淺談水淹發電機組定子絕緣處理方法

摘要：吉林兩江水輪發電機（SF20-20/4250）裝機容量為3×2萬kW·h機組，絕緣等級為B級，采用粉云母帶環氧熱固性絕緣，由湖南零陵水力發電機制造有限公司生產。年設計發電量為1.93億kW·h。裝機水頭67m，年利用率達3216h，2013年8月16日電站遇到二百年一遇的洪水，發電機組整體淹沒，整個發電機幾乎被油、水、泥沙浸泡7天。洪水過后經過排水、搶修、試驗等過程，于2014年01月20日發電機重新投產運行。本文對發電機定子修復過程進行總結分析，旨在為相關行業的技術人員提供參考。

關鍵詞：定子線圈 ?外絕緣層 ?交、直流耐壓試驗

1 項目背景

三臺發電機組，處理順序為二號發電機組、一號發電機組、三號發電機組，因為每臺機組搶修耗時間較長，一般為30多天，導致三臺機出現不同狀況，采取了不同的處理方法，并對現場存在的問題進行研討。現對存在現象進行了分類。二號發電機在經烘干干燥之后，進行直流耐壓時，加至2.0Ue電壓時，A相擊穿，B、C相通過。一號機使用純干燥方法，后運行一段時間后，發生端部斷線，于2014年5月重新更換局部線圈。三號機以干燥處理運行至今比較穩定。在一、二、三號發電機定子絕緣處理過程中，發現存在以下現象：外觀絕緣層有起包或層面鼓起，二號發電機組損壞線棒，有明顯的起層。在二號發電機擊穿線棒解釋中發現，擊穿端部尤為明顯;一號機下端部絕緣端盒里的樹脂，出現不同程度的裂縫，端盒蹦裂，存在五十多處不同程度的損壞;在拆二號機定子線棒用碳極加熱時，明顯能看到有細氣流（白色）噴出（隨焊錫的烤落，氣流方向應向內）;三號發電機絕緣測試：按規程要求利用2500V搖表進行測量時，三相絕緣絕對值相對平衡，使用5000V搖表進行測試時，發生三相不平衡現象。

2 水淹發電機絕緣處理方法

①發電機定子線圈絕緣進行干燥處理。

②拆除定子線圈兩端端盒，烤去焊錫，再進行干燥處理。

③局部定子線圈進行更換處理。

④起出定子線圈，烤凈焊錫，再進干燥室進行干燥處理。

⑤更換定子線圈及重新下線。

⑥更換定子線圈及定子錢芯。

在各項方法中因為轉子電壓低、絕緣強度要求不高（高于0.5ΩM），主要考慮發電機定子絕緣處理，轉子絕緣經清理、清掃、沖洗（絕緣洗滌濟）、干燥一般都能夠滿足要求。

3 針對處理方法分析

3.1 水淹發電機定子線圈絕緣進行干燥處理

適用于短時間內水浸發電機定子繞組，絕緣受到破壞程度較低，通常會用不斷去加溫（低于80℃）干燥方法提高絕緣，當絕緣提高到一定的恒定值后，去掉熱源，進行絕緣跟蹤。

3.2 拆除定子線圈兩端端盒，烤去焊錫，再進行干燥處理

水淹發電機定子線圈不拆除的情況下進行，優點：此方法省工省料，絕緣強度有明顯的提高，穩定性能好。缺點：端部二道箍部位的油泥物、線棒層間油碳混合物清理不清，存在隱患。

3.3 局部定子線圈進行更換處理

水淹發電機定子經過清洗、清理后，進行簡單干燥處理，待絕緣基本穩定以后。忽視泄漏電流（偏高）進行強迫交、直流耐壓。直流試驗電壓采用2Ue電壓，交流試驗電壓采用1.3Ue電壓進行耐壓，產生擊穿，更換擊穿的局部線圈，絕緣電阻有大幅提高。例如本電站二號發電機參數見表1。

表1 ?二號發電機定子線圈測試數據

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兩江電站二號發電機，經過一周的清理、清掃工作后，經過一次72小時的干燥。做直流耐壓試驗，擊穿A相線圈，考慮到發電機定子線棒需要更換，直接做B、C項的交流耐壓試驗，各擊穿一點，更換擊穿線圈。線圈起出后在干燥室加熱干燥，未損壞線圈經2.5Ue交流耐壓試驗，重新下線。絕緣值達到受災前期的90%以上。

