发电机定子绕组击穿后处理分析

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1、发电机定子绕组击穿后的处理分析          发电机定子绕组击穿后的处理分析作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-2410:18:54卢明河南电力试验研究所高压室，河南省郑州市4500521　概述　　1998年12月20日，对洛阳热电厂改扩建工程1号发电机定子绕组进行直流耐压试验。该发电机由俄罗斯制造，交接试验直流耐压值按照俄方意见为45kV。首先对B相进行耐压试验，A、C相短路接地，当电压升至43kV时，直流高压发生器保护动作，电压突然降至零。然后测量B相绕组绝缘为0．2MΩ。排

2、除外部出线套管和绝缘套桶造成此种现象的可能后，测量结果仍不变，说明发电机定子B相已被击穿。直流耐压试验时的试验数据见表1。　　　　该汽轮发电机的型号为TBM－160－2，由俄罗斯新西伯利亚电力股份公司制造，额定有功功率160MW，定子额定电压18kV，定子接线Y。发电机定子绕组、定子铁芯均采用变压器油直接冷却。2　击穿点的查找2．1　原理　　在打开发电机定子前先初步确定击穿点的位置，然后打开发电机，解开线棒之间的焊头，判断击穿线棒。　　（1）直流压降法。对B相绕组通直流，测量B相绕组两端对地电压，如图1

3、所示。由图可知，L1＝U1L／（U1＋U2）　　L2＝U2L／（U1＋U2）式中　L1、L2分别表示绕组故障点G距引出线头B、Y的长度，L表示该绕组的总长度。                            　　   （2）摇表检测法　　初步判定故障点位置后，为进一步确定在哪一根线棒上，可将击穿点所在线棒焊开1个焊头，用摇表分别测量B、Y段两端对地绝缘，故障线棒即在对地绝缘较低的一端。2．2　击穿点的实际查找2．2．1　初步判断　　该发电机定子绕组参数为Z＝42，线圈节距Y＝17，每极每相槽数q＝

4、7，极数2p＝2，每相绕组有线棒28根，其绕组接线见图2。为了能准确判断击穿点的位置，可先后采用3种方法对绕组通直流：用3381型直流电阻测试仪通10A直流；用蓄电池加限流电阻通直流；用电焊机通115A直流。试验数据见表2。　　根据绕组接线图和试验数据分析，B相绕组共有线棒28根，故障可能发生在4槽下、30槽上或5槽下。故障不能确定的原因是：没有合适的既能满足大电流，又有较好稳流效果的直流电源。后来的检查结果证明第一组数据是准确的。根据该组数据计算：   L1=U1L/（U1+U2）=1.8×28/(1

5、.8+32.2)=1.48。   故障发生在靠近B端的第二根线棒上，即4槽下。这组数据是用3381型直流电阻测试仪测量的。            2．2．2　解体判断    （1）用铜焊机将29槽上线棒汽轮机侧焊头解焊，用500V兆欧表测量的绝缘电阻为：29槽上线棒对地大于200MΩ，4槽下线棒和B相其余棒对地为0.67MΩ。   （2）将4槽下线棒与30槽上线棒在励磁机侧焊头解焊，（用500V兆欧表）测量的绝缘电阻为：29槽上线棒对地绝缘大于200MΩ，4槽下线棒对地0.42MΩ，30槽下线棒和B要其

6、余线棒对地大于200MΩ。   由此，可判断出击穿部位在4槽下线棒。2．2．3　查出击穿点                                                                   将故障线棒4槽下线棒取出，加20A直流，测量线棒两对地电位，见表3。   根据试验数据判断：击穿点在很靠近励端的位置。经查找，发现击穿点位于距励端1120mm处的宽面，击穿点直径约为0．7mm，击穿点位置半导体防晕层有破损，呈三角形，其3边长分别为4mm、6mm和7mm，击穿点位于三

7、角形的A点（如图3所示），且有3道划痕。线棒的主绝缘结构：经换位编织热压固化成型后的线棒，首先半叠1层半导体带，然后在线棒的下窄面中央巾1层宽为6mm的铝箔带，铝箔带每500mm长有一长约40mm的断口，以改善电场的颁，再半叠包14层绝缘带，最后再包1层防晕带。三角形破损区及划痕形成对半导体防晕层的贯穿性损伤，但对其内部纸绝缘破坏不大。                        3 击穿原因分析    经分析认定，该发电机直流耐压击穿是由于定子绕组线棒绝缘缺陷造成的。主要原因如下：　　（1）该发电机

8、出厂试验不合格   由出厂直流耐压试验数据（表4）可见，当直流耐压45kV时，A、B、C三相泄漏电流分别为30μA、70μA、63μA，B、C相间差为40μA，B相为A相的2．33倍，C、A相间差为33μA，C相为A相的2．1倍。按国标《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150－91规定：（发电机定子）各相泄漏电流的差别不应大于最小值的50％。由此可见，该发电机属于不合格产品。　　   （2）出厂耐压试验标准太低　　出厂耐压试验