發(fā)電機(jī)定子繞組端部絕緣表面的電位測(cè)量_邊志強(qiáng)

1、第 2期 (總第 119期 2004年 4月山 西 電 力SHAN X I EL EC T RIC POW ER N o. 2(Ser. 119Feb . 2004發(fā)電機(jī)定子繞組端部絕緣表面的電位測(cè)量邊志強(qiáng) , 李鳳鳴(山西陽(yáng)光發(fā)電有限責(zé)任公司 , 山西 平定 045200摘要 :發(fā)電機(jī)定子繞組端部絕緣表面電位測(cè)量是一項(xiàng)行之有效的試驗(yàn)方法 , 我們通過實(shí)踐檢驗(yàn)認(rèn)為此試驗(yàn)方法是科學(xué)有效的 , 能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的局部絕緣缺陷 , 為設(shè)備安全 、 可靠 、 經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行提供保證 。關(guān)鍵詞 :電位外移測(cè)量 ; 試驗(yàn) 中圖分類號(hào) :TM 93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :B 文章編號(hào) :1671-0320(2004

2、 02-0039-02收稿日期 :2003-08-18, 修回日期 :2004-02-10作者簡(jiǎn)歷 :邊志強(qiáng) (1973- , 男 , 河北定州人 , 1995年畢業(yè)于山西電力職工大學(xué)發(fā)配電專業(yè) , 助理工程師 ;李鳳鳴 (1964- , 男 , 山西平定人 , 1986年畢業(yè)于太原工 業(yè)大學(xué)發(fā)配電專業(yè) , 工程師 。1 發(fā)電機(jī)定子繞組端部絕緣表面電位測(cè)量的意義 當(dāng)離槽口很遠(yuǎn)的定子繞組端部絕緣存在局部缺 陷時(shí) , 直流耐壓和交流耐壓都無法準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)缺陷 。 一般而言 , 發(fā)電機(jī)工頻交流耐壓試驗(yàn)容易發(fā)現(xiàn)定子 線圈槽部及槽口處的絕緣缺陷 , 交流耐壓試驗(yàn)時(shí) , 線 棒單位長(zhǎng)度上絕緣體的容抗較小 ,

3、 電流較大 , 絕緣 表面單位長(zhǎng)度的電壓降較大 , 離鐵芯愈遠(yuǎn) , 絕緣中 承受的電壓也愈低 , 此時(shí)交流耐壓不能有效的發(fā)現(xiàn) 端部絕緣缺陷 。 直流耐壓試驗(yàn)時(shí) , 端部絕緣中不存 在電容電流 , 流經(jīng)絕緣表面的泄漏電流較小 , 絕緣 上承受的電壓較高 , 故直流耐壓試驗(yàn)時(shí)較易發(fā)現(xiàn)線 棒端部的故障 , 但距鐵芯較遠(yuǎn)時(shí) , 絕緣上承受的電 壓也要大大下降 。 交 、 直流耐壓試驗(yàn)時(shí)定子線棒端 部絕緣電壓分布曲線見圖 1。由于各種電機(jī)的幾何尺寸和絕緣結(jié)構(gòu)不同 , 絕 緣的老化程度不同 , 臟污 、 受潮的程度不同 , 故端 部的交 、 直流電壓分布曲線有很大的差異 , 如上圖 中曲線 3和 4, 就

4、是在端部臟污后的情況 。 因此可 充分利用這一特點(diǎn) , 檢查線圈端部的受潮和臟污的 嚴(yán)重程度 , 并設(shè)法提高其絕緣水平 。當(dāng)線圈的端部接頭等處存在局部絕緣缺陷時(shí) , 直 流 耐壓 試驗(yàn) 不 能很 準(zhǔn)確 地發(fā) 現(xiàn) 。 如 1臺(tái) 國(guó)產(chǎn) 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)在 2. 5倍額定電壓直流耐壓試驗(yàn)下 , 三相泄漏電流分別為 100A, 110A,106A, 基本平衡 。 但做額定直流電壓下端部絕緣 表現(xiàn)電位測(cè)量時(shí) , 卻發(fā)現(xiàn)定子繞組汽 、 勵(lì)兩側(cè)有多 個(gè)接頭絕緣不合格 , 表現(xiàn)電位最大值為 9. 6kV , 隨 后更換絕緣盒并將接頭錐體絕緣伸入絕緣盒內(nèi) , 復(fù) 測(cè)表現(xiàn)電位恢復(fù)正常 。1-直流耐壓 ; 2

