發(fā)電機(jī)定子線圈干燥處理

李今哲

(吉林兩江水力發(fā)電股份有限公司，吉林 安圖 133611)

吉林兩江水力發(fā)電股份有限公司總裝機(jī)容量為3×20 MW，水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF20-20/4250，額定電壓10.5 kV，額定電流1294 A，額定轉(zhuǎn)數(shù)300 r/min，冷卻方式為密封自循環(huán)空氣冷卻。2001年3臺(tái)發(fā)電機(jī)相繼投入系統(tǒng)運(yùn)行。2013年8月16日，3臺(tái)發(fā)電機(jī)組因洪水淹沒(méi)而退出運(yùn)行。為了盡快恢復(fù)機(jī)組發(fā)電，對(duì)3臺(tái)發(fā)電機(jī)定子線圈進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)干燥處理。

1 干燥前準(zhǔn)備工作

根據(jù)發(fā)電機(jī)定子額定電流的大小選擇直流電焊機(jī)輸出電流，通入定子線圈的電流應(yīng)不超過(guò)發(fā)電機(jī)定子額定電流(1294 A)的40%。

對(duì)定子線圈端部絕緣采用紅外線燈泡進(jìn)行干燥。根據(jù)定子線圈手包絕緣受潮情況選用40個(gè)250 W紅外線燈泡，采用固定支架在上、下部位各安裝20個(gè)。紅外線燈泡與定子線圈手包絕緣之間的距離為35～40 cm。為了便于控制溫度，10個(gè)為1組共計(jì)為4組，用4路電源和4個(gè)空氣開(kāi)關(guān)控制。

由于水輪發(fā)電機(jī)定子直徑較大，容易散熱，在定子線圈干燥時(shí)，定子線圈和定子鐵心之間存在溫差。在發(fā)電機(jī)定子4個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)內(nèi)安裝8臺(tái)5 kW電熱器，用4臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)(4路電源)將干燥熱空氣送入定子膛內(nèi)。為了便于控制溫度，將8臺(tái)電熱器分為2組，并用4路電源和4個(gè)空氣開(kāi)關(guān)控制。采取封閉措施防止電熱器的溫度擴(kuò)散和冷風(fēng)進(jìn)入，及時(shí)檢查防止干燥過(guò)程中發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象。

在發(fā)電機(jī)本體外適當(dāng)位置安裝2支酒精溫度計(jì)，檢測(cè)環(huán)境溫度;用紅外熱線點(diǎn)溫計(jì)或紅外熱像儀，測(cè)量各部溫度;準(zhǔn)備一塊0～600 A、75 mV分流器或0～600 A直流鉗型電流表，測(cè)量直流電焊機(jī)輸出電流，并對(duì)定子線圈干燥過(guò)程進(jìn)行記錄。

2 干燥溫度控制

采用直流銅損法(外加直流電焊機(jī))對(duì)定子線圈進(jìn)行干燥，接線為:將定子線圈A相尾與B相頭、B相尾與C相頭用75 mm2焊把線串聯(lián)起來(lái)，將A相頭和C相尾接到電焊機(jī)(ZX7-630MIGBT)輸出端，電焊機(jī)輸入端經(jīng)空氣開(kāi)關(guān)接到380 V電源。有條件時(shí)，在電焊機(jī)輸出一端串入一塊0～600 A、75 mV分流器，監(jiān)測(cè)電焊機(jī)輸出電流。

干燥處理前，記錄數(shù)字顯示裝置上顯示的各點(diǎn)(12點(diǎn))溫度，即定子線圈和鐵心最高和最低點(diǎn)溫度、環(huán)境溫度等作為發(fā)電機(jī)定子線圈干燥前溫度的原始數(shù)據(jù)。加溫干燥時(shí)應(yīng)緩慢調(diào)整電焊機(jī)輸出電流，升溫速度應(yīng)控制在不超過(guò)3～5℃/h，使定子線圈從室溫升至到80℃(最高不應(yīng)超過(guò)85℃);同時(shí)合上4組紅外線燈泡空氣開(kāi)關(guān)，并用紅外線點(diǎn)溫計(jì)或紅外線熱像儀檢測(cè)定子線圈端部手包絕緣部位溫度是否均勻。如果某一點(diǎn)溫度偏高或偏低，應(yīng)調(diào)整紅外線燈泡與端部手包絕緣之間的距離，確保其各部位受熱均勻;當(dāng)定子線圈溫度加熱到50℃左右時(shí)，合上4組電熱器和4臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)電源開(kāi)關(guān)，檢查電熱器和軸流風(fēng)機(jī)工作是否正常，并用紅外線點(diǎn)溫計(jì)或紅外線熱像儀檢測(cè)溫度是否均勻。

