新建大型發電機組電氣絕緣及耐壓交接試驗分析

譚大治，賈麗，朱國輝

（中國華電科工集團有限公司，北京 100160）

0 引言

對于新建大型火電發電機組，其冷卻方式多為水氫氫冷卻方式，本文闡述了大容量發電機進行絕緣測試試驗和交流耐壓測試的具體方法及注意事項，針對該冷卻類型發電機組的絕緣測試試驗和交流耐壓試驗進行了探討[1]。

1 大型發電機絕緣測試試驗

1.1 電氣絕緣試驗簡介

火電廠新建大型發電機的交接試驗依據《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準GB 50150-2016》，用來檢查發電機在投入運行前有無缺陷，運輸中有無損壞等。

1.2 發電機通水前后定子繞組的絕緣電阻和吸收比或極化指數的區別

發電機定子繞組的絕緣電阻和吸收比或極化指數在測試時分為兩個階段，第一個階段是在發電機定子線圈未通水前測量，第二個階段是在發電機定子線圈通水后測量。區別一：測試儀器不同，第一個階段，測試發電機定子繞組絕緣時，采用普通絕緣電阻表就可以；第二個階段，需用專用搖表，三個極線，E對地，L對繞組，另外一根接匯水管。區別二：第一個階段是只測量定子繞組絕緣；第二個階段是測量發電機定子繞組主絕緣，不僅包括槽部、端部和引出套管，還包括了絕緣引水管及其中冷卻水的絕緣。測量出的數據不同，如下表，為某發電廠容量為600MW的 #1發電機絕緣實測數據，詳見表1。

表1 發電機通水前后絕緣電阻試驗結果

1.3 發電機內冷水水質要求及質量標準

根據《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量GB/T12145-2016》的規定,我國發電機內冷水質量標準如下：電導率（25℃）≤2.0μs/cm，銅含量＜20μg/L，pH值（25℃）＞8.0～8.9。因此，該發電機未通水前，定子繞組絕緣符合規程要求，通水后只要提高水內冷發電機的水質就可以達到絕緣要求[2]。

2 大型發電機交流耐壓試驗的分析

2.1 該發電機參數如下表，見表2

表2 發電機參數

2.2 發電機循環冷卻水影響發電機交流耐壓的原因及解決方法

該發電機進行交流耐壓時，發電機的循環冷卻水質總是不合格，廠家要求冷卻水電導率小于1.5μs／cm， 而現場實際冷卻水電導率達不到廠家要求。為了不影響工程進度，保證試驗順利完成，我們采取了這樣一種方法：正常情況下，定子水路總進、出水匯流管分別裝在勵端和汽端的機座內，運行時需接地，但本現場為匯流管死接地。冷卻水從勵端的總進水匯流管通過連接的聚四氟乙烯絕緣引水管流入定子線棒，再從線棒出水接頭通過絕緣引水管流入總出水匯流管，另有冷卻水從勵磁機端的總進水匯流管進入，也通過絕緣引水管流經繞組引線，即線圈端部連接線，主引線及中性點母線后，進入出線盒中的小匯流管，再從外部管道流入汽端總出水匯流管，然后一起引出到外部總出水管，流回定子水箱[3]。

我們采取的方法是：總出水匯流管流出的冷卻水不引出到外部總出水管，不流回定子水箱，不讓冷卻水在發電機內部循環，而是直接把冷卻水排放掉。然后在總進水匯流管處檢測冷卻水，測得冷卻水電導率小于1.5μs／cm，說明冷卻水導電率符合要求，同時監視總出水匯流管處進行水質監視，經過一段時間后，流出的冷卻水水質檢測結果也小于1.5μs／cm，滿足發電機交流耐壓試驗前要求。

2.3 發電機耐壓前定子繞組對地電容的確定方法及試驗容量的確定

進行交流耐壓試驗前，需了解被試繞組的電容量。可通過查詢廠家設計數據，且根據公式計算得出本發電機定子繞組每相對地電容量。

C=εε0·S/δ

式中，ε—介電常數。取5F/m; ε0—真空介電常數；取8.85×10-12F/m；S—上下層銅線面積，cm2；δ—單邊絕緣厚度，mm。

通過查詢發電機廠家出廠圖紙，可以查詢上下層銅線面積S和單邊絕緣厚度δ，將有關參數代入公式，可以計算出發電機定子繞組單相對地電容，并參考表3所列出發電機繞組單相對地電容，進行參考：

表3 汽輪發電機參考電容值

2.4 發電機交流耐壓采取串聯調頻諧振的方法

串聯諧振的基本原理：

由于600MW發電機被試繞組對的電容量大，采用串聯諧振原理及耐壓試驗設備。試驗原理如圖1所示。

圖1 試驗原理原理圖

發電機串聯諧振耐壓是在接近50Hz的頻率進行的試驗，串聯諧振耐壓法減小了試驗電源和試驗儀器容量并提高了試驗的準確性。我們所采用的的試驗設備是發電機耐壓測試儀型號為HVFRF，試驗頻率接近工頻。試驗結果見表4。

表4 發電機通水后交流試驗結果

3 綜述

通過上述分析，我們知道，在進行對新建大型發電機組交接試驗時，用上述分析方法可以合理的、安全可靠的進行交接試驗，避免了安全隱患和事故的發生。