浅析水轮发电机定子转子绝缘故障及检修技巧

2015-04-28陈帮学贵州华水建设项目管理有限公司贵州贵阳550002

中国科技纵横 2015年8期

陈帮学（贵州华水建设项目管理有限公司，贵州贵阳 550002）

陈帮学
（贵州华水建设项目管理有限公司，贵州贵阳 550002）

近几年，随着科技的发展，电力设备不断完善，促进我国电力系统的安全、稳定运行。其中发电机的电力设备是电力系统中重要组成部分，它能否安全运行直接关系着整个电力系统的安全系数。发电机往往由于长时间的停机检修、绝缘老化等原因而导致电机定子受潮、受损等，降低其绝缘效果，影响电力系统的安全运行。所以我们必须找到发电机转子、定子绝缘故障的具体原因，根据原因进行合理的维修，提高其绝缘效果，保障电力系统的安全运行，本文主要分析水轮发电机定子转子绝缘故障及检修技巧。

水轮发电机定子转子绝缘故障检修

为了防止发电机定子转子绝缘性能的降低，我们对其常见的绝缘故障进行分析、研究，找到故障发生的根本原因，然后在此基础上开展维修以及检测工作，避免在以后的运行中出现相似的故障问题。确保发电机的安全、稳定运行。

1　水轮发电机定子转子常见的绝缘故障即发生的原因

1.1定子常见绝缘故障及原因分析

（1）定子组绝缘受伤。水轮发电机定子绕组在检修过程中常常因为起吊、搬运等受到挤压、剐蹭，导致定子绕组发生不同程度的损坏，在检修过程中虽然现实为合格，但是却潜伏着安全隐患。比如某发电站3号水轮发电机15万kw符合运行中突然发生定子一点接地事故时，出现保护动作，检测发现线棒上有一处划痕，发电机在运行中由于有划痕，存在气隙，在局部强电场的作用下，会逐渐被电腐蚀击穿。

（2）潜伏性缺陷。水轮发电机在制作和安装过程中可能存在一些局部问题，这些问题在出厂检验中没有出现异常现象，等到发电机运行一段时间后，这些缺陷逐渐暴露出来，这些潜伏性的缺陷容易引发绝缘事故。比如某电力系统中水轮发电机运行8年，8年时间里没有更换过定子线棒，在16万kw负荷运动中发生绝缘事故。经过检测发现故障出现的原因是某处线棒出现电腐蚀现象，防晕层发生变酥、变色等，定子主绝缘表面出现大大小小的麻坑，导致定子线棒表面与槽壁边缘接触不良，在局部电厂增强的情况下产生局部游离，甚至产生火花放电。

（3）电力系统的短路故障。如果电力系统发生短路故障，而且故障点距离发电机比较近，也有可能造成定子局部受伤，而导致绝缘事故的发生。比如发电机相间短路、短路接地、发电机不对称等等情况都可能影响定子绝缘性能的发挥，甚至烧毁定子；另外定子线棒受潮后也可能导致绝缘下降；定子、转子之间存在气隙也可能导致绝缘的整体下降，特别是如果转子空隙内金属硬物遗落，发电机在运行过程中可能会出现定子绝缘破损，从而引发恶性事故。

1.2转子常见绝缘故障及原因分析

（1）转子集电环故障。水轮发电机在运行过程中机电大轴和碳刷产生持续摩擦，碳粉在集电环和其支架处的隔离绝缘子上大量堆积，形成接地通道，从而引发集电环事故。另外在交流电经整流电路转换成直流电的励磁系统中，其低压则电缆发生破损接地，可能会引发转子回路接地故障信号，而发电机在空转时转子回路正常。

（2）不对称短路事故。水轮发电机在运行中也常出现不对称的短路故障，特别是在非全相运行时，钉子可能会产生较大的负系电流。转子气隙中有同步转速的磁场，还有转速与转子方向相反的负序旋转磁场，它以2倍的转速切割转子，在转子铁芯表面存在2被的工频电流，由于这些原因导致的铁芯表面附件局部过热，这种情况下如果继电保护动作不及时，会发生比较严重的恶性故障。

2　水轮发电机定子转子故障预防检修措施

2.1安全性评价

水轮发电机定子转子在运行过程中往往因为长时间的运转发横破损、腐蚀、老化现象，这些是造成发电机绝缘故障的主要原因，而故障的消除最好的方法就是预防措施的实施。首先对水轮发电机组的通风冷却效果进行科学的安全性评价是预防发电机定子、转子各个部分零件老化的重要措施。

2.2定期检测其铁芯硅钢片

发电机的铁芯硅钢片在运行时常常发生位移，影响发电机的正常运行。所以要定期检测其铁芯硅钢片的绝缘情况，全面检查定子线棒表面、连接处、头套等部位，或者通过定子铁芯损耗试验检测铁芯运行情况，以便更好的预防绝缘事故的发生。

2.3定期检测发电机定子、转子绝缘情况

检测是降低绝缘事故发生的重要措施，根据检测结果和试验数据对发电机定子、转子主绝缘的安全性能进行评价；进行发电机的机组检修时，务必要按照相关要求保持定子、转子之间的间隙，检修发电机时，要注重主绝缘局部强电场气隙的检修。对于可能引发定子、转子恶性事故的隐患要制定好必要的应急措施与预警方案，最大限度的降低其绝缘事故的发生。

2.4电气预防性试验

对发电机中绝缘故障进行电气预防性试验，在设备投入之前或运行中了解掌握设备的绝缘情况，以便在故障发展的初期就能够准确及时地发现并处理。不如对绝缘电阻的预防性试验，对大容器的绝缘电阻进行测量时，绝缘电阻随着时间的增加而增大，60s是兆欧表的读数和15s时兆欧表读数之间的比例就是吸收比（K），如果被检验的测量品是干燥的，那么说明其泄露的电流比较小，在15s内的电压作用下，所吸收的电流比较大，而此时吸收比较小小，经过60s后，充电电流抓紧接近0，这时设备处于良好的绝缘状态，如果情况箱单，则表示设备处于不良绝缘状态，这可能是绝缘介质受潮所致，需要及时处理。