格式發(fā)電機(jī)起暈試驗和現(xiàn)場防暈處理

1、發(fā)電機(jī)起暈試驗和現(xiàn)場防暈處理2007 年第 6 期浙江電力ZHEJIANGELECTRICPOWER55:經(jīng)驗交流 :.-. 發(fā)電機(jī)起暈試驗和現(xiàn)場防暈處理CoronaInceptionVoltageTestandCoronaRepairingMethodforGenerator趙李江(浙江省火電建設(shè)公司 ,浙江杭州 310016) 摘要:針對某型汽輪發(fā)電機(jī)連續(xù)發(fā)生端部電暈引起發(fā)電機(jī)線棒絕緣損 壞事故 ,詳細(xì)介紹了大型發(fā)電機(jī)起暈試驗條件和方法 ,現(xiàn)場端部起暈點的處理及處理中注意問題 簡單分析了電暈的形成原因,提出了同類機(jī)組交流耐壓時應(yīng)注意的問題 .關(guān)鍵詞:發(fā)電機(jī) ;端部;電暈;絕緣;交流耐壓中

2、圖 分 類 號 :TM311 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識 碼 :B 文 章號:10071881(2007)05005503,并發(fā)電機(jī)作為電廠的核心設(shè)備 ,其重要性 不言而喻 .由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,故障的種類也多 種多樣 ,電暈引起發(fā)電機(jī)線棒絕緣損壞就是 其中較為嚴(yán)重的一種 .而在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 中,水氫氫冷發(fā)電機(jī)組在交接和預(yù)試中一般 不進(jìn)行起暈試驗 ,出廠試驗中也未作具體規(guī) 定 ,因此此類缺陷難以發(fā)現(xiàn) .某公司制造的 QFSN 6002YHG 型汽輪發(fā)電機(jī)就曾連續(xù)發(fā) 生端部電暈引起發(fā)電機(jī)線棒絕緣損壞 . 為此對新建同類機(jī)組進(jìn)行了現(xiàn)場起暈試 驗,并介紹了發(fā)電機(jī)端部起暈電壓偏低時的 處理方法 .1 端部電暈的起因和

3、防止某電廠發(fā)電機(jī)額定功率 600MW,定子額 定電壓 20kV,采用水氫氫冷卻方式，自并勵 靜止勵磁系統(tǒng) .對發(fā)電機(jī)進(jìn)行例行檢查時發(fā)現(xiàn) ,2 號發(fā)電 機(jī)端部 2 根線棒外絕緣有局部炭化現(xiàn)象 .有 關(guān)專家對絕緣損壞情況進(jìn)行分析研究 ,一致 認(rèn)為線棒外絕緣的局部炭化是由端部電暈引 起.為防止這類故障的再次發(fā)生 ,對正在施 工的 3 號機(jī)組發(fā)電機(jī)進(jìn)行端部整機(jī)起暈試驗并作相應(yīng)的防暈處理 . 定子線圈端部的電容電流在流經(jīng)絕緣表 面向鐵心方向是遞增的 ,因此出槽口處絕緣 表面的電壓降最大 ,軸向場強(qiáng)也最高 ,按電 容鏈電路計算（等效電路圖見圖 1）E為：E J:o:aUo/_ 式中:=,線棒對地電壓 ,k

4、V.圖 1 端部防暈層阻容鏈 當(dāng)局部場強(qiáng)達(dá)到一定數(shù)值 （臨界場強(qiáng) ） 時,氣體發(fā)生局部電離 （輝光放電 ）,在電離 處出現(xiàn)藍(lán)色熒光 ,這是一種電暈現(xiàn)象 ,它產(chǎn)56 浙江電力 2007 年第 6 期 生的熱效應(yīng)和臭氧 ,氮的氧化物等均對發(fā)電 機(jī)定子線棒的表面絕緣產(chǎn)生破壞作用 ,嚴(yán)重 時使其碳化 . 對端部出槽口處一般采用恒電阻率 （一級 或二級 ）或非線性電阻率 （碳化硅）防暈層,可 使出槽口處電暈均勻化 ,即依次由低阻防暈 帶 ,中阻防暈帶 ,高阻防暈帶構(gòu)成表面防暈 結(jié)構(gòu).端部異相間及固定件間電暈可采用耐 電暈的適形材料 ,填塞各固定件間 (隔相間 ) 的間隙.QFSN 6002YHG 型汽輪

