新建大型發(fā)電機(jī)組電氣絕緣及耐壓交接試驗(yàn)分析

譚大治，賈麗，朱國(guó)輝

（中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司，北京 100160）

0 引言

對(duì)于新建大型火電發(fā)電機(jī)組，其冷卻方式多為水氫氫冷卻方式，本文闡述了大容量發(fā)電機(jī)進(jìn)行絕緣測(cè)試試驗(yàn)和交流耐壓測(cè)試的具體方法及注意事項(xiàng)，針對(duì)該冷卻類型發(fā)電機(jī)組的絕緣測(cè)試試驗(yàn)和交流耐壓試驗(yàn)進(jìn)行了探討[1]。

1 大型發(fā)電機(jī)絕緣測(cè)試試驗(yàn)

1.1 電氣絕緣試驗(yàn)簡(jiǎn)介

火電廠新建大型發(fā)電機(jī)的交接試驗(yàn)依據(jù)《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB 50150-2016》，用來(lái)檢查發(fā)電機(jī)在投入運(yùn)行前有無(wú)缺陷，運(yùn)輸中有無(wú)損壞等。

1.2 發(fā)電機(jī)通水前后定子繞組的絕緣電阻和吸收比或極化指數(shù)的區(qū)別

發(fā)電機(jī)定子繞組的絕緣電阻和吸收比或極化指數(shù)在測(cè)試時(shí)分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是在發(fā)電機(jī)定子線圈未通水前測(cè)量，第二個(gè)階段是在發(fā)電機(jī)定子線圈通水后測(cè)量。區(qū)別一：測(cè)試儀器不同，第一個(gè)階段，測(cè)試發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣時(shí)，采用普通絕緣電阻表就可以；第二個(gè)階段，需用專用搖表，三個(gè)極線，E對(duì)地，L對(duì)繞組，另外一根接匯水管。區(qū)別二：第一個(gè)階段是只測(cè)量定子繞組絕緣；第二個(gè)階段是測(cè)量發(fā)電機(jī)定子繞組主絕緣，不僅包括槽部、端部和引出套管，還包括了絕緣引水管及其中冷卻水的絕緣。測(cè)量出的數(shù)據(jù)不同，如下表，為某發(fā)電廠容量為600MW的 #1發(fā)電機(jī)絕緣實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，詳見(jiàn)表1。

表1 發(fā)電機(jī)通水前后絕緣電阻試驗(yàn)結(jié)果

1.3 發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量GB/T12145-2016》的規(guī)定,我國(guó)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：電導(dǎo)率（25℃）≤2.0μs/cm，銅含量＜20μg/L，pH值（25℃）＞8.0～8.9。因此，該發(fā)電機(jī)未通水前，定子繞組絕緣符合規(guī)程要求，通水后只要提高水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)的水質(zhì)就可以達(dá)到絕緣要求[2]。

2 大型發(fā)電機(jī)交流耐壓試驗(yàn)的分析

2.1 該發(fā)電機(jī)參數(shù)如下表，見(jiàn)表2

表2 發(fā)電機(jī)參數(shù)

2.2 發(fā)電機(jī)循環(huán)冷卻水影響發(fā)電機(jī)交流耐壓的原因及解決方法

該發(fā)電機(jī)進(jìn)行交流耐壓時(shí)，發(fā)電機(jī)的循環(huán)冷卻水質(zhì)總是不合格，廠家要求冷卻水電導(dǎo)率小于1.5μs／cm， 而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際冷卻水電導(dǎo)率達(dá)不到廠家要求。為了不影響工程進(jìn)度，保證試驗(yàn)順利完成，我們采取了這樣一種方法：正常情況下，定子水路總進(jìn)、出水匯流管分別裝在勵(lì)端和汽端的機(jī)座內(nèi)，運(yùn)行時(shí)需接地，但本現(xiàn)場(chǎng)為匯流管死接地。冷卻水從勵(lì)端的總進(jìn)水匯流管通過(guò)連接的聚四氟乙烯絕緣引水管流入定子線棒，再?gòu)木€棒出水接頭通過(guò)絕緣引水管流入總出水匯流管，另有冷卻水從勵(lì)磁機(jī)端的總進(jìn)水匯流管進(jìn)入，也通過(guò)絕緣引水管流經(jīng)繞組引線，即線圈端部連接線，主引線及中性點(diǎn)母線后，進(jìn)入出線盒中的小匯流管，再?gòu)耐獠抗艿懒魅肫丝偝鏊畢R流管，然后一起引出到外部總出水管，流回定子水箱[3]。

我們采取的方法是：總出水匯流管流出的冷卻水不引出到外部總出水管，不流回定子水箱，不讓冷卻水在發(fā)電機(jī)內(nèi)部循環(huán)，而是直接把冷卻水排放掉。然后在總進(jìn)水匯流管處檢測(cè)冷卻水，測(cè)得冷卻水電導(dǎo)率小于1.5μs／cm，說(shuō)明冷卻水導(dǎo)電率符合要求，同時(shí)監(jiān)視總出水匯流管處進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)視，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，流出的冷卻水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果也小于1.5μs／cm，滿足發(fā)電機(jī)交流耐壓試驗(yàn)前要求。

2.3 發(fā)電機(jī)耐壓前定子繞組對(duì)地電容的確定方法及試驗(yàn)容量的確定

進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)前，需了解被試?yán)@組的電容量?？赏ㄟ^(guò)查詢廠家設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，且根據(jù)公式計(jì)算得出本發(fā)電機(jī)定子繞組每相對(duì)地電容量。

C=εε0·S/δ

式中，ε—介電常數(shù)。取5F/m; ε0—真空介電常數(shù)；取8.85×10-12F/m；S—上下層銅線面積，cm2；δ—單邊絕緣厚度，mm。

通過(guò)查詢發(fā)電機(jī)廠家出廠圖紙，可以查詢上下層銅線面積S和單邊絕緣厚度δ，將有關(guān)參數(shù)代入公式，可以計(jì)算出發(fā)電機(jī)定子繞組單相對(duì)地電容，并參考表3所列出發(fā)電機(jī)繞組單相對(duì)地電容，進(jìn)行參考：

表3 汽輪發(fā)電機(jī)參考電容值

2.4 發(fā)電機(jī)交流耐壓采取串聯(lián)調(diào)頻諧振的方法

串聯(lián)諧振的基本原理：

由于600MW發(fā)電機(jī)被試?yán)@組對(duì)的電容量大，采用串聯(lián)諧振原理及耐壓試驗(yàn)設(shè)備。試驗(yàn)原理如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)原理原理圖

發(fā)電機(jī)串聯(lián)諧振耐壓是在接近50Hz的頻率進(jìn)行的試驗(yàn)，串聯(lián)諧振耐壓法減小了試驗(yàn)電源和試驗(yàn)儀器容量并提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。我們所采用的的試驗(yàn)設(shè)備是發(fā)電機(jī)耐壓測(cè)試儀型號(hào)為HVFRF，試驗(yàn)頻率接近工頻。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 發(fā)電機(jī)通水后交流試驗(yàn)結(jié)果

3 綜述

通過(guò)上述分析，我們知道，在進(jìn)行對(duì)新建大型發(fā)電機(jī)組交接試驗(yàn)時(shí)，用上述分析方法可以合理的、安全可靠的進(jìn)行交接試驗(yàn)，避免了安全隱患和事故的發(fā)生。