同步調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子出廠耐壓試驗(yàn)研究

楊宗璞

摘 要：河南漯河調(diào)相機(jī)工程即將投運(yùn)，該工程基于“兩交一直”電網(wǎng)規(guī)劃，工程系統(tǒng)作用有兩點(diǎn)。一是就近支撐豫南電網(wǎng)500kV電網(wǎng)電壓，防止天中直流、青豫直流雙極閉鎖后豫東南電網(wǎng)電壓崩潰事故。二是為天中直流、青豫直流故障后換相電壓的恢復(fù)提供支撐，提高直流運(yùn)行穩(wěn)定性。本文基于國內(nèi)調(diào)相機(jī)工程建設(shè)背景，詳細(xì)介紹了同步調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子出廠耐壓試驗(yàn)相關(guān)要求、耐壓試驗(yàn)時可能出現(xiàn)的問題和解決辦法。同時，以河南漯河調(diào)相機(jī)工程為例，詳細(xì)介紹了轉(zhuǎn)子出廠耐壓試驗(yàn)的步驟，并對河南漯河1號調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了耐壓試驗(yàn)。研究表明，試驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和采購規(guī)范。

關(guān)鍵詞：調(diào)相機(jī);轉(zhuǎn)子;耐壓;兆歐表

中圖分類號：TM721.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）23-0059-03

Experimental Study on Pressure Resistance of

Synchronized Condenser Rotor

YANG Zongpu

（Maintenance Company of State Grid Henan Electric Power Company，Zhengzhou Hennan 450000）

Abstract： Henan Luohe Synchronous Condense Project will be put into operation soon. The project is based on the "two-way" power grid planning. The engineering system has two functions. The first is to support the 500kV power grid voltage of the southern Henan power grid nearby， so as to prevent the voltage collapse accident of southeastern Henan power grid after the bipolar blockade of Tianzhong DC and Qinghai-Henan DC. The second is to provide support for the recovery of commutation voltage after Tianzhong DC and Qingyu DC faults， so as to improve the stability of DC operation. Based on the construction background of the synchronous condenser project， this paper introduced in detail the requirements of the factory voltage withstand test of synchronous phase modulator rotor， the possible problems and solutions in the voltage withstand test. At the same time， taking the Luohe synchronous condense Project in Henan Province as an example， the steps of the pressure withstanding test of the rotor were introduced in detail， and the pressure withstanding test of the rotor of Luohe No. 1 Camera in Henan Province was carried out. Studies have shown that the test results meet design standards and procurement specifications.

Keywords： synchronouscondenser;rotor;voltage resistance;megohm meter

在甘肅風(fēng)電外送及華東多直流饋入系統(tǒng)多年工程實(shí)踐和研究的基礎(chǔ)上，中國電力科學(xué)研究院指出，調(diào)相機(jī)在超（特）高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)中具有關(guān)鍵作用：通過防止多回直流同時換相失敗，在送端電網(wǎng)抑制暫態(tài)過電壓、降低新能源高壓脫網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，在受端電網(wǎng)防止電壓崩潰事故、降低電網(wǎng)失穩(wěn)解列風(fēng)險(xiǎn)?；诖吮尘埃瑖译娋W(wǎng)有限公司發(fā)展部于2015年提出了本項(xiàng)目需求，2016年2月，國家電網(wǎng)有限公司基建部確定調(diào)相機(jī)項(xiàng)目。目前，河南省電網(wǎng)已成為超（特）高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)，正逐步形成多直流饋入格局。2017年12月，河南省電力公司關(guān)于初設(shè)的批復(fù)（豫電建設(shè)[2017]925號）明確將河南漯河邵陵擴(kuò)建4號變已征土地用于調(diào)相機(jī)項(xiàng)目。調(diào)相機(jī)系統(tǒng)由調(diào)相機(jī)本體、勵磁系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤滑油系統(tǒng)等9個子系統(tǒng)構(gòu)成，每個系統(tǒng)都有自身的特點(diǎn)和運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn)[1-3]。本文主要介紹調(diào)相機(jī)本體系統(tǒng)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)及出廠耐壓試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)是對轉(zhuǎn)子繞組施加規(guī)定的正弦波工頻高電壓，持續(xù)一定時間，以確定絕緣適于運(yùn)行能力的電氣試驗(yàn)。

