发电机定子绕组击穿后的处理分析.doc

发电机定子绕组击穿后的处理分析发电机定子绕组击穿后的处理分析作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 10:18:54 卢明河南电力试验研究所高压室，河南省郑州市450052 1概述1998年12月20日，对洛阳热电厂改扩建工程1号发电机定子绕组进行直流耐压试验。该发电机由俄罗斯制造，交接试验直流耐压值按照俄方意见为45kV。首先对B相进行耐压试验，A、C相短路接地，当电压升至43kV时，直流高压发生器保护动作，电压突然降至零。然后测量B相绕组绝缘为02M。排除外部出线套管和绝缘套桶造成此种现象的可能后，测量结果仍不变，说明发电机定子B相已被击穿。直流耐压试验时的试验数据见表1。该汽轮发电机的型号为TBM1602，由俄罗斯新西伯利亚电力股份公司制造，额定有功功率160MW，定子额定电压18kV，定子接线Y。发电机定子绕组、定子铁芯均采用变压器油直接冷却。2击穿点的查找21原理在打开发电机定子前先初步确定击穿点的位置，然后打开发电机，解开线棒之间的焊头，判断击穿线棒。（1）直流压降法。对B相绕组通直流，测量B相绕组两端对地电压，如图1所示。由图可知， L1U1L（U1U2） L2U2L（U1U2）式中L1、L2分别表示绕组故障点G距引出线头B、Y的长度，L表示该绕组的总长度。 （2）摇表检测法初步判定故障点位置后，为进一步确定在哪一根线棒上，可将击穿点所在线棒焊开1个焊头，用摇表分别测量B、Y段两端对地绝缘，故障线棒即在对地绝缘较低的一端。22击穿点的实际查找 221初步判断该发电机定子绕组参数为Z42，线圈节距Y17，每极每相槽数q7，极数2p2，每相绕组有线棒28根，其绕组接线见图2。为了能准确判断击穿点的位置，可先后采用3种方法对绕组通直流：用3381型直流电阻测试仪通10A直流；用蓄电池加限流电阻通直流；用电焊机通115A直流。试验数据见表2。根据绕组接线图和试验数据分析，B相绕组共有线棒28根，故障可能发生在4槽下、30槽上或5槽下。故障不能确定的原因是：没有合适的既能满足大电流，又有较好稳流效果的直流电源。后来的检查结果证明第一组数据是准确的。根据该组数据计算： L1=U1L/（U1+U2）=1.828/(1.8+32.2)=1.48。 故障发生在靠近B端的第二根线棒上，即4槽下。这组数据是用3381型直流电阻测试仪测量的。222解体判断 （1）用铜焊机将29槽上线棒汽轮机侧焊头解焊，用500V兆欧表测量的绝缘电阻为：29槽上线棒对地大于200M，4槽下线棒和B相其余棒对地为0.67M。 （2）将4槽下线棒与30槽上线棒在励磁机侧焊头解焊，（用500V兆欧表）测量的绝缘电阻为：29槽上线棒对地绝缘大于200M，4槽下线棒对地0.42M，30槽下线棒和B要其余线棒对地大于200M。 由此，可判断出击穿部位在4槽下线棒。223查出击穿点 将故障线棒4槽下线棒取出，加20A直流，测量线棒两对地电位，见表3。 根据试验数据判断：击穿点在很靠近励端的位置。经查找，发现击穿点位于距励端1 120 mm处的宽面，击穿点直径约为07 mm，击穿点位置半导体防晕层有破损，呈三角形，其3边长分别为4mm、6mm和7mm，击穿点位于三角形的A点（如图3所示），且有3道划痕。线棒的主绝缘结构：经换位编织热压固化成型后的线棒，首先半叠1层半导体带，然后在线棒的下窄面中央巾1层宽为6mm的铝箔带，铝箔带每500mm长有一长约40mm的断口，以改善电场的颁，再半叠包14层绝缘带，最后再包1层防晕带。三角形破损区及划痕形成对半导体防晕层的贯穿性损伤，但对其内部纸绝缘破坏不大。 3 击穿原因分析 经分析认定，该发电机直流耐压击穿是由于定子绕组线棒绝缘缺陷造成的。主要原因如下：（1）该发电机出厂试验不合格 由出厂直流耐压试验数据（表4）可见，当直流耐压45 kV时，A、B、C三相泄漏电流分别为30A、70A、63A，B、C相间差为40A，B相为A相的233倍，C、A相间差为33A，C相为A相的21倍。按国标电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB5015091规定：（发电机定子）各相泄漏电流的差别不应大于最小值的50。由此可见，该发电机属于不合格产品。 （2）出厂耐压试验标准太低出厂耐压试验电压应比交接试验电压高。一般交接试验耐压值应为出厂试验值的08倍。根据俄罗斯的电气设备试验规程规定，其交接试验时直流试验电压应为 128（2UN3）128（218 kV3 kV）4992 kV因此出厂试验电压应为4992kV08624 kV。如果按照我国标准，其出厂试验直流电压应为35 UN63 kV。俄方出厂耐压直流仅45 kV，可见标准太低。（3）从发电机解体检查结果可知：击穿点位于破损三角区的顶点A处，这说明发电机4号下线棒在制造过程中受机械外力的作用后，绝缘防晕层形成一个三角形的破损区，区域的绝缘受到一定影响，这是造成绕组直流耐压试验击穿的一个原因。4定子绕组的修理过程41修理过程（1）抽转子，断开发电机与汽轮机相联的背靠轮，拆掉给水装置、励磁碳刷架和轴瓦座，将定子内的油放出。（2）拆下发电机端盖，抽出隔离定子油与转子的环氧隔离套筒，线棒头解焊，线槽退楔，取下线棒在额前部分的固定件。抬出压在击穿线棒上的所有线棒后将被击穿线棒抬出，换上新线棒，回装线棒，线槽入楔，将线棒连上额前部分，焊接线棒头。（3）发电机定子安装复位（穿隔离环氧套筒，转子穿膛，上端盖），定子线圈与出线套管连接，定子升温，干燥处理，合格后定子注油。42解焊和焊接方法首先应将需解焊和焊接的线棒用压缩空气喷吹，吹去变压器油，需加热外表面部位和接头用溶剂清洗（去油），然后接头的加热部位用罩子覆盖，线棒的加热区附近部位用湿的石棉布包裹。加热时，罩子及线棒用惰性气体（如氮气）喷吹。接头在焊剂熔融时停止加热，线棒头用棒拨开数厘米。在焊接时向被焊端头施加压力，当焊剂熔融时，接