淺析水輪發(fā)電機(jī)定子轉(zhuǎn)子絕緣故障及檢修技巧

陳幫學(xué)（貴州華水建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司，貴州貴陽 550002）

淺析水輪發(fā)電機(jī)定子轉(zhuǎn)子絕緣故障及檢修技巧

陳幫學(xué)
（貴州華水建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司，貴州貴陽 550002）

近幾年，隨著科技的發(fā)展，電力設(shè)備不斷完善，促進(jìn)我國電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。其中發(fā)電機(jī)的電力設(shè)備是電力系統(tǒng)中重要組成部分，它能否安全運(yùn)行直接關(guān)系著整個(gè)電力系統(tǒng)的安全系數(shù)。發(fā)電機(jī)往往由于長時(shí)間的停機(jī)檢修、絕緣老化等原因而導(dǎo)致電機(jī)定子受潮、受損等，降低其絕緣效果，影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。所以我們必須找到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子絕緣故障的具體原因，根據(jù)原因進(jìn)行合理的維修，提高其絕緣效果，保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，本文主要分析水輪發(fā)電機(jī)定子轉(zhuǎn)子絕緣故障及檢修技巧。

水輪 發(fā)電機(jī) 定子轉(zhuǎn)子 絕緣故障 檢修

為了防止發(fā)電機(jī)定子轉(zhuǎn)子絕緣性能的降低，我們對(duì)其常見的絕緣故障進(jìn)行分析、研究，找到故障發(fā)生的根本原因，然后在此基礎(chǔ)上開展維修以及檢測(cè)工作，避免在以后的運(yùn)行中出現(xiàn)相似的故障問題。確保發(fā)電機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1　水輪發(fā)電機(jī)定子轉(zhuǎn)子常見的絕緣故障即發(fā)生的原因

1.1定子常見絕緣故障及原因分析

（1）定子組絕緣受傷。水輪發(fā)電機(jī)定子繞組在檢修過程中常常因?yàn)槠鸬?、搬運(yùn)等受到擠壓、剮蹭，導(dǎo)致定子繞組發(fā)生不同程度的損壞，在檢修過程中雖然現(xiàn)實(shí)為合格，但是卻潛伏著安全隱患。比如某發(fā)電站3號(hào)水輪發(fā)電機(jī)15萬kw符合運(yùn)行中突然發(fā)生定子一點(diǎn)接地事故時(shí)，出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)線棒上有一處劃痕，發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中由于有劃痕，存在氣隙，在局部強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，會(huì)逐漸被電腐蝕擊穿。

（2）潛伏性缺陷。水輪發(fā)電機(jī)在制作和安裝過程中可能存在一些局部問題，這些問題在出廠檢驗(yàn)中沒有出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，等到發(fā)電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，這些缺陷逐漸暴露出來，這些潛伏性的缺陷容易引發(fā)絕緣事故。比如某電力系統(tǒng)中水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行8年，8年時(shí)間里沒有更換過定子線棒，在16萬kw負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中發(fā)生絕緣事故。經(jīng)過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)故障出現(xiàn)的原因是某處線棒出現(xiàn)電腐蝕現(xiàn)象，防暈層發(fā)生變酥、變色等，定子主絕緣表面出現(xiàn)大大小小的麻坑，導(dǎo)致定子線棒表面與槽壁邊緣接觸不良，在局部電廠增強(qiáng)的情況下產(chǎn)生局部游離，甚至產(chǎn)生火花放電。

（3）電力系統(tǒng)的短路故障。如果電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障，而且故障點(diǎn)距離發(fā)電機(jī)比較近，也有可能造成定子局部受傷，而導(dǎo)致絕緣事故的發(fā)生。比如發(fā)電機(jī)相間短路、短路接地、發(fā)電機(jī)不對(duì)稱等等情況都可能影響定子絕緣性能的發(fā)揮，甚至燒毀定子；另外定子線棒受潮后也可能導(dǎo)致絕緣下降；定子、轉(zhuǎn)子之間存在氣隙也可能導(dǎo)致絕緣的整體下降，特別是如果轉(zhuǎn)子空隙內(nèi)金屬硬物遺落，發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)定子絕緣破損，從而引發(fā)惡性事故。

1.2轉(zhuǎn)子常見絕緣故障及原因分析

（1）轉(zhuǎn)子集電環(huán)故障。水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中機(jī)電大軸和碳刷產(chǎn)生持續(xù)摩擦，碳粉在集電環(huán)和其支架處的隔離絕緣子上大量堆積，形成接地通道，從而引發(fā)集電環(huán)事故。另外在交流電經(jīng)整流電路轉(zhuǎn)換成直流電的勵(lì)磁系統(tǒng)中，其低壓則電纜發(fā)生破損接地，可能會(huì)引發(fā)轉(zhuǎn)子回路接地故障信號(hào)，而發(fā)電機(jī)在空轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子回路正常。