5、-交流耐壓 ;3-絕緣表面受碳粉臟污或刷上碳粉的交流分布電壓 ;4-同樣條件下的直流分布 ;U 1(% -百分電壓 , V ; L -絕緣長(zhǎng)度 , mm圖 1 交 直流耐壓試驗(yàn)時(shí)定子線棒端部絕緣電壓分布曲線圖國(guó)產(chǎn)大型汽輪發(fā)電機(jī)由于有引線手包絕緣整體 性差 、 線圈端部鼻端絕緣盒填充不滿 、 絕緣盒與線 棒主絕緣末端及引水管搭接處絕緣處理不當(dāng) 、 綁扎 用的滌玻繩固化不良以及端部固定薄弱 等工藝缺 陷 , 在運(yùn)行中易發(fā)生端部短路事故 , 為了準(zhǔn)確檢測(cè) ,部泄漏和表面電位 。2 對(duì)定子繞組端部絕緣進(jìn)行檢測(cè)的方法測(cè)量方法是 , 首先將要測(cè)試的手包絕緣部位包 上錫箔紙 , 然后在手包絕緣一側(cè)施加與額定

6、電壓相 同的直流電壓 , 測(cè)量另一側(cè)的泄漏電流值或電壓值 。 按照加壓方式的不同可分為正加壓和反加壓 。a 正加壓 。 在定子繞組的出線端加壓 , 用專用 測(cè)量裝置測(cè)量手包絕緣外錫箔紙?zhí)幍膶?duì)地電壓值一 般在通水的情況下進(jìn)行 。 該方法由于是將定子三相 繞組首尾相連并短接在其上加壓 , 測(cè)試部位的電壓 一般較低 , 對(duì)測(cè)試人員及測(cè)量?jī)x器 、 儀表都比較安 全可靠 , 測(cè)量準(zhǔn)確度較高 , 應(yīng)用比較廣泛 。 b 反加壓 。 在手包絕緣外的錫箔紙上加壓 , 將 三相繞組在出線端正首尾相連并短接 , 經(jīng)微安表并 串入 100M 電阻后接地 , 測(cè)量其泄漏電流值 。 反加壓方法每次只在一處手包絕緣加壓 ,

7、 試驗(yàn) 容量較小 , 試驗(yàn)方法較簡(jiǎn)單 。 但由于絕緣桿上直接 加高壓對(duì)試驗(yàn)人員及設(shè)備的危險(xiǎn)性較大 , 試驗(yàn)時(shí)應(yīng) 特別小心 。水內(nèi)冷定子繞組試驗(yàn)時(shí) , 為了同時(shí)檢驗(yàn)水接頭 焊接或其它滲漏質(zhì)量問題 , 應(yīng)在水質(zhì)合格打水壓狀 態(tài)進(jìn)行試驗(yàn) 。 如果定子繞組在不通水條件下試驗(yàn) , 定子引水管必須嚴(yán)格吹凈 , 防止定子引水管內(nèi)表面 閃絡(luò) , 采用反接法時(shí)還會(huì)使微安表分流 , 影響測(cè)量 結(jié)果 。3 正接線方法進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子繞組端部表 面電位測(cè)量的優(yōu)點(diǎn) 根據(jù)運(yùn)行部門的實(shí)際條件 , 采用水壓狀態(tài)下的 正接線方法進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子繞組端部表面電位測(cè)量 的優(yōu)點(diǎn)如下 。a 按部頒 DL /T596-1996, 電力設(shè)備預(yù)

8、防性 試驗(yàn)規(guī)程 要求 , 大修中應(yīng)做直流耐壓試驗(yàn) , 利用 現(xiàn)有設(shè)備可以方便的開展此項(xiàng)試驗(yàn) , 故反接線所需 試驗(yàn)設(shè)備容量小的優(yōu)點(diǎn)已顯得不太突出 。b 水壓狀況下或水壓后進(jìn)行試驗(yàn)同時(shí)可以發(fā) 現(xiàn)空芯銅線焊接不良或其它滲漏缺陷 。c 現(xiàn)場(chǎng)反映正接線方法對(duì)人身及試驗(yàn)設(shè)備較 為安全 , 高壓部分不直接裸露 , 對(duì)測(cè)量人員的安全 感 , 對(duì)被測(cè)接頭處不是直接加壓 , 不會(huì)給試驗(yàn)設(shè)備 帶來危險(xiǎn) ; 采用反接電流法試驗(yàn)時(shí) , 如出現(xiàn)接頭表 面嚴(yán)重冒火現(xiàn)象 , 除影響試驗(yàn)人員情緒及測(cè)量速度 外 , 有時(shí)會(huì)因電流過大損壞測(cè)量設(shè)備 。d 無論采用正加壓還是反加壓方法都不代表 流 , 但用這種測(cè)量方式可以表達(dá)絕緣缺

