張河灣電站發電機定子繞組電腐蝕原因分析及處理

路 建，王國柱，任 剛，黃 嘉

（河北張河灣蓄能發電有限責任公司，河北 石家莊 050300）

張河灣電站發電機定子繞組電腐蝕原因分析及處理

路 建，王國柱，任 剛，黃 嘉

（河北張河灣蓄能發電有限責任公司，河北 石家莊 050300）

對張河灣電站發電機定子繞組電腐蝕問題進行介紹，對形成的原因進行分析，針對電站發電機定子繞組的電腐蝕問題提出解決方案及日后的預控措施。

發電機；定子繞組；電腐蝕；處理

0 引言

張河灣電站位于河北省石家莊市井陘縣測魚鎮附近的甘陶河干流上，電站總裝機容量為1 000 MW，安裝4臺單機容量250MW的單級混流可逆式水泵水輪機組。電站額定水頭305m，年發電量16.75億kW·h，年抽水電量22.04億kW·h。電站發電機由日本富士電機生產，型號為GDH7057S－09，額定電壓15.75kV，槽數216，每槽線棒數2個，絕緣等級F級，繞組采用疊繞組，冷卻方式為自然風冷，發電機定子線棒主絕緣與防電暈層之間涂有半導體漆，繞組端部與匯流排采用環氧粉云母帶包裹加涂絕緣漆的方式，4臺發電機組相繼于2008～2009年陸續投產，運行穩定。

1 電腐蝕問題簡述

2015年11月，張河灣電站在進行3號機組檢修時，發現定子繞組線棒端部、主引線出口部位的支撐區域等多處有電暈現象，部分部位電暈已形成腐蝕，定子繞組的斜邊墊塊、絕緣盒等區域不同程度存在霉變，經過現場的判斷及分析，判定發電機繞組的電腐蝕是一個長期的逐步形成的過程。具體表現為：在絕緣支撐固定匯流環的兩側有白色粉末，匯流環固定支撐填充毛氈出現了粉化現象，用鋼質鉤進行清理時，匯流環固定支撐填充毛氈形成了白色粉末脫落，部分毛氈出現發黃的異常，同時，在異相匯流環支撐之間出現了表面黑化、絕緣毛氈成粉末脫落，在空隙間，堆積有白色粉末。

圖1 匯流排固定支撐處電腐蝕情況

圖2 定子繞組主引線出口部位電腐蝕情況

2 電腐蝕的形成機理

2.1 定子繞組端部及匯流排處電腐蝕形成原因

定子繞組端部及匯流排由于暴露在定子上端部及下端部，容易受到踩踏和磕碰；機組振動引起匯流排與支撐體間產生輕微摩擦，長期的作用會導致防暈層或者絕緣表面損傷，發生電腐蝕，此外，灰塵也是加劇電腐蝕的一個重要因素[1]。

2.2 定子線棒電腐蝕形成原因

我國自20世紀50年代研制成功B級膠環氧粉云母絕緣（簡稱黃絕緣）技術以來，在大中型高壓發電機制造工藝上得到了普遍應用，國外發電機制造也普遍采用這種技術，其后，隨著材料技術的不斷提高，發電機線棒的絕緣性能大大提高，但也帶來了新的問題。相比于前一代定子線棒瀝青云母帶浸膠絕緣技術（黑絕緣），環氧云母絕緣在受熱后沒有彈性，在線棒進槽后，線棒與鐵芯間存在不同程度的間隙，在電場作用下，這些微小的間隙會使線棒防暈層與定子槽壁產生容性放電，發電機組長時間運行，將會引起線棒表面產生電腐蝕和損傷。電腐蝕輕者，使線棒防暈層及主絕緣表面變白并有不同程度的蠶食；嚴重者防電暈層損壞，主絕緣外露或出現麻點，引起線棒表面防暈層乃至主絕緣、墊條的燒損[2]。

3 張河灣發電機定子繞組電腐蝕原因分析

張河灣電站此次檢修發現的定子繞組電腐蝕主要發生在中性點區域及定子引出線部位，線棒內部的電腐蝕要在機組大修解體時才能發現。針對電腐蝕產生的機理，結合張河灣電站投產后機組運行的實際情況，分析張河灣發電機定子繞組電腐蝕的具體原因為：發電機部分部位由于建設時期廠房環境較差，有泥漿污染的痕跡，后期也未能徹底清除，造成匯流環固定支撐被污染；電站投產初期，廠房通風空調系統功能不健全，除濕效果較差，同時，機組停機備用時間長，風洞加熱器投入時間短，導致定子繞組產生結露，形成了局部潮濕；這也是導致定子繞組的斜邊墊塊、絕緣盒等區域不同程度存在霉變的主要原因；定子繞組匯流排部位處于繞組出口區域，在大電流、高電壓以及定子繞組泄露電流的長期作用下，容易造成異相之間絕緣表面逐步形成電腐蝕。

4 現場處理及預控措施

4.1 現場處理

針對電腐蝕形成的原因，張河灣電站采取先清理后修復的處理原則，對每一處電腐蝕部位進行處理。具體工藝為：對每一處電腐蝕形成的粉末、碳化物進行清理，清理在電腐蝕作用下已經發黃的毛氈。清理絕緣支撐板、匯流環表面碳化、電腐蝕發黑等異常表面，必要時拆除表面腐蝕的絕緣；使用砂紙對電腐蝕區域進行輕微打磨，為重新噴涂絕緣漆做好準備，打磨完成后使用強力吸塵器清理整個作業面，確保無粉塵存在；使用無水乙醇或丙酮對整個電腐蝕區域進行清洗，清洗完畢后使用熱風槍進行干燥處理，熱風槍作業時間為24 h；由專業人員使用滲透清洗液進行滲透清理，4 h后，用無水乙醇或丙酮清理干凈清洗區域；然后，進行表面絕緣的恢復處理；待表面絕緣固化后，進行表面絕緣漆噴涂作業，采用熱風加熱固化的方式完成表面絕緣漆的固化。

4.2 預控措施

將匯流排固定支撐與匯流排固定接觸部位作為機組定期檢查項目，對匯流排固定支撐與匯流排固定接觸部位定期進行清掃擦拭；加強對檢修作業人員的培訓，在發電機定子端部及匯流排處工作時做好設備的保護，防止碰撞、踩踏匯流排；加強對發電機定子繞組局放數據的監測，納入定期工作內，做好數據的分析及對比，直流耐壓試驗、絕緣測試等試驗數據也要做好分析，及早發現潛在的缺陷。

5 定子繞組試驗情況

（1）定子繞組絕緣電阻和吸收比測量（表1）

表1

（2）定子繞組直流耐壓及泄露電流測量（表2）

TV738

B

1672-5387（2016）12-0047-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.12.017

2016-08-29

路 建（1973-），男，工程師，從事抽水蓄能電站生產管理工作。