定子回路絕緣電阻偏低原因分析與處理

卜繁薇，杜俊生

（華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273522）

定子回路絕緣電阻偏低原因分析與處理

卜繁薇，杜俊生

（華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273522）

對(duì)335 MW發(fā)電機(jī)開(kāi)機(jī)前定子絕緣電阻偏低的原因進(jìn)行分析，確定主變壓器低壓側(cè)、高廠變壓器高壓側(cè)套管升高座內(nèi)絕緣電阻降低是導(dǎo)致發(fā)電機(jī)絕緣偏低的原因。提出在主變壓器低壓側(cè)、高廠變壓器高壓側(cè)升高座套管、封閉母線盆式絕緣子表面、扣瓦和密封橡膠盤套內(nèi)表面噴涂室溫硫化硅橡膠（RTV），在升高座的密閉空間加裝呼吸器等解決方案，實(shí)際運(yùn)行表明解決方案具有良好防潮防污效果。

發(fā)電機(jī)；絕緣；原因；方案；RTV；呼吸器

0 引言

某電廠335 MW發(fā)電機(jī)組采用單元式接線方式。發(fā)電機(jī)為雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)，型號(hào)為QFS-335-18-2，額定電壓18 kV，額定功率335 MW；主變壓器型號(hào)為SFP-360000／220，額定容量360 MW，變比220 kV／18 kV；高廠變壓器為分裂繞組變壓器，型號(hào)SFF-50000／18，額定容量50 MW，變比18 kV／6.3 kV；發(fā)電機(jī)出口經(jīng)過(guò)QFM-18／13000-Z型封閉母線與高廠變壓器及主變壓器連接，封閉母線安裝有WZK-I型微正壓控制裝置。

1 問(wèn)題的提出

DL／T 1164—2012《汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行導(dǎo)則》5.1.3規(guī)定發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前定子及勵(lì)磁回路絕緣電阻應(yīng)符合下列要求：測(cè)量發(fā)電機(jī)定子回路絕緣電阻，可以包括連接在該發(fā)電機(jī)定子回路上不能用隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的各種電氣設(shè)備，并采用2 500～5 000 V兆歐表測(cè)量，其絕緣電阻值不作規(guī)定。若測(cè)量結(jié)果較前次有顯著降低時(shí)（考慮溫度和氣體濕度的變化，如降低到歷年正常值的1／3以下），應(yīng)查明原因并設(shè)法消除［1］。

335MW機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，在測(cè)量發(fā)電機(jī)定子回路絕緣電阻時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)絕緣電阻低的問(wèn)題。在春、秋、冬季，天氣比較干燥的時(shí)候，整體絕緣僅為2～10 MΩ；在夏季或陰雨天等空氣濕度大的情況下，發(fā)電機(jī)整體絕緣有時(shí)會(huì)直接降為0 MΩ。由于不符合機(jī)組投運(yùn)要求，開(kāi)機(jī)前需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行干燥處理，這不僅造成了開(kāi)機(jī)并網(wǎng)的延遲，還造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 原因分析

發(fā)電機(jī)絕緣測(cè)量值是由發(fā)電機(jī)定子線圈及出線、封閉母線、主變低壓側(cè)套管及繞組、高廠變高壓側(cè)套管及繞組、機(jī)組的電壓互感器、避雷器和中性點(diǎn)設(shè)備（消弧線圈）共同決定的。應(yīng)對(duì)各部分的絕緣降低可能性進(jìn)行分析。

機(jī)組電壓互感器、避雷器、消弧線圈。由于在發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前絕緣測(cè)試時(shí)，機(jī)組的電壓互感器、避雷器、消弧線圈均在斷開(kāi)位置，排除了其對(duì)發(fā)電機(jī)絕緣的影響。

發(fā)電機(jī)本體及出線。檢查發(fā)電機(jī)的出線室，空氣干燥，無(wú)漏水跡象，相關(guān)因素得到排除。發(fā)電機(jī)停運(yùn)后，冷卻水維持運(yùn)行，溫度在40℃左右，冷風(fēng)溫度不高于30℃，不存在發(fā)電機(jī)結(jié)露的條件。雖然曾出現(xiàn)發(fā)電機(jī)匯水管排氣管臟污導(dǎo)致的發(fā)電機(jī)絕緣偏低問(wèn)題，但是清潔排氣管后，發(fā)電機(jī)絕緣能夠立即恢復(fù)。因此排除發(fā)電機(jī)本體及出線在外界空氣濕度偏高的情況下導(dǎo)致絕緣降低的可能性。