（2）不對(duì)稱短路事故。水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中也常出現(xiàn)不對(duì)稱的短路故障，特別是在非全相運(yùn)行時(shí)，釘子可能會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)系電流。轉(zhuǎn)子氣隙中有同步轉(zhuǎn)速的磁場(chǎng)，還有轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子方向相反的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，它以2倍的轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子鐵芯表面存在2被的工頻電流，由于這些原因?qū)е碌蔫F芯表面附件局部過熱，這種情況下如果繼電保護(hù)動(dòng)作不及時(shí)，會(huì)發(fā)生比較嚴(yán)重的惡性故障。

2　水輪發(fā)電機(jī)定子轉(zhuǎn)子故障預(yù)防檢修措施

2.1安全性評(píng)價(jià)

水輪發(fā)電機(jī)定子轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中往往因?yàn)殚L時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)橫破損、腐蝕、老化現(xiàn)象，這些是造成發(fā)電機(jī)絕緣故障的主要原因，而故障的消除最好的方法就是預(yù)防措施的實(shí)施。首先對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的通風(fēng)冷卻效果進(jìn)行科學(xué)的安全性評(píng)價(jià)是預(yù)防發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子各個(gè)部分零件老化的重要措施。

2.2定期檢測(cè)其鐵芯硅鋼片

發(fā)電機(jī)的鐵芯硅鋼片在運(yùn)行時(shí)常常發(fā)生位移，影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。所以要定期檢測(cè)其鐵芯硅鋼片的絕緣情況，全面檢查定子線棒表面、連接處、頭套等部位，或者通過定子鐵芯損耗試驗(yàn)檢測(cè)鐵芯運(yùn)行情況，以便更好的預(yù)防絕緣事故的發(fā)生。

2.3定期檢測(cè)發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子絕緣情況

檢測(cè)是降低絕緣事故發(fā)生的重要措施，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子主絕緣的安全性能進(jìn)行評(píng)價(jià)；進(jìn)行發(fā)電機(jī)的機(jī)組檢修時(shí)，務(wù)必要按照相關(guān)要求保持定子、轉(zhuǎn)子之間的間隙，檢修發(fā)電機(jī)時(shí)，要注重主絕緣局部強(qiáng)電場(chǎng)氣隙的檢修。對(duì)于可能引發(fā)定子、轉(zhuǎn)子惡性事故的隱患要制定好必要的應(yīng)急措施與預(yù)警方案，最大限度的降低其絕緣事故的發(fā)生。

2.4電氣預(yù)防性試驗(yàn)

對(duì)發(fā)電機(jī)中絕緣故障進(jìn)行電氣預(yù)防性試驗(yàn)，在設(shè)備投入之前或運(yùn)行中了解掌握設(shè)備的絕緣情況，以便在故障發(fā)展的初期就能夠準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并處理。不如對(duì)絕緣電阻的預(yù)防性試驗(yàn)，對(duì)大容器的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量時(shí)，絕緣電阻隨著時(shí)間的增加而增大，60s是兆歐表的讀數(shù)和15s時(shí)兆歐表讀數(shù)之間的比例就是吸收比（K），如果被檢驗(yàn)的測(cè)量品是干燥的，那么說明其泄露的電流比較小，在15s內(nèi)的電壓作用下，所吸收的電流比較大，而此時(shí)吸收比較小小，經(jīng)過60s后，充電電流抓緊接近0，這時(shí)設(shè)備處于良好的絕緣狀態(tài)，如果情況箱單，則表示設(shè)備處于不良絕緣狀態(tài)，這可能是絕緣介質(zhì)受潮所致，需要及時(shí)處理。

3　結(jié)語

總之，水輪發(fā)電機(jī)定子轉(zhuǎn)子常見的絕緣故障類型比較多，大多原因都是因?yàn)樵谄溥\(yùn)行過程中發(fā)生老化、腐蝕等原因造成的，所以在發(fā)電機(jī)平時(shí)運(yùn)行過程中應(yīng)該做好檢測(cè)、維護(hù)措施，防止線路老化與腐蝕，杜絕一系列絕緣問題的額出現(xiàn)，確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］寧國興.水輪發(fā)電機(jī)定子轉(zhuǎn)子絕緣故障原因分析及預(yù)防［J］.中國水利，2012，（12），33-34.

［2］劉勇.水電廠機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣故障分析及處理對(duì)策［J］.科技風(fēng)，2013，（19），16-18.