9、陷的相對(duì)嚴(yán) 重程度 。e 在測(cè)量過程中 , 除要測(cè)量絕緣電阻外 , 應(yīng)在 直流額定電壓下測(cè)量線棒端部各有關(guān)部 位的電壓值 。 在施加電壓較低或使用兆歐表測(cè)量時(shí) , 有時(shí)難 以發(fā)現(xiàn)絕緣隱患 。f 測(cè)量部位包裹錫箔紙時(shí)應(yīng)緊密 , 同時(shí)錫箔紙 不可與相鄰被測(cè)線棒相碰 , 以防影響測(cè)量結(jié)果 。g 試驗(yàn)電源應(yīng)采用全波或橋式整流 , 避免采用 半波整流方式 。4 判斷標(biāo)準(zhǔn)及經(jīng)驗(yàn)交流山西省電力公司 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程 (試行 中增加了定子繞組端部手包絕緣施加直流電 壓測(cè)量一項(xiàng) , 規(guī)定 200MW 及以上國(guó)產(chǎn)水氫氫汽輪 發(fā)電機(jī)在大修時(shí) , 在直流加壓 1. 0倍額定電壓下的 標(biāo)準(zhǔn)為 (如我公司 300M

10、W 發(fā)電機(jī) 以下 2種 。 a 試驗(yàn)電壓 20kV, 手包絕緣引線接頭 、 汽機(jī) 側(cè)隔相接頭局部泄漏電流不大于 25A (或表面電 位不大于 2500V 。b 試驗(yàn)電壓 20kV, 端部接頭 (包括引水管錐 體絕緣 和過渡引線并聯(lián)塊局部泄漏電 流不大于 38A (或表面電位不大于 3800V 。我們的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)是 , 對(duì) 300MW 的發(fā)電機(jī) , 該 相試驗(yàn)在通水條件下的正接線方式 , 以 20kV 額定 電壓作為試驗(yàn)電壓 , 定子繞組手包絕緣引線接頭汽 機(jī)側(cè)隔相接頭表面電位 2500V 以下 、 端部接頭 (包括引水管錐體絕緣 和過渡引線并聯(lián)塊表面電位 3800V 以下認(rèn)為合格 。 表面電位超

11、出以上數(shù)據(jù) , 認(rèn) 為手包絕緣和絕緣盒有缺陷需要進(jìn)行處理 , 一般存 在不同程度的薄弱環(huán)節(jié) , 如手包絕緣固化不好及分 層 、 與模壓絕緣搭接表面不清潔 、 鼻端絕緣盒內(nèi)環(huán) 氧泥填充不實(shí) 、 進(jìn)油腐蝕等缺陷 。5 試驗(yàn)實(shí)例陽(yáng)光發(fā)電有限責(zé)任公司在 2001年到 2003年 的 1號(hào) 、 2號(hào) 、 3號(hào)發(fā)電機(jī)大修中對(duì)定子繞組絕緣端 部手包絕緣進(jìn)行了表面電位檢測(cè) , 試驗(yàn)采用通水條 件下的正接線方式 , 定子線圈施加直流電壓試驗(yàn)時(shí) , 端部接頭表面電位都合格 , 但引出線并聯(lián)塊 (出線 套管和中性點(diǎn)套管 表面電位均有超標(biāo)部位 。發(fā)電機(jī)有關(guān)參數(shù)如下 。 型號(hào) :QFSN-300-2-20。 容量 :3

12、00MW 。 定子接線 :2-Y 。 :·40·山 西 電 力 2004年第 2期Application of Clearing Air ReheaterAsh to Use Weak Explosion Wave at Liulin Power PlantZHA N G Jun , REN Yan -ming(Liulin Power Plant , Liulin , Shanxi , 033314, China Abstract:The problem o f serious ash of air r ehea ter a t Liulin pow er pla nt

