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  • 頭條發(fā)電機絕緣試驗異常的分析與探討
    2019-05-06 作者:徐慶欣  |  來源:《電氣技術(shù)》  |  點擊率:
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    導(dǎo)語同步發(fā)電機是電力系統(tǒng)的心臟,其能否可靠工作,直接影響發(fā)供電的安全和質(zhì)量。發(fā)電機在制造過程中,其絕緣可能受到損傷,形成弱點,在運行過程中,它會不斷受到振動、發(fā)熱、電暈、化學(xué)腐蝕以及各種機械力的作用,各個部件都會逐漸老化,并隨著其他部件運行情況而受到影響,直至損壞,從而影響發(fā)電機安全運行。為了及早發(fā)現(xiàn)發(fā)電機絕緣缺陷,對發(fā)電機進行發(fā)電機預(yù)防性試驗是十分必要的。

    華能(上海)電力檢修有限責(zé)任公司的研究人員徐慶欣,在2018年第10期《電氣技術(shù)》雜志上撰文指出,同步發(fā)電機是電力系統(tǒng)的心臟,其能否可靠工作,直接影響發(fā)供電的安全和質(zhì)量。發(fā)電機在制造過程中,其絕緣可能受到損傷,形成弱點,在運行過程中,它會不斷受到振動、發(fā)熱、電暈、化學(xué)腐蝕以及各種機械力的作用,各個部件都會逐漸老化,并隨著其他部件運行情況而受到影響,直至損壞,從而影響發(fā)電機安全運行。為了及早發(fā)現(xiàn)發(fā)電機絕緣缺陷,對發(fā)電機進行發(fā)電機預(yù)防性試驗是十分必要的。

    一般來說,在常規(guī)性檢修發(fā)電機時,所進行的試驗包括絕緣電阻測試和直流泄漏兼耐壓試驗,通過測試結(jié)果進行判斷,得出結(jié)論。大部分絕緣情況受外部天氣、受潮、臟污影響很大,可以從這些方面去考慮分析,但本次的試驗情況比較少見。

    1 本次發(fā)電機試驗中的問題

    2017年5月,上海某發(fā)電廠#1發(fā)電機進行預(yù)防性試驗,該發(fā)電機型號:QFS-300-2,容量:300MW,電壓:18kV,定子線圈為雙Y型繞組(即雙拼繞組),出廠日期:1986年11月,為上海電機廠生產(chǎn),該發(fā)電機于2002年進行擴容改造,擴容后為330MW。在本次檢修前,運行情況良好,振動、溫度等各運行參數(shù)正常,歷次試驗數(shù)據(jù)合格、正常。

    首先,進行發(fā)電機絕緣電阻測試。測量絕緣電阻目的,主要是判斷絕緣基本狀況,它能發(fā)現(xiàn)絕緣嚴(yán)重受潮、贓污和貫穿性的絕緣缺陷。另外,還需同時判斷發(fā)電機定子繞組的吸收比和極化指數(shù),這也是判斷絕緣的受潮程度。由于發(fā)電機容量大,所以它的吸收現(xiàn)象和極化現(xiàn)象顯著,而吸收比對絕緣受潮較為靈敏。

    該發(fā)電機由于是雙Y型繞組,故每相有2個支路,三相共計6個支路。在測其中一支路絕緣電阻時,其余五相支路接地,具體數(shù)據(jù)見表1。

    很顯然,A相的兩個支路都明顯偏低,和其余兩相比差數(shù)10倍,數(shù)據(jù)明顯不合格。對試驗接線、水回路及其他條件進行檢查確認(rèn),其余兩相4個支路絕緣數(shù)據(jù)良好,吸收比正常,匯水管對繞組絕緣良好,水質(zhì)正常,均無明顯問題。

    初步懷疑是繞組絕緣問題,估計A相受潮、臟污所致,于是對A相套管及出線進行擦拭,用風(fēng)扇進行外部整體干吹。

    再次進行絕緣測試,試驗結(jié)果依舊此情況。遂檢查出線情況,懷疑是A相出線套管處絕緣支撐板有問題,徹底拆除所有A相絕緣支撐板,再次進行試驗。試驗結(jié)果見表2。

    由表2可見,發(fā)電機整體絕緣均有所下降(由于這些天天氣變化原因)。但A相絕緣還是明顯低于其他兩相,與前面無明顯變化。為進一步確認(rèn)是否A相確實系絕緣故障,試驗人員決定試加直流電壓,情況見表3。

    B、C兩相直流泄漏耐壓全部通過,并試驗合格,A相兩支路直流加至額定運行電壓時,泄漏已經(jīng)明顯很大,確如前面絕緣電阻情況所示,A相存在嚴(yán)重的絕緣故障。究竟是A相定子線圈內(nèi)部還是外部的影響所致,還需加緊進一步的探討。

    表1 絕緣電阻數(shù)據(jù)

    發(fā)電機絕緣試驗異常的分析與探討

     

    表2 絕緣電阻數(shù)據(jù)

    發(fā)電機絕緣試驗異常的分析與探討

    表3 直流泄漏兼耐壓測試

    發(fā)電機絕緣試驗異常的分析與探討

     

