发电机定子绝缘测量方法

发电机定子端部手包绝缘测试方法

　　1 前言
　　国产200、300MW氢冷汽轮发电机从1983年以来多次发生定子端部相间短路事故，造成很大损失。为此，电力工业部和机械工业部下达了安生技（1994）86号文件，规定了发电机端部手包绝缘测量试验为发电机的重要试验项目之一，为贯彻86号文的精神，我们在唐山华润筹建300MW机组发电机穿转子之前对定子线圈端部手包绝缘进行试验，并进行了一些探讨，积累了一些经验。
　
　　2 基本情况
　　汽轮发电机参数
型号 QFSN-300-20 额定容量 300MW
额定电压 20KV 额定电流 10190A
额定频率 50Hz 相数 3相
额定转速 3000r/min 接线方式 2-Y
绝缘等级 F级 冷却方式 水氢氢
制造厂 哈尔滨电机厂    
　　发电机定子铁心　　
　　共60槽，每槽放置两根线棒，每根线棒由两排空心和实心线混合编制的导线组成，空心铜通水对绕组进行冷却；在定子线圈端部，不同槽的两根定子线棒焊接在一起，同时，通过聚四氟乙烯绝缘引水管与汇水管连接；在定子端罩下部定子线圈引出六根引线，通过过渡引线接至六根出线套管上。线圈绝缘采用多层环氧粉云母和环氧玻璃丝布包扎而成。其中汽端和励端端部接头手包绝缘由厂家出厂前完成，引线过渡及过渡引线接头手包绝缘由安装现场完成。
　
　　3 试验方法
　　由于安装进度的原因，试验时发电机定子冷却水系统不完善，因此我们在发电机水压、风压等试验完成后，在定子线圈不通水的情况下，采用表面电位正接线法试验，即发电机定子三相绕组加直流电压至试验电压20KV，用100兆欧电阻杆串微安表逐点测试包铝箔的部位，同时记录微安表的读数。
　
　　4 测量的部位及试验标准
　　（1）汽机侧与励磁机侧端部接头，各60点，要求不大于1900V。
　　（2）引线接头共6点，要求不大于1300V。
　　（3）过渡引线并联块共6点，要求不大于1900V。
　
　　5 试验情况数据
　　2007年6月，我们对#1发电机手包绝缘进行试验，发现B相端部过渡引线并联块处手包绝缘表面电位达18000V，测试杆靠近时可明显看到放电，经我们逐步缩小铝箔纸的包裹范围，最后发现是绝缘盒左上角绝缘引水管处放电，经重新包扎后合格；2007年10月，我们对#2发电机手包绝缘进行试验，发现励端24点端部接头手包绝缘电位值达10000V，经厂家处理之后合格。以上两处绝缘缺陷从外观上看不到任何迹象，在处理时，也没发现明显的问题，可见，这种测试方法发现缺陷还是比较灵敏和有效的。从两台机发现缺陷的情况来看，这种测试方法也是必要的，现将最后的测试数据记录如下：
　
　　手包绝缘引线接头
测量部位 A X B Y C Z
1#机 电压(V) 1700 1400 1200 1700 1300 1100
2#机 电压(V) 1500 1500 1500 1600 1500 1300
　　过渡引线并联块
 
测量部位 A X B Y C Z
1#机 电压(V) 1000 1300 1200 1300 1300 1000
2#机 电压(V) 1300 1200 1000 1300 1200 1300
　　汽、励端端部接头
　
　　1#机在500V-1900V之间，大部分在1200V-1800V之间；2#机由于制造厂在端部接头处多加了一层绝缘套，测得表面电位大大降低，为1000V-1400V之间。
　
　　6 几点经验及建议
　
　　针对两部“汽轮发电机定子线圈端部手包绝缘状态测量方法及标准评审会议纪要”附件一《测量方法及判断标准》，我有几点建议：
　　一、              包绝缘引线接头及过渡引线并联块由于处于发电机端罩下部，大部分地方测试时测试杆不易点到，可在测试前导线让这些部位导线引出，测试时就比较方便。
　　二、              发电机不通水的情况下进行试验，要求先将定子冷却水彻底吹净，但如何检验冷却水是否吹净只有通过测量发电机的绝缘电阻来实现，即用兆欧表直接发电机绕组对地的绝缘，兆欧表的屏蔽端不接汇水管而悬空，一般其绝缘值达50兆欧以上。
　　三、              在发电机不通水的情况下进行试验需要的试验设备比较小，只需额定输出容量2mA的直流高压发生器即可，我们试验时，测得的泄露电流仅0.5mA。
　　四、              测试采用100兆欧电阻杆串微安表即可，没必要在电阻杆的探针上再并静电电压表，因为通过微安表的读数和电阻杆电阻值即可计算出表面电位，由于静电电压表内阻高，并联之后对数据没有影响，但引起测试的不便，试验接线的复杂。
　　五、              发电机手包绝缘包完后干燥4-5天即可进行表面电位测试，我们对干燥4-5天与干燥15天的同一部位进行测量发现表面电位无明显变化。
　　六、              关于铝箔纸包裹的部位《测量方法及判断标准》比较含糊，有待于进一步明确，在试验中我们发现铝箔纸包裹的面积越大，测得的表面电位值也越小，这其实也不难理解，铝箔纸包裹的面积越大必然导致绕组对铝箔纸的电阻值越小，该电阻再与测试杆电阻串联分压，导致测得的表面电位变大。如过渡引线并联块处引出两根绝缘引水管、一根引线，如果包成一个整体进行测量，测得的表面电位值比较大，难以达到标准的要求，因此我们按接头分成三部分来进行测量；同理将汽端及励端端部接头分成根部和锥部两部进行测量。
　总之，这种测试方法发现缺陷还是比较灵敏和有效的，值得推广和使用，但试验方法和标准有待于进一步明确和完善。

唯一的方法：开工作票，停机拉闸做好安全措施，拆下发电机定子出线电缆接头，用相应的绝缘摇表测量绝缘值（非测量相应接地）。

测量发电机绝缘电阻及吸收比试验时对绝缘电阻表基本要求有：

(1) 因为高压发电机几何尺寸较大，定子绝缘都是夹层复合绝缘，几何电容电流和吸收 电流都比较大，所以绝缘电阻表要有能满足吸收过程的容量。要求绝缘电阻表额定电压下短 路电流>2mA。

(2) 有与发电机额定电压相适应的电压值，特别是对大型发电机更为重要，高压发电机 一般采用2500V绝缘电阻表。

(3) 读数范围要大，最好能采用0〜l0000M以上的绝缘电阻表。

(4) 对水冷机定子绕组绝缘阻抗测试要用专用绝缘电阻表。

(5) 200MW以上机组应测极化指数。

根据具体问题类型，进行步骤拆解／原因原理分析／内容拓展等。
具体步骤如下：／导致这种情况的原因主要是……

正规的做作：开工作票，停机拉闸做好安全措施，拆下发电机定子出线电缆接头，用相应的绝缘摇表测量绝缘值（非测量相应接地）。