13、is r ev iewed . The principle o f refo rming the soo t blo w sy stem o f air r ehea ter to use wea k ex plo sion wav e technique to clear a sh is raised. Th e ex cellent result is acquired. Som e data a re compar ed and ana ly zed . Key words :air r ehea ter; w eak explosio n wav e; g as r esistance

14、; g as discharg e temper ature(上接第 40頁(yè) 定子電流 :10. 19k A 。 周波 :50Hz 。功率因數(shù) :0. 875/0.8。 絕緣等級(jí) :F 。制造廠 :東方電機(jī)廠 。定子引出線并聯(lián)塊處試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 1。表 1 定子引出線并聯(lián)塊處試驗(yàn)數(shù)據(jù)機(jī)組時(shí)間位置相別 表面電位/V處理后表面 電位 /V1號(hào)發(fā)電機(jī)2001-07出線側(cè)A18000140B 17500960C 170000中性點(diǎn)側(cè)A 1850090B 18000160C 190003802號(hào)發(fā)電機(jī)2002-10出線側(cè)A200001100B 20000500C 100-中性點(diǎn)側(cè)A 20000900B10

15、0-C 1000-3號(hào)發(fā)電機(jī)2003-04出線側(cè)A1880020B 100-C 17800290中性點(diǎn)側(cè)A 1080030B 12500220C100- 試驗(yàn)時(shí)定子回路排水放盡 , 且已吹干無積水 , 試驗(yàn)前三相定子繞組對(duì)地絕緣電阻均在 1000M 以上 (專用水搖表 , 試驗(yàn)采用全波整流后的 20kV 負(fù)極性直流高壓對(duì)定子三相一起加壓 。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分 析如下 。a 1號(hào)發(fā)電機(jī) 6只出線套管上部引出線并聯(lián) 塊表面電位均不合格 ; 2號(hào)發(fā)電機(jī)出線套管 A , B相 , 中性點(diǎn)套管 A 相表面電位值不合格 ; 3號(hào)發(fā)電 機(jī)出線套管 A, C 相 , 中性點(diǎn)套管 A, B 相表面電 位值不合格 ,

16、經(jīng)廠家配合處理后 , 試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格 。b 發(fā)電機(jī)定子繞組勵(lì)側(cè)端部繞組表面電位值 及汽側(cè)端部繞組表面電位值均未超出標(biāo)準(zhǔn)要求 , 試 驗(yàn)合格 。通過本公司 3年來對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組端部電 位外移試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析 , 發(fā)現(xiàn)不合格處都在定子出 線及中性點(diǎn)側(cè)引出線并聯(lián)塊處 , 發(fā)電機(jī)施工工藝差 , 技術(shù)部門質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán) , 造成發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行存在 隱患 。6 結(jié)論發(fā)電機(jī)定子繞組端部表面電位測(cè)量是檢查發(fā)電 機(jī)絕緣缺陷一項(xiàng)新的試驗(yàn)方法 。 本公司在 3次大修 中對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組端部表面電位進(jìn)行了測(cè)量 , 這 種試驗(yàn)方法補(bǔ)充了直流耐壓 、 交流耐壓不足之處 , 更 有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的絕緣局部缺陷 。 由于大修中

17、 發(fā)現(xiàn)了缺陷 , 及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理 , 為機(jī)組安全可靠 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ) , 為設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行創(chuàng) 造了條件 , 使設(shè)備真正得到了健康運(yùn)行的保障 , 提 高了公司的經(jīng)濟(jì)效益 。 在以后的工作中 , 還應(yīng)對(duì)發(fā) 電機(jī)定子繞組端部表面電位試驗(yàn)進(jìn)行更 廣泛的探 索 、 研究 , 把設(shè)備缺陷消除在萌芽狀態(tài) , 真正使設(shè) 備達(dá)到一個(gè)健康水平 。參考文獻(xiàn) :1 李建明 , 朱康 . 高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法 M.2. 北京 :中國(guó)電力出版社 , 2001. 382.2 陳化鋼 . 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù) M .北京 :中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社 , 2001. 140.Generator S tator

18、 Winding End Insulating Surface Potential MeasuringBIA N Zhi -qiang , LI Fen -ming(Shanxi Yangguang Power Generation Responsibility Co . Ltd . , Pingding , Shanxi 045200, C hina Abstract:Insulating po tential surface mea suring on the end par t o f the g enerato r stato r w inding is an effectiv e ex pe rimental methods. In practice, it has been tested that it is scientific and effectiv e, a nd it can actually tell us the local insula ting def