摘要本文主要是關(guān)于發(fā)電機(jī)定子線圈端部手包絕緣表面電位測試有關(guān)問題的探討，通過現(xiàn)場試驗(yàn)情況證明表面電位測試法在發(fā)現(xiàn)缺陷方面是靈敏和有效的。
關(guān)鍵詞 表面電位 發(fā)電機(jī)定子端部 手包絕緣
1 前言
國產(chǎn)200、300MW氫冷汽輪發(fā)電機(jī)從1983年以來多次發(fā)生定子端部相間短路事故，造成很大損失。為此，電力工業(yè)部和機(jī)械工業(yè)部下達(dá)了安生技（1994）86號文件，規(guī)定了發(fā)電機(jī)端部手包絕緣測量試驗(yàn)為發(fā)電機(jī)的重要試驗(yàn)
項(xiàng)目之一，為貫徹86號文的精神，我們在唐山華潤籌建300MW機(jī)組發(fā)電機(jī)穿轉(zhuǎn)子之前對定子線圈端部手包絕緣進(jìn)行試驗(yàn)，并進(jìn)行了一些探討，積累了一些經(jīng)驗(yàn)。
2 基本情況
汽輪發(fā)電機(jī)參數(shù)
型號 | QFSN-300-20 | 額定容量 | 300MW |
額定電壓 | 20KV | 額定電流 | 10190A |
額定頻率 | 50Hz | 相數(shù) | 3相 |
額定轉(zhuǎn)速 | 3000r/min | 接線方式 | 2-Y |
絕緣等級 | F級 | 冷卻方式 | 水氫氫 |
制造廠 | 哈爾濱電機(jī)廠 | | |
發(fā)電機(jī)定子鐵心共60槽，每槽放置兩根線棒，每根線棒由兩排空心和實(shí)心線混合編制的導(dǎo)線組成，空心銅通水對繞組進(jìn)行冷卻；在定子線圈端部，不同槽的兩根定子線棒焊接在一起，同時，通過聚四氟乙烯絕緣引水管與匯水管連接；在定子端罩下部定子線圈引出六根引線，通過過渡引線接至六根出線套管上。線圈絕緣采用多層環(huán)氧粉云母和環(huán)氧玻璃絲布包扎而成。其中汽端和勵端端部接頭手包絕緣由廠家出廠前完成，引線過渡及過渡引線接頭手包絕緣由安裝現(xiàn)場完成。
3 試驗(yàn)方法
由于安裝進(jìn)度的原因，試驗(yàn)時發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)不完善，因此我們在發(fā)電機(jī)水壓、風(fēng)壓等試驗(yàn)完成后，在定子線圈不通水的情況下，采用表面電位正接線法試驗(yàn)，即發(fā)電機(jī)定子三相繞組加直流電壓至試驗(yàn)電壓20KV，用100兆歐電阻桿串微安表逐點(diǎn)測試包鋁箔的部位，同時記錄微安表的讀數(shù)。
4 測量的部位及試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
（1）汽機(jī)側(cè)與勵磁機(jī)側(cè)端部接頭，各60點(diǎn)，要求不大于1900V。
（2）引線接頭共6點(diǎn)，要求不大于1300V。
（3）過渡引線并聯(lián)塊共6點(diǎn)，要求不大于1900V。
5 試驗(yàn)情況數(shù)據(jù)
2007年6月，我們對#1發(fā)電機(jī)手包絕緣進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)B相端部過渡引線并聯(lián)塊處手包絕緣表面電位達(dá)18000V，測試桿靠近時可明顯看到放電，經(jīng)我們逐步縮小鋁箔紙的包裹范圍，*后發(fā)現(xiàn)是絕緣盒左上角絕緣引水管處放電，經(jīng)重新包扎后合格；2007年10月，我們對#2發(fā)電機(jī)手包絕緣進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)勵端24點(diǎn)端部接頭手包絕緣電位值達(dá)10000V，經(jīng)廠家處理之后合格。以上兩處絕緣缺陷從外觀上看不到任何跡象，在處理時，也沒發(fā)現(xiàn)明顯的問題，可見，這種測試方法發(fā)現(xiàn)缺陷還是比較靈敏和有效的。從兩臺機(jī)發(fā)現(xiàn)缺陷的情況來看，這種測試方法也是必要的，現(xiàn)將*后的測試數(shù)據(jù)記錄如下：
手包絕緣引線接頭
測量部位 | A | X | B | Y | C | Z |
1#機(jī) | 電壓(V) | 1700 | 1400 | 1200 | 1700 | 1300 | 1100 |
