一種發(fā)電機定子繞組通流試驗的新方法

王新紅，王彥輝，司昌健，宋 濤，任志群，王成申

（1.國電吉林龍華長春熱電一廠，長春 130114；2.國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學研究院，長春 130021）

以往查找發(fā)電機定子繞組接頭接觸不良和過熱都是采用直流電焊機對定子繞組通入直流電流，用紅外熱像儀查找。由于目前運行的機組容量較大，通流試驗所需直流電流若是由直流電焊機提供，需要的直流電焊機數(shù)量較多，試驗接線復雜，調(diào)整及控制電焊機的輸出電流都不方便。2013年國電吉林龍華長春熱電一廠2號發(fā)電機在機組A 級檢修期間進行定子繞組直流電阻試驗時，相差最小值為1.16%（75℃），與發(fā)電機出廠試驗報告中三相直流電阻相差最小值0.52%相比增加較大。為了進一步查找發(fā)電機定子繞組所有接頭是否存在焊接質(zhì)量和接觸不良及過熱等現(xiàn)象，采用本機勵磁調(diào)節(jié)器的輸出電流對發(fā)電機定子繞組通入2 600 A 直流電流，使定子繞組的最高溫度達到45℃左右，再利用紅外線熱成像儀檢查發(fā)電機定子繞組所有接頭，確定是否存在接觸不良及過熱現(xiàn)象，并用紅外線熱成像儀分析軟件進行圖譜分析，發(fā)現(xiàn)定子繞組A、C 相弓形引線和B 相中性點引出線接頭均存在不同程度接觸不良現(xiàn)象。

1 試驗準備

2號發(fā)電機型號QFSN－350－2，額定容量350 MW，額定電壓20kV，額定電流11 887A。勵磁變壓器（以下簡稱勵磁變）型號ZLSCB－3500／20，容量3 500kVA，一次電壓20kV，二次電壓760V，一次電流101A，二次電流2 659A，該機組于2012年1月投產(chǎn)。

當勵磁變輸入6kV 電壓時，其二次電壓應為228V，計算出勵磁調(diào)節(jié)器的輸出電流為2 600A，滿足勵磁調(diào)節(jié)器額定電壓工作要求。

拆開2號機勵磁變高壓側引線軟連接，用絕緣板做好隔離措施，拆開發(fā)電機出口和中性點的引出線（軟連接）及勵磁調(diào)節(jié)器至發(fā)電機轉子集電環(huán)下方的直流母線，將勵磁調(diào)節(jié)器輸出電源從發(fā)電機集電環(huán)罩下方勵磁引出，用8根120mm2電纜與發(fā)電機三相定子繞組首、尾串聯(lián)接到發(fā)電機定子繞組A 相頭和C 相尾上。用YJV－10－3×120mm2電纜將勵磁變高壓側與2號機6kV 母線室內(nèi)備用開關下端口連接，作為勵磁變試驗用6kV 電源，并投入備用開關保護（采用臨時定值）。將2 號發(fā)－變組保護內(nèi)勵磁變保護及對應的跳閘壓板投入，作為試驗期間勵磁變的保護，測量電纜、勵磁變一次回路絕緣良好，檢查勵磁變電流互感器二次回路無開路。

2 定子繞組通流試驗步驟

a.測量臨時電源電纜和開關絕緣電阻合格，檢查滅磁開關在分閘位置、整流柜交直流刀閘在分閘位置、整流柜脈沖把手在切除位置。

b.在勵磁變受電前，合上調(diào)節(jié)器柜內(nèi)正上方的供電交流電源開關和供電直流電源開關，合裝置的脈沖電源插件、裝置電源插件面板上的電源開關，檢查勵磁調(diào)節(jié)裝置處于等待狀態(tài)，此時裝置面板上“運行”指示燈閃爍，閉鎖觸發(fā)脈沖輸出，持續(xù)檢測輸入控制命令是否滿足投勵條件。裝置面板上指示燈在各通道中至少有一個主從燈亮，其余主從燈滅；CAN1燈亮；CAN2燈亮；告警燈熄滅；故障燈熄滅；限制燈熄滅；在主畫面，沒有故障動作報文。