1 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

雙水內(nèi)冷調(diào)相機(jī)的轉(zhuǎn)子主要包括轉(zhuǎn)子大軸、勵磁繞組、護(hù)環(huán)、風(fēng)扇和端部絕緣構(gòu)件等[4-6]。

1.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)

生產(chǎn)雙水內(nèi)冷調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子鍛件時，上海電機(jī)廠選用的牌號為25Cr2Ni4MoV。轉(zhuǎn)軸本體上設(shè)置平行的嵌線槽，數(shù)量為32個，出線端轉(zhuǎn)軸中心位置設(shè)置中心孔，裝有用于進(jìn)水的不銹鋼。為提高阻尼作用和削弱負(fù)序電流，調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子需要增加阻尼繞組，因此還需設(shè)置阻尼槽。

1.2 轉(zhuǎn)子線圈及槽內(nèi)布置

轉(zhuǎn)子上開設(shè)32個嵌線槽，槽寬×槽高為39.9mm×156.7mm，轉(zhuǎn)子槽數(shù)/槽分度為32/45，每個槽內(nèi)采用大號、小號線圈并排布置。轉(zhuǎn)子嵌線槽內(nèi)主絕緣采用高強(qiáng)度的F級模壓槽襯。轉(zhuǎn)子繞圈采用外方內(nèi)方空心銅線，線規(guī)為17.50mm×17.50mm，內(nèi)孔為7.50mm×7.50mm;每根銅線為一匝，經(jīng)絕緣處理后，銅線在槽內(nèi)的寬度方向布置成2排，每排由6匝組成。

轉(zhuǎn)子線圈槽內(nèi)固定由槽楔、楔下墊條和槽底墊條構(gòu)成。槽底墊條置放在槽襯底部，防止在徑向壓緊線圈時槽襯受到機(jī)械損傷。楔下墊條置放在槽楔和轉(zhuǎn)子線圈頂匝之間，使槽楔與線圈徑向夾緊。

1.3 大護(hù)環(huán)

護(hù)環(huán)對轉(zhuǎn)子端部繞組起著固定、保護(hù)、防止變形、位移和偏心作用。護(hù)環(huán)承受轉(zhuǎn)子繞組端部及本身的巨大離心力、彎曲應(yīng)力及熱套應(yīng)力等，由高強(qiáng)度的反磁不銹鋼制成。

1.4 小護(hù)環(huán)

在調(diào)相機(jī)運(yùn)行時，為保護(hù)轉(zhuǎn)子絕緣引水管和轉(zhuǎn)子繞組引水彎腳，防止其在離心力作用下發(fā)生損壞，要在轉(zhuǎn)子本體端部軸上銑槽，用槽楔固定轉(zhuǎn)子引水彎腳，絕緣水管采用小護(hù)環(huán)熱套固定。

2 轉(zhuǎn)子出廠耐壓試驗(yàn)相關(guān)要求

一是對于氫冷和空冷轉(zhuǎn)子，出廠耐壓試驗(yàn)在通風(fēng)試驗(yàn)后進(jìn)行，對于水冷轉(zhuǎn)子，調(diào)相機(jī)是不總裝的，轉(zhuǎn)子超速后直接打出廠耐壓;如需要總裝，總裝試車后打出廠耐壓。二是集電環(huán)裝置在裝配后進(jìn)行出廠耐壓試驗(yàn)，耐壓要求與轉(zhuǎn)子相同。三是耐壓試驗(yàn)前測量轉(zhuǎn)子溫度，應(yīng)不高于50℃，以轉(zhuǎn)子本體表面用電溫計(jì)和溫度計(jì)測得的溫度為準(zhǔn)，相對濕度不大于75%。

