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阐述发电机绝缘不合格的原因及对应的解决方案

2020-05-09 1656 上传者：管理员

摘要：案例分析：某调峰电厂建成投运后，经常发生启动前测量发电机绝缘和定期测量备用发电机绝缘时定、转子回路绝缘数值不合格现象。基于此，本文介绍了对该厂发电机绝缘降低因素排查分析的进展情况，并根据现场实际情况给出了整改的措施，旨在促进电机的正常运转，为其他电厂建设提供参考。

关键词：
发电机
影响因素
排查分析
改进措施
绝缘
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发电机定子、转子绕组绝缘测量通常作为判断备用中发电机是否在良好备用状态的手段之一。发电机绝缘良好有效防止因绝缘不良在运行过程中出现绝缘击穿而造成相间或接地短路，定转子绕组绝缘薄弱部位被瞬间击穿对发电机的损坏短时间很难修复，甚至需返厂检修，机组的可靠性大幅降低，将对电厂造成很大的经济损失，特别对于供热机组也会造成一定的社会影响。

1、发变组一次系统介绍

该厂为西门子E级燃气-蒸汽联合循环机组，燃机发电机和汽机发电机均采用发电机－变压器单元接线，用220kV电缆接入厂内220kV室内GIS配电装置。燃机发电机引出线至燃机主变，汽机发电机引出线至汽机主变、高厂变高压侧、励磁变高压侧，采用全连式离相封闭母线，高厂变低压侧、起备变低压侧至汽机房内6kV配电装置，采用共箱封闭母线。燃机发电机型号为QF-180-2,额定容量211.8MVA，额定功率180MW，额定电压18000V，绝缘等级F级，发电机为空气冷却方式，具体一次接线如图1所示。

图1 燃机发变组一次接线图

汽轮机发电机型号为QF-100-2,额定容量117.6MVA，额定功率100MW，额定电压10500V，绝缘等级F级，发电机为空气冷却方式，具体一次接线如图2所示。

图2 汽机发变组一次接线图

按运行规程规定：发电机启动前、停机后均需测量发电机组绝缘，备用中的发电机按规定定期测量绝缘电阻，并将绝缘数值记录于《电气设备绝缘电阻记录薄》内，所测结果规定如下：发电机定子对地绝缘电阻用2500V摇表测量，在相同的温度和空气湿度下与前次测量结果比较不得低于1/3～1/4，并且所测阻值不低于1MΩ/kV，吸收比R60＂/R15＂＞1.3；发电机转子绕组，对地绝缘电阻用500V摇表测量，其值不得小于0.5MΩ。

2、发电机定子回路绝缘

燃机发电机定子回路相关设备：发电机定子绕组、发电机出线封闭母线至发电机出口压变、主变压器低压侧，SFC外部闸刀发电机侧。汽机发电机定子回路相关设备：发电机定子绕组、发电机出线封闭母线至发电机出口压变、主变压器低压侧、励磁变高压侧绕组、高厂变高压侧绕组。

2.1 问题现象

测量备用中发电机绝缘，发现汽机发电机定子绝缘只有7MΩ，不符合规程规定，查阅以往该发电机定子绝缘记录，以往数据均在300MΩ以上。

2.2 检查分析

检查发电机底部加热器一直投入，封母微正压装置也正常投入，检查发电机定子回路所有设备未见明显异常，考虑当时是冬季雪后，怀疑空气湿度大，造成发电机定子绕组受潮影响绝缘。

2.3 处理过程

打开发电机端部人孔，做好防范措施，用热风机向发电机内部通热风，同时开启盘车，造成空气扰动带走发电机内部潮气，另外接入封母热风保养装置，排出发电机出口离相封闭母线内部潮气。采取该措施一段时间后，再次测量发电机定子回路绝缘，数值没有回升反而更低，暂时排除上述部位问题。运行人员将汽机发变组转为检修状态，维护人员解开励磁变高压侧接线，将励磁变高压侧与发电机定子系统隔离，单独测量励磁变高压侧的绝缘为255MΩ，绝缘正常，排除了励磁变高压侧绝缘不好。