每隔1 h記錄1次定子線圈和鐵心最高及最低溫度(數(shù)字溫度顯示裝置顯示)、環(huán)境溫度和電焊機(jī)的輸出電流;每隔4 h測(cè)量一次定子線圈和鐵心溫度，并與數(shù)字溫度顯示裝置顯示的溫度進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)溫度有偏差，查明原因及時(shí)處理。定子線圈最高溫度升至80℃，穩(wěn)定72 h后測(cè)量三相定子線圈絕緣電阻和吸收比，當(dāng)三相定子線圈絕緣電阻和吸收比在4 h內(nèi)無(wú)明顯變化，且滿足DL/T 596—2005《電力設(shè)備預(yù)防性規(guī)程》要求時(shí)，開(kāi)始降溫;逐步減小電焊機(jī)的輸出電流，降溫速度控制在不超過(guò)5℃/h，溫度降到60℃，斷開(kāi)紅外線燈泡所有電源開(kāi)關(guān);當(dāng)溫度降到50℃左右時(shí)，斷開(kāi)4組電熱器和4臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)電源;溫度降到室溫后再次進(jìn)行測(cè)量。如達(dá)不到，重復(fù)上述步驟重新進(jìn)行加溫干燥。

3 絕緣電阻及吸收比測(cè)量

干燥處理前用2500 V電動(dòng)絕緣電阻表分別測(cè)量定子線圈各相絕緣電阻及吸收比，并將頭尾連接，作好記錄;同時(shí)記錄發(fā)電機(jī)定子線圈、鐵心、膛內(nèi)各部溫度、作為干燥前發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣原始數(shù)據(jù)。

當(dāng)定子線圈最高溫度升至80℃時(shí)，穩(wěn)定72 h后開(kāi)始測(cè)量三相定子線圈絕緣電阻和吸收比。測(cè)量時(shí)將電焊機(jī)的輸出電流降到零，斷開(kāi)電焊機(jī)空氣開(kāi)關(guān)，打開(kāi)定子線圈的連接線，并記錄A、B、C三相定子線圈絕緣電阻和吸收比值及環(huán)境溫度，測(cè)量后立即恢復(fù)加熱方式，每隔24 h進(jìn)行1次測(cè)量。

如4 h內(nèi)無(wú)明顯變化，且滿足DL/T 596—2005要求時(shí)，停止加熱;溫度每降10℃時(shí)，測(cè)量三相定子線圈絕緣電阻和吸收比，觀察三相定子線圈絕緣電阻的上升趨勢(shì)。出現(xiàn)三相定子線圈絕緣電阻不平衡(某一相絕緣電阻上升較慢)或某一相吸收比不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，在排除定子線圈絕緣缺陷的條件下，說(shuō)明定子線圈受潮缺陷沒(méi)有消除，應(yīng)重復(fù)上述干燥過(guò)程操作;在室溫狀態(tài)下，當(dāng)A、B、C三相定子線圈絕緣電阻和吸收比均滿足DL/T 596—2005要求時(shí)，干燥處理可以結(jié)束。

4 干燥前后對(duì)比

4.1 干燥前絕緣電阻、吸收比測(cè)量

1號(hào)發(fā)電機(jī)定子線圈干燥前，30℃時(shí)三相定子線圈絕緣電阻和和吸收比測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 定子線圈絕緣電阻、吸收比測(cè)量結(jié)果

表1測(cè)量結(jié)果表明，60 s時(shí)三相定子線圈絕緣電阻值從高到低的排序分別為A、C、B相，而且絕緣電阻絕對(duì)值也比較低，且三相絕緣電阻值相差236%，吸收比最大為1.25，各相絕緣電阻值和吸收比不滿足DL/T 596—2005要求，說(shuō)明浸水后1號(hào)發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣受潮嚴(yán)重。

4.2 干燥后20℃時(shí)絕緣電阻、吸收比測(cè)量

干燥后三相定子線圈溫度冷卻至20℃時(shí)電阻和吸收比測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 干燥后定子線圈絕緣電阻、吸收比測(cè)量結(jié)果

表2測(cè)量結(jié)果表明:三相定子線圈絕緣電阻值從高到低的排序依然為A、C、B相，B相最低。

60 s時(shí)定子線圈三相絕緣電阻值相差26.1%，吸收比最大為2.70，各項(xiàng)絕緣電阻的差值和吸收比均滿足DL/T 596—2005要求，確定1號(hào)發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣受潮缺陷已經(jīng)消除。

5 結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)浸水發(fā)電機(jī)定子線圈進(jìn)行加溫干燥時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制升溫速度使定子線圈加熱均勻，通過(guò)測(cè)量發(fā)電機(jī)定子線圈各項(xiàng)絕緣電阻的差值和吸收比確定干燥效果。采用本文的方法對(duì)3臺(tái)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行干燥處理后，2014年1月，3臺(tái)發(fā)電機(jī)組先后投入運(yùn)行，到目前為止機(jī)組運(yùn)行正常。