    2 試驗異常后的故障查找及判斷

    該發(fā)電機定子是雙Y型線圈結(jié)構(gòu),偏于老式,此次發(fā)現(xiàn)的問題,從該機組投運以來還都沒有遇見過,以往都是絕緣整體偏低或天氣原因。隨后,在反復(fù)檢查時,試驗人員無意中在A相單支路測試絕緣時,非被測相不接地,這時數(shù)據(jù)發(fā)生明顯變化,見表4。

    A相兩支路絕緣電阻突然明顯上升而且恢復(fù)正常,并且6個支路數(shù)據(jù)均差不多,再次進行直流泄漏試驗,試驗數(shù)據(jù)見表5。試驗結(jié)果顯示,直流泄漏值6個支路均正常,數(shù)據(jù)且平衡,直流耐壓均通過。由此,可以基本判斷定子繞組定子的整體主絕緣沒有問題,是A相兩支路之間絕緣存在問題。但究竟是外部其他因素影響還是支路之間內(nèi)部主體絕緣的影響,還需進行徹底的檢查分析。

    表4 絕緣電阻測試

    發(fā)電機絕緣試驗異常的分析與探討

    表5 直流泄漏兼耐壓測試

    發(fā)電機絕緣試驗異常的分析與探討

    確定方案之后,決定先從發(fā)電機定冷水回路進行檢查,此前定冷水回路都是正向通水、沖洗,現(xiàn)在改為反向沖洗,經(jīng)過反沖洗數(shù)小時沖洗循環(huán)之后,再次進行一系列試驗—絕緣電阻測試,見表6。

    結(jié)果顯示,在正沖洗狀態(tài)時,A相兩支路絕緣電阻均不正常,在反沖洗狀態(tài)時,試驗合格。由此,完全可以判斷A相絕緣不正常的問題是由于定冷水水回路的影響,水回路內(nèi)有雜質(zhì)或異物存在,對濾網(wǎng)進行檢查,發(fā)現(xiàn)比較干凈,無明顯異常,正常的正沖洗、反沖洗無法沖出。

    根據(jù)發(fā)電機定子線圈內(nèi)部水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)分析,有時由于安裝或檢修馬虎,在定子線棒鼻部匯水盒內(nèi)遺留雜物,或者由于凝結(jié)水質(zhì)不良或結(jié)構(gòu)工藝上的其他缺陷,使個別線棒空心導(dǎo)線流量降低甚至堵塞,會造成鼻部接頭或槽內(nèi)股間絕緣局部或大面積過熱,鼻部嚴(yán)重過熱,導(dǎo)線失去整體性,股線振動、裂紋、斷股,內(nèi)層主絕緣磨損,絕緣受潮,電阻 降低,最終至絕緣擊穿。

    這個問題會引起很嚴(yán)重的后果。必須要解決,徹底消除故障。在處理前,為了將完全確定發(fā)電機主絕緣及支路之間正常與否,將定冷水放凈,吹干進行檢查、試驗。試驗情況見表7。

    在吹干的情況下,三相試驗數(shù)據(jù)均合格、耐壓情況完全正常,至此可以完全確認(rèn)發(fā)電機主絕緣及支路內(nèi)部絕緣完好無問題。此次A相支路絕緣異常的原因完全是由于定冷水回路引起,在其內(nèi)部有雜質(zhì)或異物,或者水回路內(nèi)表面吸附雜質(zhì),用普通措施無法消除。

    表6 不同沖洗情況下的絕緣測試

    發(fā)電機絕緣試驗異常的分析與探討

    表7 吹干時直流泄漏兼耐壓測試

    發(fā)電機絕緣試驗異常的分析與探討

    3 故障的排除和解決

    為了解決這個問題,檢修人員又進行了數(shù)次常規(guī)的正、反沖洗,效果不明顯,試驗情況依舊如此,聯(lián)系廠家,希望廠家給以解決,但廠家建議全部更換水回路管,此方案解決費用較多,耗時也較長,條件都不允許。

    面對如此“頑疾”,檢修人員集思廣益、探索新路,重新制定方案,決定采用熱態(tài)蒸汽清洗,利用熱蒸汽化解匯水管內(nèi)雜質(zhì),并反復(fù)持續(xù)用熱水沖洗。經(jīng)過48h的連續(xù)清洗,再次進行試驗。數(shù)據(jù)見表8。

    試驗得出,在正、反沖洗狀態(tài)下,該發(fā)電機試驗數(shù)據(jù)完全合格,由此,A相支路絕緣不合格問題在一個月后徹底解決,三相6支路試驗絕緣值、泄漏值基本平衡。

    表8 通水時直流泄漏兼耐壓測試

    發(fā)電機絕緣試驗異常的分析與探討

    結(jié)論

    雖然在此次檢修前,該發(fā)電機運行情況良好,溫度等參數(shù)均正常,但如果該匯水管回路問題存在,并隨之發(fā)展,雜質(zhì)積累程度就會越來越重,將會給發(fā)電機今后運行存在極大隱患甚至嚴(yán)重事故。

    本次試驗中發(fā)現(xiàn)了發(fā)電機不同以往的問題,最終我們對該疑難問題進行徹底解決,確保了發(fā)電機今后的安全運行,也確保了電網(wǎng)的安全。

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