淺析水輪發(fā)電機定子轉(zhuǎn)子絕緣故障及檢修技巧

陳幫學(xué)（貴州華水建設(shè)項目管理有限公司，貴州貴陽 550002）

淺析水輪發(fā)電機定子轉(zhuǎn)子絕緣故障及檢修技巧

陳幫學(xué)
（貴州華水建設(shè)項目管理有限公司，貴州貴陽 550002）

近幾年，隨著科技的發(fā)展，電力設(shè)備不斷完善，促進我國電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。其中發(fā)電機的電力設(shè)備是電力系統(tǒng)中重要組成部分，它能否安全運行直接關(guān)系著整個電力系統(tǒng)的安全系數(shù)。發(fā)電機往往由于長時間的停機檢修、絕緣老化等原因而導(dǎo)致電機定子受潮、受損等，降低其絕緣效果，影響電力系統(tǒng)的安全運行。所以我們必須找到發(fā)電機轉(zhuǎn)子、定子絕緣故障的具體原因，根據(jù)原因進行合理的維修，提高其絕緣效果，保障電力系統(tǒng)的安全運行，本文主要分析水輪發(fā)電機定子轉(zhuǎn)子絕緣故障及檢修技巧。

水輪 發(fā)電機 定子轉(zhuǎn)子 絕緣故障 檢修

為了防止發(fā)電機定子轉(zhuǎn)子絕緣性能的降低，我們對其常見的絕緣故障進行分析、研究，找到故障發(fā)生的根本原因，然后在此基礎(chǔ)上開展維修以及檢測工作，避免在以后的運行中出現(xiàn)相似的故障問題。確保發(fā)電機的安全、穩(wěn)定運行。

1　水輪發(fā)電機定子轉(zhuǎn)子常見的絕緣故障即發(fā)生的原因

1.1定子常見絕緣故障及原因分析

（1）定子組絕緣受傷。水輪發(fā)電機定子繞組在檢修過程中常常因為起吊、搬運等受到擠壓、剮蹭，導(dǎo)致定子繞組發(fā)生不同程度的損壞，在檢修過程中雖然現(xiàn)實為合格，但是卻潛伏著安全隱患。比如某發(fā)電站3號水輪發(fā)電機15萬kw符合運行中突然發(fā)生定子一點接地事故時，出現(xiàn)保護動作，檢測發(fā)現(xiàn)線棒上有一處劃痕，發(fā)電機在運行中由于有劃痕，存在氣隙，在局部強電場的作用下，會逐漸被電腐蝕擊穿。

（2）潛伏性缺陷。水輪發(fā)電機在制作和安裝過程中可能存在一些局部問題，這些問題在出廠檢驗中沒有出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，等到發(fā)電機運行一段時間后，這些缺陷逐漸暴露出來，這些潛伏性的缺陷容易引發(fā)絕緣事故。比如某電力系統(tǒng)中水輪發(fā)電機運行8年，8年時間里沒有更換過定子線棒，在16萬kw負荷運動中發(fā)生絕緣事故。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)故障出現(xiàn)的原因是某處線棒出現(xiàn)電腐蝕現(xiàn)象，防暈層發(fā)生變酥、變色等，定子主絕緣表面出現(xiàn)大大小小的麻坑，導(dǎo)致定子線棒表面與槽壁邊緣接觸不良，在局部電廠增強的情況下產(chǎn)生局部游離，甚至產(chǎn)生火花放電。

（3）電力系統(tǒng)的短路故障。如果電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障，而且故障點距離發(fā)電機比較近，也有可能造成定子局部受傷，而導(dǎo)致絕緣事故的發(fā)生。比如發(fā)電機相間短路、短路接地、發(fā)電機不對稱等等情況都可能影響定子絕緣性能的發(fā)揮，甚至燒毀定子；另外定子線棒受潮后也可能導(dǎo)致絕緣下降；定子、轉(zhuǎn)子之間存在氣隙也可能導(dǎo)致絕緣的整體下降，特別是如果轉(zhuǎn)子空隙內(nèi)金屬硬物遺落，發(fā)電機在運行過程中可能會出現(xiàn)定子絕緣破損，從而引發(fā)惡性事故。

