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汽轮发电机组定子绝缘问题的分析和讨论

发布时间：2010/12/30 阅读次数：1527 字体大小: 【小】【中】【大】

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我国普遍采用水-氢-氢冷却方式对大型发电机组进行冷却,定子采用水内冷的方式;转子采用氢内冷;钉子铁心采用氢冷的方式。为了防止发电机内漏出或外界空气进入发电机内部而采用密封油系统。定子冷却水系统用于冷却发电机定子绕组;氢系统用于冷却发电机转子绕组及定子铁心。然而,对于定子出水汇流管直接接地型发电机,在通水后测量定子绕组绝缘电阻存在一定困难。国内测量水冷绕组的绝缘电阻一般采用专用摇表测量或吹干水测量,但该专用摇表仅适用于定子水路不直接接地系统,而定子绕组通水,将很难将水吹干净。本文就汽轮发电机组定子绝缘问题进行分析。

　　1发电机定子线圈结构

　　以东方电机股份有限公司生产的QSFN-600-2-22A型发电机为例。600MW汽轮发电机额定电压22kV,定子绕组由84根条式线圈组合而成,上下层各42根。发电机定子线圈空实心绕组共56根。分成4排组成半匝式条式定子线圈。4排空实心绕组线分为两组,每组由两排绕组线编合而成。每排绕组线由7根空心铜线和7根实心铜线搭配组成。

　　定子线圈主绝缘用特制的F级粉云母带5440-1连续绕包后模压固化成型。槽部单边绝缘厚度为6.19mm(包括防晕层),端部单边绝缘厚度为4.75mm。采用一次成型防晕处理结构。水接头采用新型的水盒式结构形式,定子线圈4排绕组线全部焊接在水接头的盒体内。该型号的发电机定子水路采用焊接密闭结构。线圈水路的组成:水电盒水接头、连接铜管、铜三通、绝缘引水a管、汇流管。

　　氢气控制系统是对机内氢气的压力和纯度进行测量、监视和控制的作用。其作用包括:保持机内氢气压力,进行气体置换,显示机内氢气压力、机内氢气纯度和机内是否漏油漏水,保持氢气干燥等。其中循环风机主要用于氢冷发电机冷凝式氢气去湿装置的除湿系统。

　　2发电机定子绝缘电阻低分析

　　在发电机多次起机过程中,均出现发电机定子绝缘数值低,达不到起机要求,导致无法起机。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。国内测量水冷绕组的绝缘电阻一般采用吹干水测量或采用专用摇表测量,但该摇表仅适用于定子水路不直接接地系统,按日立公司的技术规范,定子绕组绝缘电阻在定子绕组正常通水冷却水的状态下,用普通摇表测量,故绝缘电阻不可能有 IEC标准要求的那么高,日立公司的判断是,只要所测量到的绝缘电阻接近按测量时定子冷却水导电率换算的绝缘引水管中水的电阻值即可。

　　在转子未通水情况下要求:定子绕组绝缘在干燥状态接近工作温度时,用2500V兆欧表测量,其值不低于3MΩ;在转子通水情况下要求:用2500V普通兆欧表测量,其值不低于1MΩ。

　　发电机通水情况下出厂试验结果:

　　结合发电机绝缘电阻测量方法及定子绝缘结构方面对定子出水汇流管直接接地型发电机定子绝缘进行分析认为绝缘情况会受到定子线棒间绝缘情况,定子线棒对地绝缘情况以及定子冷却水的水质等三个方面的影响。

　　定子线棒间及定子线棒对地的绝缘又与制造质量、机内气体的湿度有关,定子冷却水水质(主要是电导率)对绝缘情况有影响。

　　由于氢气循环系统和定子冷却水系统均属于密闭式循环系统,且全部在厂房内,因此在通氢、通水情况下,环境温度、湿度对绝缘测量影响不大。

　　在多次起机过程中,经过对发电机绝缘问题的分析与处理,得到结论:定子绝缘电阻低,并不是没有绝缘,若没有绝缘则说明定子线棒间或定子内部有对地有短路,需要检查处理。而绝缘电阻低,通常晴况下是内部受潮,水质不合格等原因引起。

　　3发电机定子绝缘电阻低处理措施

　　针对东方电机生产的QSFN-600-2-22A型水氢氢冷却型发电机绝缘电阻低问题,可以采用如下办法:

　　1)定子冷却水在发电机外部进行机外循环,通过离子交换器的处理,改善定冷水水质,定期检测定冷水水质直到电导率低于 0.5μS/cm,PH值在(7~8)之间,Cu离子含量保持在40μg/L以下。2)在定子冷却水符合标准要求后,通入发电机内部进行机内循环。同时逐步投入定子冷却水加热器,将定子冷却水温度逐步提升。每升高5℃将运行状况保持4h,以驱赶机内线棒间的潮气。3)在通入定冷水的同时开启氢气系统的循环风机,氢气干燥装置,以使氢气较快的进行循环,并且得到干燥,从而得到干燥发电机内部铁心的目的。4)当定子冷却水温度达到一定温度后,保持运行六小时左右,然后退出所有的定子冷水电加热器。继续运行至定子冷却水温度恢复到正常运行温度。

　　这时的发电机内部潮气,定子冷却水的水质,机内氢气的湿度均处于良好状态。定子绝缘通常会满足要求,也同时把起机前发电机氢、油、水及相关设备的准备工作全部完成,可以进行起机。

　　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。也需要多方人员同时开展工作,相互协调,相互监护。

　　总之,发电机绝缘监督是发电机运行维护中的重要因素。因此对发电机绝缘问题要引起足够的重视,且采取正确的处理措施,分析问题的原因所在,及时解决问题,以节约时间,保证发电机的稳定,消除隐患。

　　参考文献

　　[1]陈琨.MS6001型燃气轮发电机组发电机转子绝缘电阻低的分析及修复[J].发电设备,2007,4(03):93.

　　[2]徐建兵.4H5674/2型发电机定子线棒绝缘击穿的诊断及抢修[J].福建电力与电工,2008,13(01):74.

　　[3]杨瀚.定子线圈检查方法和检查记录的改进[J].东方电机,2007,24(06):123-124.

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