5、發(fā)電機(jī)采 用恒電阻率防暈 (見圖 1).地腳組調(diào)壓器 圖 2 定子繞組加壓試驗原理圖2 起暈試驗 發(fā)電機(jī)定子整機(jī)起暈試驗前必須具備下 列條件:(1) 發(fā)電機(jī)定子清潔 ,干燥,未結(jié)露;(2) 發(fā)電機(jī)未充氫 ;(3) 電流互感器和測溫元件的二次線或端 子短接接地 ;(4) 絕緣電阻和吸收比測試合格 ;(5) 發(fā)電機(jī)外殼可靠接地 ;(6) 定子冷卻水循環(huán)并流量穩(wěn)定 ;(7) 定子冷卻水導(dǎo)電率小于 0.5s/cm;(8) 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子抽出 ,并在定子繞組勵端 和汽端均搭設(shè)遮光棚 ,用于觀察電暈 ;(9) 準(zhǔn)備紅外線成像儀或紅外線點射儀 . 定子繞組加壓試驗接線如圖2 所示 ,分 相進(jìn)行試驗 ,試驗時被試

6、繞組首尾短接 ,非 被試?yán)@組短接接地 .試驗電壓在 10kV 以 上,以每 1kV 停留 10S 的速率上升 ,并在每 階段觀察電暈 ,所加電壓建議不超過 22kV. 按發(fā)電機(jī)整相對地電容量估算電容電流 為:,c=2rfCU=2zrf 0.227X0 一 X22X103=1.6A. 采用電抗器對電容電流進(jìn)行補(bǔ) 償,電抗器由 2 臺 50kV,95H 電感量固定的 電抗器和 1 臺 50kV,1703000H 可調(diào)電抗 器并聯(lián)組成 .控制箱設(shè)過流速斷保護(hù)裝置 .球隙過電壓保護(hù)取 1.15 倍,球隙放電電壓= 1.15 老 226kV.試驗中在較低的試驗 電壓下調(diào)節(jié)可調(diào)電抗器的電感量 ,使回路處

7、于并聯(lián)諧振狀態(tài) ,即流過試驗變壓器一次繞 組的電流為阻性電流 .第一次起暈試驗數(shù)據(jù)見表 1,發(fā)電機(jī)定子 端部各相起暈電壓偏低 .表 13 號發(fā)電機(jī)（防暈處理前 ）起暈試驗部分?jǐn)?shù)據(jù) 注:環(huán)境溫度 15C，環(huán)境濕度 70%.3 起暈電壓偏低的處理方法 定子兩側(cè)端部綁帶去除毛刺和絲狀物 , 用儀用壓縮空氣吹去上下層間隙浮塵 .上層 線圈表面及兩側(cè) ,綁環(huán)等處用白布蘸酒精或丙酮等進(jìn)行表面清潔 .清潔后用定子冷卻水加熱定子線圈至 75i5C保溫 36h,冷卻到50cC.按第 2 節(jié)的要求進(jìn)行起暈試驗 .如有光亮 點,作記號.用 1801 漆加云母粉加玻璃絲填 塞隔相及相鄰區(qū)域的間隙 .光亮點用 1801

8、 漆 涂刷 .如起暈點在隔相處 ,處理前需烘焙 .處理完起暈點后再將定子升溫到 75 去 cC,保溫 24h 后冷卻到 50cC,以提高干燥效果兩 端重新噴覆蓋漆 ,干燥 2h后,端部再回?zé)岬?75 去C保溫 12h,冷卻到 40C.在發(fā)電機(jī)端部起暈點處理過程中必須注 意以下幾點 :2007 年第 6 期趙李江:發(fā)電機(jī)起暈試驗和現(xiàn)場防暈處理(1) 發(fā)電機(jī)定子用定子冷卻水加熱 ,當(dāng)定 子冷卻水系統(tǒng)自帶蒸汽加熱系統(tǒng)和蒸汽系統(tǒng)無法投入時，可用 100kW 電加熱(可分 5 組 投入)裝于水箱 ,保證加熱時水系統(tǒng)出口水溫 能達(dá)到 90C左右.(2) 定子冷卻水管道加保溫層 .需制作發(fā) 電機(jī)汽勵二端木制