封閉母線。封閉母線微正壓裝置一直在投入運(yùn)行，且密封性良好。裝置本身具有濾除進(jìn)入封閉母線壓縮空氣內(nèi)潮氣的功能，且封閉母線內(nèi)部空氣壓力略大于外部大氣壓力，外部潮氣不能進(jìn)入封閉母線內(nèi)部，排除了封閉母線受潮而導(dǎo)致母線絕緣電阻下降的可能性。

主變壓器低壓繞組、高廠變壓器高壓繞組。高廠變壓器、主變壓器絕緣油定期檢驗(yàn)正常，且為全密封機(jī)構(gòu)，排除了繞組受潮的因素。

主變壓器低壓套管、高廠變壓器高壓套管。根據(jù)發(fā)電機(jī)定子回路絕緣電阻大小與季節(jié)、天氣的相關(guān)性，進(jìn)一步排查室外設(shè)備，發(fā)現(xiàn)主變壓器低壓側(cè)、高廠變壓器高壓側(cè)套管升高座內(nèi)絕緣降低是導(dǎo)致發(fā)電機(jī)絕緣降低的主要原因。以高廠變壓器高壓套管升高座為例說(shuō)明，其外部連接及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。

圖1 升高座與封閉母線外部連接

圖2 升高座內(nèi)部套管與封閉母線連接結(jié)構(gòu)

高廠變壓器高壓側(cè)繞組通過(guò)高壓套管、銅軟連接與封閉母線連接。封閉母線通過(guò)盆式絕緣子與大氣隔絕和對(duì)地絕緣；變壓器高壓側(cè)引線通過(guò)瓷套管保持對(duì)地絕緣；銅軟連接暴露在空氣中，通過(guò)空氣與大地絕緣，四周的反磁鋁質(zhì)扣瓦下端與升高座連接，上端通過(guò)密封橡膠盤套與封閉母線外殼連接。升高座、反磁鋁質(zhì)扣瓦、密封橡膠盤套、封閉母線盆式絕緣子構(gòu)成一個(gè)相對(duì)密閉的空間，此空間得不到微正壓裝置的保護(hù)。升高座的下端面上還有放氣孔通過(guò)放氣管、閥門與外界大氣連通，用來(lái)觀察高壓側(cè)是否有變壓器油泄漏、升高座上部空間是否有積水等情況。

雖然歷次大、小檢修過(guò)程中對(duì)升高座上部空間的密封工作很重視，用密封膠進(jìn)行了密封處理，但受振動(dòng)、渦流效應(yīng)或氣溫等因素影響，密封效果并不理想。密封不良，使其受天氣的影響較大，有時(shí)會(huì)有受潮、積水現(xiàn)象的發(fā)生。內(nèi)部受潮、積水的原因主要有3個(gè)方面：升高座內(nèi)部空間受日夜溫差變化產(chǎn)生呼吸作用吸入濕空氣，間接進(jìn)入水分；橡膠套存在裂縫，雨天直接進(jìn)入水分；橡膠套與鋁外殼的對(duì)接處密封不良，雨水直接進(jìn)入。水分和潮氣在相對(duì)密閉的區(qū)間，不能及時(shí)排除，一旦發(fā)電機(jī)停機(jī)，將會(huì)在變壓器引線套管與盆式絕緣子表面形成連續(xù)性水滴，在其表面形成一層水膜，加上表面臟污，構(gòu)成沿引線套管、絕緣子表面的導(dǎo)電回路，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)定子系統(tǒng)整體絕緣電阻大幅度下降［2-3］。

3 處理方案

根據(jù)變壓器套管和封閉母線的盆式絕緣子受潮導(dǎo)致發(fā)電機(jī)絕緣降低的問(wèn)題，先后提出3種不同處理方案。

方案1是通風(fēng)驅(qū)濕。每次機(jī)組啟動(dòng)前如發(fā)生絕緣降低問(wèn)題，則打開(kāi)主變壓器低壓側(cè)、高廠變壓器高壓側(cè)升高座上部密閉空間的扣瓦和密封橡膠盤套，加裝風(fēng)機(jī)，進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)除濕。該方法使用多次，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，雖然有效果，但是發(fā)電機(jī)絕緣上升亦不明顯，勉強(qiáng)接近開(kāi)機(jī)條件。此方案沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題，下一次開(kāi)機(jī)時(shí)，絕緣低的可能性依然較高。