再检查高厂变高压侧绕组绝缘，在维护人员打开高厂变高压侧套筒伸缩节后发现A相内壁有水珠，判断是高厂变高压侧套筒A相内部受潮，将伸缩节内壁擦干并进行烘燥处理，对筒内壁也进行烘燥，对B、C相进行同样工作后测量发电机定子回路绝缘为267MΩ，重新装上伸缩节，做好密封工作。拆除安全措施后，再次测量发电机定子绝缘280MΩ，呈上升趋势，故认定与发电机定子相连接的其他设备绝缘没有问题，不再检查。

2.4 整改措施

对高厂变高压侧套筒伸缩节内受潮进行分析，可能因该伸缩节与套筒结合处为胶密封，时间长密封胶老化，造成阴雨天气或雨雪天气水气渗入套管内，影响了发电机定子回路绝缘。图3、图4对比主变低压侧套管伸缩节处的设计。

图3 高厂变高压侧套管伸缩节

图4 主变低压侧套管伸缩节

如图3～4所示，主变低压侧套管伸缩节处多了防雨伞裙，能够有效地防止雨水的渗入，对密封胶也有防护作用。所以利用停机机会在高厂变高压侧套管伸缩节处加装同样的防雨伞裙。另外举一反三，维护人员定期对户外设备露天连接处进行检查或定期重做密封，防止密封老化，影响设备绝缘。

3、发电机转子回路绝缘问题

发电机转子回路相关设备：发电机转子绕组、励磁碳刷、滑环、灭磁开关MK至发电机励磁碳刷处电缆及直流母排。

3.1 问题现象

开机前测量发电机绝缘时，发现燃机发电机转子绝缘0MΩ，不符合规程规定。

3.2 检查分析

现场检查发电机转子回路相关设备无明显异常，分析当时处于梅雨季节，发电机停运时间较长，环境潮湿等原因可能造成设备绝缘电阻降低，也有可能是由于发电机的冷却系统密封不严或因其轴瓦漏油使转子线圈端部积灰、积油污或碳粉，造成绝缘降低。

3.3 采取措施

拆除刷架上所有碳刷，单独测量发电机转子绕组绝缘为6.8MΩ，判断转子绕组正常。目测滑环刷架上碳粉沾染并不严重，再次清理刷架滑环，用热风机对碳刷小室内进行烘燥，一段时间后测量绝缘没有改善。做好安全措施后，维护人员解开正负刷架上励磁电源正负电缆接头，测量正极刷架及底座绝缘为0MΩ，负极刷架及底座绝缘为0MΩ，测量MK灭磁开关至碳刷的正负电缆绝缘220MΩ，正常，判断碳刷架及底座对地绝缘不好导致转子回路绝缘不好。在刷架处增加加热器加强烘照，启动盘车增加空气扰动，每隔30分钟测绝缘一次，90分钟后，测量转子回路绝缘上升至0.3MΩ，随后绝缘数值逐步升高至2.2MΩ。

3.4 整改措施

在发电机停运后，立即联系维护人员对碳刷小室进行烘燥，合理设置电动热风枪温度，不至损伤设备绝缘，燃机房对外大门随手关闭。利用机组小修的机会对发电机励磁刷架及底座绝缘部件进行改造，更换原有的刷架底座，采用一种材质更加优异、绝缘性能更加出色的绝缘底板替代。

4、结束语

绝缘好坏是保证电气设备安全有效运行的关键，通过定期测量，掌握发电机绝缘状况，分析问题的原因所在，及时采取正确的处理措施加以消除，以免发电机在运行中发生绝缘击穿，造成发电机组损坏等不可挽回的损失。在多数情况下，绝缘过低是由于受潮引起，通过一些易于操作方法，可有效解决发电机绝缘不合格的问题。本文从电厂实际情况出发结合现场设备分析了发电机绝缘不合格的原因及对应的解决方案，该厂经过上述处理，发电机绝缘一般都能达到开机要求。

参考文献：

[1]张嵩.电气设备与运行[M].北京:中国电力出版社,2014.

[2]张玲.电气运行与检修技术[M].北京:中国电力出版社,2014.

[3]杨顺虎.燃气---蒸汽联合循环发电设备及运行[M].北京:中国电力出版社,2003.

王湘.发电机绝缘低的分析和处理[J].电子制作,2020,(1):99-100,11.