9、大封板 (帶門),用于保溫.(3) 發(fā)電機(jī)汽 ,勵兩端上下左右布置臨時 測溫元件并接至溫度顯示器 ,把層間 ,鐵心 各 4 支測溫元件 ( 發(fā)電機(jī)機(jī)內(nèi)原有 )接到溫度(4) 定子降溫時用降低定子冷卻水溫度的 方法,因此定子冷卻水系統(tǒng)冷卻器應(yīng)能保證 投入使用 .(5) 在整個升溫 ,降溫過程中 ,升溫 ,降 溫速度按廠家規(guī)定進(jìn)行 ,一般不大于 10K/ h,并且端部上下左右 4 只 i 貝 0 溫元件的平均溫 度與定子鐵心的平均溫度溫差不大于 15K.574 處理后起暈和交流耐壓試驗 發(fā)電機(jī)端部經(jīng)上述處理后 ,再次進(jìn)行起暈試驗 ,試驗標(biāo)準(zhǔn)定為 :起暈試驗以 20kV 以內(nèi)不允許產(chǎn)生起暈點 ,22

10、kV 允許個別光亮 點產(chǎn)生,32.25kV 交流耐壓試驗后，線圈可 見表面處不能有灼傷痕跡 .試驗中 ,當(dāng)試驗 電壓升至 20kV 時發(fā)現(xiàn)了多點起暈點 ,較處 理前改善不多 ,初步分析為烘干時間太短 (16 h),發(fā)電機(jī)端部絕緣覆蓋漆未完全固化.發(fā) 電機(jī)繼續(xù)通熱水烘干后 ,試驗基本滿意 (試驗 數(shù)據(jù)見表 2).可見發(fā)電機(jī)端部絕緣材料的固 化程度也是導(dǎo)致發(fā)電機(jī)起暈電壓偏低的原因 之一 ,因此在起暈試驗前 ,發(fā)電機(jī)的絕緣材 料應(yīng)完全固化 ,以免引起試驗結(jié)果誤判 .5 結(jié)論 從上述試驗數(shù)據(jù)分析 ,此次發(fā)電機(jī)現(xiàn)場 端部防暈處理是比較成功的 .對于轉(zhuǎn)子氫冷 發(fā)電機(jī) ,在一定氫壓下 ,其起暈電壓比空氣 中

11、常壓下高 ,但氫冷發(fā)電機(jī)的絕緣試驗往往 在不充氫的情況下進(jìn)行 ,另外發(fā)電機(jī)在現(xiàn)場般不進(jìn)行起暈試驗 ,因此在發(fā)電機(jī)交流耐表 2 某 3 號發(fā)電機(jī) ( 防暈處理后 ) 起暈試驗部分?jǐn)?shù)據(jù) 壓時應(yīng)該特別注意以下幾點 ,以便及早發(fā)現(xiàn) 問題:(1)當(dāng)交流耐壓以并聯(lián)諧振的方式進(jìn)行 時 ,應(yīng)重點關(guān)注試驗中的阻性電流值 ,在升 壓過程中阻性電流不得有突然升高或超出常 規(guī)現(xiàn)象.(2)當(dāng)交流耐壓以串聯(lián)諧振進(jìn)行時 ,應(yīng)重 點關(guān)注升壓過程中的控制箱的功率輸出 ,功 率輸出與試驗電壓上升比例不得嚴(yán)重失衡 .當(dāng)以上兩點情況出現(xiàn)時 ,應(yīng)對發(fā)電機(jī)進(jìn) 行仔細(xì)檢查 ,2 號發(fā)電機(jī)發(fā)現(xiàn)電暈嚴(yán)重就是由 于阻性電流不正常變化而發(fā)現(xiàn)的 ,當(dāng)時試驗 電壓升至 25kV 后,阻性電流快速上升 ,當(dāng)電 壓升至 3