1.2轉(zhuǎn)子常見絕緣故障及原因分析

（1）轉(zhuǎn)子集電環(huán)故障。水輪發(fā)電機在運行過程中機電大軸和碳刷產(chǎn)生持續(xù)摩擦，碳粉在集電環(huán)和其支架處的隔離絕緣子上大量堆積，形成接地通道，從而引發(fā)集電環(huán)事故。另外在交流電經(jīng)整流電路轉(zhuǎn)換成直流電的勵磁系統(tǒng)中，其低壓則電纜發(fā)生破損接地，可能會引發(fā)轉(zhuǎn)子回路接地故障信號，而發(fā)電機在空轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子回路正常。

（2）不對稱短路事故。水輪發(fā)電機在運行中也常出現(xiàn)不對稱的短路故障，特別是在非全相運行時，釘子可能會產(chǎn)生較大的負系電流。轉(zhuǎn)子氣隙中有同步轉(zhuǎn)速的磁場，還有轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子方向相反的負序旋轉(zhuǎn)磁場，它以2倍的轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子鐵芯表面存在2被的工頻電流，由于這些原因?qū)е碌蔫F芯表面附件局部過熱，這種情況下如果繼電保護動作不及時，會發(fā)生比較嚴重的惡性故障。

2　水輪發(fā)電機定子轉(zhuǎn)子故障預(yù)防檢修措施

2.1安全性評價

水輪發(fā)電機定子轉(zhuǎn)子在運行過程中往往因為長時間的運轉(zhuǎn)發(fā)橫破損、腐蝕、老化現(xiàn)象，這些是造成發(fā)電機絕緣故障的主要原因，而故障的消除最好的方法就是預(yù)防措施的實施。首先對水輪發(fā)電機組的通風(fēng)冷卻效果進行科學(xué)的安全性評價是預(yù)防發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子各個部分零件老化的重要措施。

2.2定期檢測其鐵芯硅鋼片

發(fā)電機的鐵芯硅鋼片在運行時常常發(fā)生位移，影響發(fā)電機的正常運行。所以要定期檢測其鐵芯硅鋼片的絕緣情況，全面檢查定子線棒表面、連接處、頭套等部位，或者通過定子鐵芯損耗試驗檢測鐵芯運行情況，以便更好的預(yù)防絕緣事故的發(fā)生。

2.3定期檢測發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子絕緣情況

檢測是降低絕緣事故發(fā)生的重要措施，根據(jù)檢測結(jié)果和試驗數(shù)據(jù)對發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子主絕緣的安全性能進行評價；進行發(fā)電機的機組檢修時，務(wù)必要按照相關(guān)要求保持定子、轉(zhuǎn)子之間的間隙，檢修發(fā)電機時，要注重主絕緣局部強電場氣隙的檢修。對于可能引發(fā)定子、轉(zhuǎn)子惡性事故的隱患要制定好必要的應(yīng)急措施與預(yù)警方案，最大限度的降低其絕緣事故的發(fā)生。

2.4電氣預(yù)防性試驗

對發(fā)電機中絕緣故障進行電氣預(yù)防性試驗，在設(shè)備投入之前或運行中了解掌握設(shè)備的絕緣情況，以便在故障發(fā)展的初期就能夠準確及時地發(fā)現(xiàn)并處理。不如對絕緣電阻的預(yù)防性試驗，對大容器的絕緣電阻進行測量時，絕緣電阻隨著時間的增加而增大，60s是兆歐表的讀數(shù)和15s時兆歐表讀數(shù)之間的比例就是吸收比（K），如果被檢驗的測量品是干燥的，那么說明其泄露的電流比較小，在15s內(nèi)的電壓作用下，所吸收的電流比較大，而此時吸收比較小小，經(jīng)過60s后，充電電流抓緊接近0，這時設(shè)備處于良好的絕緣狀態(tài)，如果情況箱單，則表示設(shè)備處于不良絕緣狀態(tài)，這可能是絕緣介質(zhì)受潮所致，需要及時處理。

3　結(jié)語

總之，水輪發(fā)電機定子轉(zhuǎn)子常見的絕緣故障類型比較多，大多原因都是因為在其運行過程中發(fā)生老化、腐蝕等原因造成的，所以在發(fā)電機平時運行過程中應(yīng)該做好檢測、維護措施，防止線路老化與腐蝕，杜絕一系列絕緣問題的額出現(xiàn)，確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。

［1］寧國興.水輪發(fā)電機定子轉(zhuǎn)子絕緣故障原因分析及預(yù)防［J］.中國水利，2012，（12），33-34.

［2］劉勇.水電廠機組發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣故障分析及處理對策［J］.科技風(fēng)，2013，（19），16-18.