2#機(jī) | 電壓(V) | 1500 | 1500 | 1500 | 1600 | 1500 | 1300 |
過渡引線并聯(lián)塊
測量部位 | A | X | B | Y | C | Z |
1#機(jī) | 電壓(V) | 1000 | 1300 | 1200 | 1300 | 1300 | 1000 |
2#機(jī) | 電壓(V) | 1300 | 1200 | 1000 | 1300 | 1200 | 1300 |
汽、勵端端部接頭
1#機(jī)在
500V-1900V之間，大部分在1200V-1800V之間；2#機(jī)由于制造廠在端部接頭處多加了一層絕緣套，測得表面電位大大降低，為1000V-1400V之間。
6 幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)及建議
針對兩部“汽輪發(fā)電機(jī)定子線圈端部手包絕緣狀態(tài)測量方法及標(biāo)準(zhǔn)評審會議紀(jì)要”附件一《測量方法及判斷標(biāo)準(zhǔn)》，我有幾點(diǎn)建議：
一、 包絕緣引線接頭及過渡引線并聯(lián)塊由于處于發(fā)電機(jī)端罩下部，大部分地方測試時測試桿不易點(diǎn)到，可在測試前導(dǎo)線讓這些部位導(dǎo)線引出，測試時就比較方便。
二、 發(fā)電機(jī)不通水的情況下進(jìn)行試驗(yàn)，要求先將定子冷卻水徹底吹凈，但如何檢驗(yàn)冷卻水是否吹凈只有通過測量發(fā)電機(jī)的絕緣電阻來實(shí)現(xiàn)，即用兆歐表直接發(fā)電機(jī)繞組對地的絕緣，兆歐表的屏蔽端不接匯水管而懸空，一般其絕緣值達(dá)50兆歐以上。
三、
在發(fā)電機(jī)不通水的情況下進(jìn)行試驗(yàn)需要的試驗(yàn)設(shè)備比較小，只需額定輸出容量2mA的
直流高壓發(fā)生器即可，我們試驗(yàn)時，測得的泄露電流僅0.5mA。
四、 測試采用100兆歐電阻桿串微安表即可，沒必要在電阻桿的探針上再并靜電電壓表，因?yàn)橥ㄟ^微安表的讀數(shù)和電阻桿電阻值即可計(jì)算出表面電位，由于靜電電壓表內(nèi)阻高，并聯(lián)之后對數(shù)據(jù)沒有影響，但引起測試的不便，試驗(yàn)接線的復(fù)雜。
五、 發(fā)電機(jī)手包絕緣包完后干燥4-5天即可進(jìn)行表面電位測試，我們對干燥4-5天與干燥15天的同一部位進(jìn)行測量發(fā)現(xiàn)表面電位無明顯變化。
六、 關(guān)于鋁箔紙包裹的部位《測量方法及判斷標(biāo)準(zhǔn)》比較含糊，有待于進(jìn)一步明確，在試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)鋁箔紙包裹的面積越大，測得的表面電位值也越小，這其實(shí)也不難理解，鋁箔紙包裹的面積越大必然導(dǎo)致繞組對鋁箔紙的電阻值越小，該電阻再與測試桿電阻串聯(lián)分壓，導(dǎo)致測得的表面電位變大。如過渡引線并聯(lián)塊處引出兩根絕緣引水管、一根引線，如果包成一個整體進(jìn)行測量，測得的表面電位值比較大，難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此我們按接頭分成三部分來進(jìn)行測量；同理將汽端及勵端端部接頭分成根部和錐部兩部進(jìn)行測量。
總之，這種測試方法發(fā)現(xiàn)缺陷還是比較靈敏和有效的，值得推廣和使用，但試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)有待于進(jìn)一步明確和完善。
參考文獻(xiàn)：
1. 趙旺初，國產(chǎn)大型汽輪機(jī)繞組端部的質(zhì)量問題，電工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，1992（2）。
2. 郗常驥，1991~1993年東北電網(wǎng)200MW及以上汽輪機(jī)故障統(tǒng)計(jì)分析，東北電力技術(shù)，1995（1）。
3. 董剛，QFSN-200-2型發(fā)電機(jī)端部絕緣缺陷的消除，東北電力技術(shù)，1995（2）。
作者簡介：邢桂芹1974年10月出生，西安交通大學(xué)電氣學(xué)院畢業(yè)，工程師，工作單位唐山賽德熱電有限公司，現(xiàn)從事300MW機(jī)組電氣籌建工作。