發電機定子泡水后的處理及試驗分析

摘 要：XX電站在裝好機組等待大壩蓄水發電時突發洪水，造成整個廠房被水淹沒，水輪發電機定子、轉子全部浸沒在含有大量油污、泥沙的水中。文章通過對該電站水泡過的發電機定子線圈進行處理的過程進行剖析，分析其成功處理定子的經驗，為同行日后處理同樣的發電廠水泡定子事故做一定的參考。

關鍵詞：絕緣；干燥；溫度

福建XX水電站裝機容量為兩臺5000KW的燈泡貫流式機組。在裝好機組等待大壩蓄水發電時突發洪水，造成整個廠房被水淹沒，水輪發電機定子、轉子全部浸沒在含有大量的油污、泥沙的水中。事故發生后，如何對泡水后的水輪發電機定子進行處理，使其能正常工作？一開始，安裝單位把機組拆開、清洗，做了簡單干燥后對機組進行了回裝。回裝后對機組測絕緣，只有0.5M？贅。通知廠家到現場后，由于沒有這方面的處理經驗，機組反復處理了半個多月，絕緣還是沒有上去。后我們公司技術人員趕到現場，根據經驗，花費四天時間完成了機組處理，并且試驗合格，實現了機組安全并網發電。

現將機組在裝好狀態下的絕緣處理過程記錄、分析如下：

1 原安裝單位按廠家要求的干燥處理經過：

在安裝單位把機組拆開、清洗，做簡單干燥后對機組進行回裝后，機組絕緣不達標情況下，安裝單位請求廠家到現場協助處理。在廠家的指導下，嚴格按照廠家要求，先進行清洗，再用直流焊機按照限額溫度進行干燥。依據規范，其限額為：

（1）定子繞組表面溫度不能超過85℃。

（2）定子鐵芯溫度最高不得超過90℃。

定子在溫度為80℃干燥了半個月，干燥結束后對機組測絕緣，絕緣在80℃時達到200M，但等溫度降到40℃時，絕緣下降到3M。針對此現象，廠家認為是泥沙雜物沒有清洗干凈所致。于是用電機專用清潔液或洗衣粉兌水清洗，再用清水清洗數次至表面污物完全清除為止。清洗完畢后，再將定、轉子靜置2小時后對其進行烘干處理。如此反復做了三次，現象依舊，每次干燥結束在高溫下絕緣都很好，但是一旦溫度降下來，絕緣也隨之降下來了。

2 我司技術人員經分析后的干燥處理經過：

應安裝單位要求，我司技術人員到現場進行處理。技術人員到場后對三次干燥的結果數據和干燥過程的溫度控制進行了分析，認為原處理過程中，按廠家的要求干燥的溫度太低，達不到干燥的目的。經與業主協商溝通后，決定按我司的方案進行處理。其處理過程如下：

2.1 發電機定子夾具的烘干

首先，技術人員將發電機出口夾具及線條夾具拆卸，用酒精或丙酮對其進行清洗，洗凈后靜置1～2小時，將其放入恒溫箱或烘箱內烘干。溫度應控制在95℃以下，烘干12個小時。

2.2 轉子的干燥

在我司的處理方案中，處理方法是采用發電機空轉，用出口三相短路法對發電機定子進行干燥。為了保證干燥的安全性，在干燥定子前，須先對轉子干燥，在轉子絕緣達到一定要求時才能在轉子內加電流干燥定子。現場采用800A直流電焊機，對轉子繞組外加電流進行烘干。直流電焊機電流大小不應大于發電機轉子額定電流。調整焊機電流使轉子溫度升至105℃，時間控制在4～8小時之間，再將轉子溫度降到100℃持續干燥24小時。緩慢調節外加電流使轉子溫度在3～5小時降至室溫，用1000V絕緣搖表對其繞組絕緣電阻進行檢查，轉子繞組的絕緣電阻不低于0.5MΩ。

2.3 定子的干燥

在轉子絕緣達到要求后，我們用三相短路法對定子干燥，具體做法是發電機按正常流程開到空轉狀態，發電機出口用足夠過流能力的銅排短接在一起，關閉定子冷卻風機和冷卻水泵，用800A的直流焊機做勵磁，調節發電機定子電流不超過額定電流，利用短路電流對定子進行干燥。發電機定子艙應該留有觀察孔，即留下幾塊擋風板先不要裝，以便觀察轉、定子繞組有無電弧產生。短路干燥具體接線為：在10KV開關柜內D點處（開關上端）用銅排將出線短接，利用保護裝置和測量CT監視短路電流的變化，用PT監視發電機電壓，調節直流焊機電流，使定子電流緩慢上升。與此同時監視定子溫度變化使其5～8小時內升至105℃，至105℃后持續干燥24小時，在干燥過程中，安排1～2人定時記錄絕緣電阻及繞組溫度。溫度自干燥開始時每小時記錄一次。受潮繞組在干燥初期，由于潮氣蒸發的影響，絕緣電阻明顯下降，隨著干燥時間的增長，絕緣電阻逐漸升高，在干燥24小時后，在發電機不停機的狀態下每隔1個小時測量絕緣電阻，連續5個小時，絕緣電阻穩定在2300M？贅，停下機來等機組冷卻到室溫再測量吸收比（60S/15S）為2000M？贅/50M？贅，根據相關規范：通過試驗定子各相應符合：各相絕緣電阻的不平衡系數不大于2，吸收比不小于1.3，我們認為定子已經干燥完成。

3 干燥處理完成后的試驗

定子干燥完成后，我們與業主、監理、廠家經過協商，對發電機定子以預防性規范的標準進行試驗，其考慮的因素主要是：

3.1 發電機定子經長時間浸泡，絕緣材料有一定的損傷。

3.2 發電機定子已經裝好，轉子沒有抽出來，相關的空隙不一定能滿足安全靜距。

3.3 業主出于效能考慮，要求盡量保守，對破壞性試驗要求盡量慎重。

鑒于以上原因，故試驗的標準選擇為直流耐壓采用2U，交流耐壓采用1.5U，試驗結果如下：

（1）定子絕緣電阻及交流耐壓試驗：記錄溫度為：28℃濕度60%

（2）定子直流泄漏值如下

試驗結果表明定子干燥處理已經達到預期要求，滿足投入生產條件。

4 結束語

經過長達一個多月的處理，終于實現了機組的安全并網發電，整個過程有點曲折。事后，我們對整個過程進行了分析，認為主要是原來廠家沒有處理泡水定子的經驗，拘泥于廠家說明書，一直保持干燥溫度不超過85℃，導致潮氣一直無法烘出來，在溫度下降后潮氣凝露致使絕緣下降。在后面的干燥處理中，由于發電機定子采用的是F級絕緣，在150℃以下的溫度進行干燥并不會對絕緣材料產生損傷，所以我們認為對泡水過的定子其干燥溫度應該要在100℃以上才能有效果。事實證明，當溫度上升至105℃時，潮氣迅速氣化，發電機定子機艙里很快便充滿霧氣并且向廠房排出，絕緣材料得到真正的干燥，在溫度下降后，絕緣也沒有大幅度下降。隨后的試驗及并網發電也證實了我們的處理經過得當。

參考文獻

[1]李建明，朱康.高壓電氣設備試驗方法[M].北京：中國電力出版社，2001.