c.將6kV 母線室內(nèi)通流試驗開關合閘，勵磁變受電后，檢查勵磁調(diào)節(jié)裝置，模擬量測量里可控硅電源值是否與6kV 電壓經(jīng)過勵磁變降壓后的低壓側理論值相符，再檢查頻率測量里的同步電壓三相相差是否均為120°，頻率是否為50 Hz，相序是否為869，同步電壓幅值、相序、頻率確認無誤后，就地合上滅磁開關、整流柜交直流刀閘，整流柜脈沖把手打到投入位，檢查各部位有無異?，F(xiàn)象。

d.將勵磁調(diào)節(jié)器控制方式選為“就地”，操作方式選為“勵磁電流閉環(huán)調(diào)節(jié)”。勵磁電流閉環(huán)調(diào)節(jié)方式以發(fā)電機勵磁電流作為調(diào)節(jié)變量。投入勵磁升壓方式為手動零起升壓，控制速度為3.3ms。勵磁調(diào)節(jié)裝置增磁及減磁操作采用脈寬式操作方式。增磁及減磁速度與操作脈沖的寬度和整定速度定值相關，在同一個增減速整定值下，在有效脈寬范圍內(nèi)（小于10s，大于40 ms），脈寬越長，增磁及減磁的幅度越大。

e.在調(diào)節(jié)器屏緩慢提升發(fā)電機定子電流（即勵磁調(diào)節(jié)器輸出電流），注意觀察勵磁電流、勵磁電壓等參數(shù)有無明顯變化。當勵磁電流提升至200 A時，檢查勵磁調(diào)節(jié)器、發(fā)電機及勵磁變本體等部位有無異?，F(xiàn)象，確認所有設備無異常后，將勵磁電流提升至2 600A，穩(wěn)定2h后用紅外線熱成像儀對定子繞組所有接頭進行溫度檢查，在溫度較高的部位進行圖片拍攝。

f.發(fā)電機定子繞組通流試驗結束后，操作調(diào)節(jié)器柜上的“就地逆變”把手，調(diào)節(jié)器發(fā)出逆變脈沖，將發(fā)電機電壓降至零，勵磁調(diào)節(jié)裝置回到初始設置狀態(tài)，裝置面板上“運行”指示燈閃爍，恢復到勵磁變受電前。

3 試驗結果判斷

勵磁調(diào)節(jié)器輸出電流對2號發(fā)電機定子繞組通入電流為2 600A，占定子額定電流的21.9%，通流時間2h穩(wěn)定后，利用紅外線熱成像儀檢查定子繞組各接頭溫度時發(fā)現(xiàn)，定子繞組溫度由28℃升到最高溫度44.8℃，溫升為16.8K。其中上、下層定子繞組各接頭溫度一般30℃，溫升為2K，說明上、下層定子繞組各接頭焊接質(zhì)量較好，不存在接觸不良現(xiàn)象。利用紅外線分析軟件進行圖譜分析所獲取各部位的最大值、最小值、平均值溫度，結合A、B、C三相定子繞組各引線的位置，采用最高（最大值）溫度進行橫向比較，用紅外線熱成像儀測得的三相定子繞組及其各相中性點的弓形引線、引出線最高溫度值見表1。

表1 三相定子繞組弓形引線和中性點弓形引線、引出線和中性點引出線最高溫度值 ℃

通過分析判斷：A 相中性點弓形引線最高溫度與B相中性點弓形引線最高溫度差為2.1℃，說明三相定子繞組中性點弓形引線接頭部位接觸良好；A、C相弓形引線最高溫度與B 相弓形引出線最高溫度差分別為5.5℃和7.1℃，說明A、C相弓形引線接頭部位接觸不良；B 相中性點引出線與A 相中性點引出線最高溫度差為3.3℃，說明B 相中性點引出線接頭部位也存在接觸不良；A 相與B 相引出線中性點最高溫度差為0.7℃，說明三相定子繞組引出線接頭部位接觸良好。

4 結束語

通過本次利用2 號發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器輸出電流，對發(fā)電機定子繞組通入直流電流查找定子繞組接頭接觸不良和過熱的試驗方法，是一種新的發(fā)電機定子繞組通流方法。該方法不但能保證通入定子繞組的直流電流平穩(wěn)及便于調(diào)節(jié)控制，而且試驗接線簡單、操作方便及節(jié)省試驗費用。此外，應注意定子繞組通入電流的大小與勵磁變的容量有關；如果對水內(nèi)冷發(fā)電機，再配合定子繞組內(nèi)冷水加溫的方法，即可實現(xiàn)對發(fā)電機定子繞組端部受潮缺陷的加溫和干燥的處理。