方案2是恒溫防潮。由于絕緣降低主要是受溫度、濕度影響，曾提出采用恒溫伴熱帶對(duì)上述密閉空間進(jìn)行外部加熱恒溫的方法，利用伴熱帶的自動(dòng)溫控原理保持空間溫度恒定，提升升高座的內(nèi)部溫度，從而使升高座內(nèi)部空間不會(huì)發(fā)生因水汽凝結(jié)引起的絕緣降低。因內(nèi)部導(dǎo)體為18 kV高電壓，加裝加熱器或伴熱帶的危險(xiǎn)性較大，只能纏繞在扣瓦外部，受外界環(huán)境的影響較大，加之需要外接交流電源，實(shí)施較為困難，也不節(jié)能。

方案3是噴涂室溫硫化硅橡膠（RTV）進(jìn)行防污防潮。RTV本身具有良好的憎水性和憎水遷移性，具有優(yōu)良的防污閃性能。借鑒變電站支持瓷絕緣子刷涂RTV防止污閃的經(jīng)驗(yàn)，在變壓器套管和盆式絕緣子的瓷質(zhì)表面噴涂RTV，防止在絕緣件的表面形成連續(xù)的水膜而形成的導(dǎo)電路徑。工藝如下：1）對(duì)套管與盆式絕緣子的表面進(jìn)行清理，將灰塵、油污等清理干凈，并保持干燥［4］；2）對(duì)套管與盆式絕緣子噴涂RTV，噴涂均勻，不得掛絲，同時(shí)對(duì)各導(dǎo)電部位進(jìn)行防護(hù)；3）對(duì)扣瓦內(nèi)部和密封橡膠盤套內(nèi)部也全面噴涂，提升整體憎水性，其外部各結(jié)合面也做好密封措施，形成一個(gè)整體的密閉空間?？紤]運(yùn)行時(shí)的升高座內(nèi)部和外界氣溫的變化的影響，在升高座下部的放氣管裝設(shè)呼吸器，如圖3所示。呼吸器內(nèi)部裝設(shè)吸潮硅膠，閥門保持敞開(kāi)，保證升高座內(nèi)部壓力與外部大氣壓力一致，防止了外部潮氣因升高座內(nèi)部的壓力變化而被吸入。這樣既能監(jiān)視升高座密閉空間的受潮和漏油問(wèn)題，也能實(shí)現(xiàn)密閉空間的呼吸作用。

由于方案3具有簡(jiǎn)單易行，節(jié)能、效果明顯的優(yōu)點(diǎn)，所以被采用。方案3實(shí)施后，2號(hào)發(fā)電機(jī)開(kāi)機(jī)前，在通水狀態(tài)下的絕緣電阻值，由原來(lái)的2～10 MΩ提升到200～1 000 MΩ，效果非常顯著，發(fā)電機(jī)停運(yùn)期間定子回路絕緣偏低的問(wèn)題得到有效解決。

圖3 放氣管裝設(shè)呼吸器

4 結(jié)語(yǔ)

在主變壓器低壓側(cè)、高廠變壓器高壓側(cè)升高座、套管和封閉母線盆式絕緣子表面、扣瓦內(nèi)部和密封橡膠盤套內(nèi)部刷涂RTV，在升高座、扣瓦、密封橡膠盤套、封閉母線盆式絕緣子構(gòu)成的密閉空間加裝呼吸器，可有效提高雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)在開(kāi)機(jī)前的絕緣水平，且方法簡(jiǎn)單易行，效果顯著，可在同類問(wèn)題中推廣應(yīng)用。

［1］DL／T 1164—2012 汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程［S］.

［2］張恩超，李旭，蘇玉婷，等.RTV防污閃涂料在西安電網(wǎng)的應(yīng)用研究［J］.陜西電力，2012，40（2）：50-51.

［3］毛洪武，方浩.6 kV共箱封閉母線結(jié)露事故的防范措施及改造方案［J］.中國(guó)科技博覽，2013（38）：335-336.

［4］王俊杰.RTV憎水性檢測(cè)及影響因素的研究［D］.保定：華北電力大學(xué)，2009.

卜繁薇（1974），高級(jí)工程師，從事電氣檢修管理工作；

杜俊生（1970），高級(jí)技師，從事電氣檢修管理工作。

Reason Analysis and Treatments of the Low Insulation Resistance of Generators

BU Fanwei，DU Junsheng
（Huadian Zouxian Power Plant，Zoucheng 273522，China）

The reason of the low insulation resistance of a 335 MW generator during the shutdown period is to be found that the main transformer enclosures and auxiliary transformer enclosures have got damp.The RTV technology is proposed to be sprayed on the surface of enclosures，insulator and sealing elements，and the transformer breathe is suggested to be added in the confined space，those measures mentioned above have achieved a good result in the application.

generator；insulation resistance；reason；RTV；transformer breathe

TM311

：B

：1007-9904（2017）04-0071-03

2016-12-10