為9093V,而后每根定子線棒電位差為 130V,直到中性點第70根定子線棒工作電位為 123V。根據(jù)此規(guī)律進行列表工作。1.2編制每相每分支定子線棒工作電位表請參看我廠#2發(fā)電機的定子線棒工作電位表，見附表（一） 。這里說明如下：（1）在列表時采用一些符號來表示定子線棒（定子繞組）的連接特征，如用槽號有上標“ 0”表示后槽（下層）線棒，而前槽（上層）線棒不用上標。用“”表示大過橋，用（）”表示小過橋。（2）排列時可以看出定子線棒之間槽號的差是符合節(jié)距的。如果沒有規(guī)律，一般是我 們排列有誤。當然也發(fā)生過有的發(fā)電機定子線棒下錯槽號的，但

22、這種情況很少發(fā)生。2. 編制定子線棒槽相別表根據(jù)附表（一），經過改動后可以編制出定子線棒槽相別表，如附表（二）所示。從附 表（二）中可以確定某一槽中前槽和后槽定子線棒分別屬于哪一相、哪一個分支，工作電位差多少；相鄰的槽的定子線棒分別屬于哪一相、哪一個分支，工作電位差多少等等。從而一目了然。三. 編制成果在編制完成附表（一）和附表（二）后，可以說這兩個表是多功能的。例如能很方便的 查出某一根定子線棒的工作特征數(shù)據(jù)（工作電位、所屬相別、分支），如果定子是分縫的還可以確定哪些定子線棒在合縫處等等。以上說明提供各位同行工作中參考，如有不當之處請指出。附表（一）烏江渡發(fā)電廠2號發(fā)電機定子線棒工作電位表B

23、相一分支線槽號3604557066780879901081200129電位（V）9093896388338703857384438313818380537923線槽號119110098890776805647035260 電位（V）7793766375337403727371437013688367536623線槽號160253704658067790881000109電位（V）6493636362336103597358435713558354535323線槽號999007869057480362701560 電位（V）519350634933480346734543441342834153

24、4023線槽號4160517026380475906880089電位（V）3893376336333503337332433113298328532723線槽號797005849037280161 70415400 電位（V）2593246323332203207319431813168315531423線槽號396040541706180273904860069電位（V）129311631033903773643513343253123說明：（1）后槽右上標0” ; （2）橋標“”。B相二分支線槽號14101501620171183019220402132250234電位（V）9093896

25、388338703857384438313818380537923線槽號22421502031940182173016115201401310 電位（V）7793766375337403727371437013688367536623線槽號12101301420151163017218401932050214電位（V）6493636362336103597358435713558354535323線槽號20419501831740162153014113201201110 電位（V）5193506349334803467345434413428341534023線槽號1010110122013

26、1143015216401731850194電位（V）3893376336333503337332433113298328532723線槽號1841750163154014213301211120100910 電位（V）2593246323332203207319431813168315531423線槽號810901020111123013214401531650174電位（V）129311631033903773643513343253123B相三分支線槽號24602552670276288029730903183300339電位（V）9093896388338703857384438313

27、818380537923線槽號32932003082990287278026625702452360 電位（V）7793766375337403727371437013688367536623線槽號22602352470256268027728902983100319電位（V）6493636362336103597358435713558354535323線槽號30930002882790267258024623702252160 電位（V）5193506349334803467345434413428341534023線槽號2060215227023624825726902782900299

28、電位（V）3893376336333503337332433113298328532723線槽號28928002682590247238022621702051960 電位（V）2593246323332203207319431813168315531423線槽號18601952070216228023724902582700279電位（V）129311631033903773643513343253123B相四分支線槽號3510360372038139304024140315024電位（V）9093896388338703857384438313818380537923線槽號14504134

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