四是轉(zhuǎn)子各絕緣部件在裝配期間進(jìn)行工頻交流耐壓試驗(yàn)前后，用500V兆歐表測量其對地絕緣電阻，維持時間1min，絕緣電阻值不小于50MΩ。若被試品溫度高于40℃，且絕緣電阻測試值小于50MΩ，需修正絕緣電阻，修正后的絕緣電阻值應(yīng)不小于50MΩ。五是轉(zhuǎn)子在出廠包裝運(yùn)輸前使用500V兆歐表測試絕緣電阻，維持時間1min，絕緣電阻值不小于10MΩ，若被試品溫度不高于40℃，且絕緣電阻測試值小于10MΩ，需修正絕緣電阻值，修正后的絕緣電阻值應(yīng)不小于10MΩ。調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子裝配各階段耐電壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

3 轉(zhuǎn)子升耐壓時可能出現(xiàn)的問題和解決辦法

升耐壓時必須一人操作，一人監(jiān)護(hù)，耐壓現(xiàn)場有人監(jiān)護(hù)，開啟耐壓警鈴，升壓過程中注意轉(zhuǎn)子泄露電流值并進(jìn)行記錄。在升壓過程中，如果轉(zhuǎn)子線圈發(fā)生閃絡(luò)、冒煙、放電、擊穿、轉(zhuǎn)子泄露或電流突變的情況，需立即分?jǐn)嗄蛪褐鏖_關(guān)，并對轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查并復(fù)測絕緣電阻，必要時通知工藝和質(zhì)檢人員處理。

4 轉(zhuǎn)子出廠耐壓試驗(yàn)的步驟——以河南漯河1號調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子為例

一是耐壓試驗(yàn)前測量轉(zhuǎn)子溫度和濕度，轉(zhuǎn)子溫度為20℃，濕度為52%，如圖1所示。二是用500V兆歐表測量轉(zhuǎn)子對地絕緣電阻，維持時間1min，絕緣電阻值為1 000MΩ。絕緣電阻測量如圖2所示。三是將耐壓工位箱內(nèi)的高壓線接至轉(zhuǎn)子引出線端子，轉(zhuǎn)子本體用規(guī)范的接地線（斷面不小于6mm2的裸銅線）可靠接地。

四是升耐壓前要求其他人員離開現(xiàn)場，并在轉(zhuǎn)子周圍用紅白隔離帶進(jìn)行警示，安排專人對試驗(yàn)區(qū)域做好監(jiān)護(hù)。升耐壓現(xiàn)場如圖3所示。五是試驗(yàn)結(jié)束后對轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行放電，用500V兆歐表復(fù)測轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻，維持時間1min，絕緣電阻為1 000MΩ。六是試驗(yàn)結(jié)束后拆除高壓線、接地線，清理試驗(yàn)現(xiàn)場。

5 結(jié)論

河南漯河1號調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子耐壓試驗(yàn)前，經(jīng)測量，轉(zhuǎn)子溫度為20℃，相對濕度為52%，并用500V兆歐表測量轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣電阻，測量時間為1min，測量數(shù)值為1 000MΩ，交流耐壓前轉(zhuǎn)子繞組絕緣良好。同時，將耐壓工位箱內(nèi)的高壓線接至轉(zhuǎn)子引出線端子，轉(zhuǎn)子本體用規(guī)范的接地線可靠接地，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，該試驗(yàn)持續(xù)1min，試驗(yàn)電壓為額定勵磁電壓的12.5倍，約為5 188V，此時轉(zhuǎn)子繞組對地電流為1.36A。交流耐壓試驗(yàn)結(jié)束后，對轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行放電，復(fù)測轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣電阻為1 000MΩ，交流耐壓試驗(yàn)未損傷轉(zhuǎn)子繞組與大軸絕緣。試驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和采購規(guī)范。

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