3.4 起出定子線圈，烤凈焊錫，再進干燥室進行干燥處理

此方法，適用于運行十年以上機組，發電機定子線圈絕緣可靠，鐵芯的絕緣良好。拆下整體線圈、干燥處理后，進行試驗，下線。關健工作為下線前線棒的試驗電壓采用2.5倍的額定電壓（2.5Ue）合格后，重新回裝。推薦此方法。

3.5 更換整體定子線圈

適用于運行二十年以上的老機組。發電機定子線圈絕緣有些老化，在水淹之前發電機定子線圈絕緣不到出廠時絕緣的60%，或短時間內絕緣有明顯的下降的發電機組。

缺點：定制線圈時間與下線圈時間較長;重新起線棒，下新線等工作量大;投入資金大。優點：提高整體絕緣強度。

3.6 更換定子線圈及定子錢芯

適用于運行二十年以上的老機組。發電機定子線圈絕緣有些老化，在水淹之前發電機定子線圈絕緣不到出廠時絕緣的60%。發電機出力明顯下降。外觀檢查，鐵芯有明顯銹蝕現象或經鐵損試驗確定發電機鐵芯絕緣下降較嚴重。

缺點：資金投入大;恢復周期長;工作量大。

優點：完全改善發電機定子絕緣，提高發電機出力。

4 發電機定子絕緣下降原因及現狀說明

發電機組定子線圈外部受浸一般都是短時間內水浸漬，長時間水淹的機組，發電機內部絕緣受到水浸漬，導致絕緣等級下降的，一般情況下的干燥方法都不見得見效。能達到受潮前的百分之五十到七十就算不錯的要求。其原因：

①內部受潮，經烘干干燥后，滲進去的水，不會輕易經烘干，排擠到絕緣層外，而是經干燥后，變化成水汽，分散在內絕緣層內。

②由于水變成水汽，產生汽壓，而使一部分絕緣層受到氣壓的破壞。

③由于氣壓，而導致其水汽分子，在內絕緣層內移動，造成新的破壞。

④在干燥及耐壓過程中，絕緣層受到了一定程度的損傷。

5 水淹發電機定子線圈絕緣下降處理方案綜合比較

推薦方法一：最佳方案起出線圈，經烘干室烘干，經試驗合格后，重新下線。線棒內的水汽得到充分的發揮，減少加熱時線棒伸縮而帶來的機械力損壞，提高整體絕緣。有利于更換綁線、套箍、墊條、端盒等受損部件。使發電機部件得到了改善。

推薦方法二：出于經濟考慮，采用拆除定子線圈兩端端盒，烤去焊錫，再進行干燥處理。整體絕緣得到大幅度的提高。

6 結束語

在發電機被水淹后，由于水中存在著油污、沙、泥等許多雜質，應及時采取不同方法對發電機本體和定子線圈及鐵芯等部位進行徹底清掃和處理，以免油、沙、泥混合污物對線棒的絕緣及鐵芯產生浸漬腐蝕。烘干室的溫度不易超過80℃。在各種推薦方法使用中，注意清理、清掃發電機定子鐵芯銹蝕的處理，認真檢查有銹蝕地方，有必要做防銹處理。水淹發電機定子不要簡單使用烘干的方法去提高絕緣，最佳方案起出線棒，在烘干室內進行干燥，進行單線棒試驗后，重新下線。

參考文獻：

[1]包蕾.高壓電機定子繞組絕緣結構的設計[J].硅谷，2008（17）.

[2]王以軍，王小建，劉云鵬.沙河抽水蓄能電站2號機上導擺度超標的分析與處理[J].水力發電，2007（09）.

[3]段德榮，談永忠，王小建，魏力.沙河抽水蓄能電站機組運行缺陷淺析[J].水力發電，2007（09）.

[4]楊斌文，蘇滿紅.電動機繞組的絕緣干燥處理[J].上海大中型電機，2006（01）.

作者簡介：李今哲（1965-），男，吉林安圖縣人，技術監督專責工程師，吉林兩江水力發電股份有限公司生產技術部。