電位外移試驗(yàn)在水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用

郭海英

天津國電華北電力技術(shù)工程有限公司 天津 300450

1 引言

水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)定子繞組手包絕緣及端部絕緣盒結(jié)構(gòu)是水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)絕緣最薄弱點(diǎn)。由于此制造缺陷,增大了發(fā)電機(jī)定子繞組短路事故的幾率。我廠12＃機(jī)組自1992年12月正式投產(chǎn)運(yùn)行以來已發(fā)生過三次大的故障,其間2009年1月12＃發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣故障,根本原因是定子繞組冷卻水回路泄漏。定子繞組電位外移試驗(yàn)對檢測發(fā)電機(jī)定子端部手包絕緣缺陷具有較強(qiáng)的針對性,可以彌補(bǔ)交直流耐壓的不足。

2 電位外移的原理及標(biāo)準(zhǔn)

2.1 電位外移的測試示意圖見圖1

2.2 定子水內(nèi)冷線圈施加電壓后等值電路圖見圖2

發(fā)電機(jī)定子水內(nèi)冷繞組施加直流電壓后,等值電路如圖所示.圖中：

Cl,R1為被測絕緣部位的單位體積電容及電阻;

C2,R2為定子線圈端部絕緣體積電容及電阻;

R3為經(jīng)微安表接地的串接電阻;

R4為定子線圈端部絕緣表面電阻：

CY,RY為定子引水管電容及電阻：

CH,RH為匯水管對地電容及電阻;

CX,RX為被測部分以外的對地電容及電阻;

V、A 為靜電電壓表和微安表.

圖1 外移的電位測試示意圖

圖2 定子水內(nèi)冷線圈施加直流電壓(后電位外移法)

等值電路圖

2.3 原理分析 當(dāng)其它部分參數(shù)在正常范圍內(nèi)時(shí),可以近似用圖2中的等值電路代替。采用電位外移法試驗(yàn)時(shí),定子繞組一般施以全波整流后的直流電壓,其大小等于定子繞組Ue,每個(gè)被測量部分均裹以錫箔紙,將接有固定電阻R3的測量裝置接到被試絕緣的錫箔紙上(圖中A 點(diǎn)),于是被測部分的絕緣電阻R1與測試裝置的電阻R3構(gòu)成了電壓分壓裝置,因R3是一固定電阻,所以A 點(diǎn)的電位取決與絕緣電阻R1。絕緣良好、R1很大時(shí),A 點(diǎn)的電位很低;反之,絕緣很低、R1很小時(shí),則A 點(diǎn)的電位會(huì)很高,這個(gè)A 點(diǎn)的電位稱為絕緣的外移電位。實(shí)際測量中利用倍率器原理,由微安表指示值直接可換算出A 點(diǎn)的電位值,A 點(diǎn)電位的大小即可判斷該部分絕緣是否存在缺陷。

3 缺陷的發(fā)現(xiàn)和處理

3.1 故障過程 2009年1月30日,12＃機(jī)組在啟動(dòng)過程中發(fā)電機(jī)保護(hù)掉閘。伴隨著故障停機(jī),分析保護(hù)動(dòng)作正確。發(fā)電機(jī)A、C 相電流增大15KA(滿表),B相電流到零,202開關(guān)、MK 開關(guān)跳閘,氫壓由250KPa上升277KPa后逐步下降,定子水箱排空門有氣體冒出。初步判斷,發(fā)電機(jī)定子線圈相間短路。

3.2 故障原因分析 事故分析認(rèn)為：此次故障是由于A 相出線側(cè)過渡引線盒上部(A2)引線、A 相中性點(diǎn)側(cè)過渡引線盒上部(X2)引線兩根引線放電短路,短路電弧將鄰近的1根B相線棒引線燒穿引起相間短路,由于發(fā)電機(jī)內(nèi)部風(fēng)力的作用,電弧被拉長,將匯水管總管燒損。A2、X2放電短路原因是隨著機(jī)組的長期運(yùn)行,端部繞組綁線、絕緣支撐塊在電動(dòng)力作用下有不同程度的松動(dòng)現(xiàn)象,反映到運(yùn)行中線棒在電動(dòng)力作用下抖動(dòng)將增大,從而磨損引線手包絕緣造成線圈的主絕緣受損和水回路密封破壞。我廠12＃機(jī)組為東方電機(jī)廠生產(chǎn)的早期產(chǎn)品,在制造質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行可靠性等方面存在著較大缺陷?，F(xiàn)東方電機(jī)廠新產(chǎn)品對此已進(jìn)行重新設(shè)計(jì),將此絕緣支撐塊取消,改用綁繩固定。

3.3 處理情況 在事故后,鏟掉A、X 相、B、C 相方形絕緣盒及手包絕緣及綁繩;對12＃發(fā)電機(jī)過渡引線盒支撐塊進(jìn)行了改造,取消了此支撐塊,用綁繩對發(fā)電機(jī)定子引線進(jìn)行固定,更換損傷的絕緣引水管。處理損壞的引線。勵(lì)端環(huán)形引線進(jìn)行綁扎固定;修復(fù)電弧燒傷的勵(lì)端匯流母管,定子線棒的清理和部件更換,進(jìn)行絕緣和防暈層的修復(fù)。

3.4 修后電氣預(yù)防性試驗(yàn) 在12＃發(fā)電機(jī)搶修完畢后,對定子繞組進(jìn)行了直流電阻、絕緣電阻、直流耐壓及泄漏電流、定子繞組電位外移等試驗(yàn)。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,原故障部分處理后試驗(yàn)合格,但是勵(lì)磁側(cè)21槽錐部、勵(lì)磁側(cè)55槽盒部及A 相引線部分繞組的手包絕緣試驗(yàn)數(shù)據(jù)與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)相對比,外移電位仍超標(biāo)。隨即對超標(biāo)部分進(jìn)行二次清理、注膠、刷漆、干燥,之后試驗(yàn)合格。

4 結(jié)論

根據(jù)其歷次發(fā)生同類故障、處理情況及電氣預(yù)防性試驗(yàn)測試,我們發(fā)現(xiàn)可以通過電位外移試驗(yàn)檢測出水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)定子繞組手包絕緣存在的缺陷。由此可見,在水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)組大小修后,對定子繞組進(jìn)行電位外移試驗(yàn)是非常有必要的。