一、引言
同步发电机作为电力系统中的关键设备,其定子绕组的性能直接影响到发电机的安全稳定运行。为确保定子绕组在各种工况下都能可靠工作,需要对其进行一系列严格的试验,并遵循相应的标准要求。这些试验不仅有助于及时发现绕组潜在的缺陷和问题,还能为发电机的维护、检修以及运行决策提供重要依据。
二、试验项目及标准要求
2.1 测量定子绕组的绝缘电阻和吸收比或极化指数
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绝缘电阻值自行规定。但在相近试验条件(温度、湿度)下,若绝缘电阻值降低到历年正常值的 1/3 以下时,应查明原因。
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各相或各分支绝缘电阻值的差值不应大于最小值的 100%。
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对于沥青浸胶及烘卷云母绝缘,吸收比不应小于 1.3 或极化指数不应小于 1.5;对于环氧粉云母绝缘,吸收比不应小于 1.6 或极化指数不应小于 2.0。
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额定电压为 1000V 以上者,采用 2500V 兆欧表,量程一般不低于 10000MΩ;200MW 及以上机组推荐测量极化指数。
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测量水内冷发电机定子绕组绝缘电阻,应在消除剩水影响的情况下进行;水内冷定子绕组在通水情况下用专用兆欧表,同时测量汇水管及绝缘引水管的绝缘电阻。
2.2 测量定子绕组的直流电阻
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水轮发电机各相或各分支的直流电阻值,在校正了由于引线长度不同而引起的误差后相互间差别以及与初次(出厂或交接时)测量值比较,相差不得大于最小值的 1%。透平型发电机各相或各分支的直流电阻值,在校正了由于引线长度不同而引起的误差后相互间差别以及与初次(出厂各交接时)测量值比较,相差不得大于最小值的 1.5%。超出要求者,应查明原因。
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直流电阻应在冷状态下测量,测量时绕组表面温度与周围空气温度的允许偏差应为 ±3℃。
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透平型发电机相间(或分支间)差别及其历年的相对变化大于 1% 时,应引起注意。接头质量不良的检测见 DL/T664 - 1999 6.1.1。
2.3 定子绕组直流耐压试验和泄漏电流测量
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运行 20 年以上与架空线直接连接者 2.5Un;
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运行 20 年以上不与架空线直接连接者 (2.0~2.5) Un;
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在规定试验电压下,各相泄漏电流的差别不应大于最小值的 100%;最大泄漏电流在 20μA 以下者,相间差值与历次试验结果比较,不应有显著的变化。
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应在停机后清除污秽前热状态下进行。氢冷发电机应在充氢后氢纯度为 96% 以上或排氢后含氢量在 3% 以下时进行,严禁在置换过程中进行试验。
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试验电压按每级 0.5Un 分阶段升高,每阶段停留 1min。
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不符合上述泄漏电流相关要求之一者,应尽可能找出原因并消除,但并非不能运行。
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试验时,微安表应接在高压侧,并对出线套管表面加以屏蔽。冷却水质应透明纯净,无机械混杂物,导电率在水温 25℃时要求:对于开启式水系统不大于 5.0×10²μS/m;对于独立的密闭循环水系统 1.5×10²μS/m。
2.4 定子绕组交流耐压试验
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容量小于 10000kW 或 kVA,额定电压 36V 以上,试验电压为 2Un + 1000,但最低为 1500V;
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容量 10000kW 及以上 6000 以下,试验电压为 2.5Un;
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容量 6000~18000kW,试验电压为 2Un + 3000;
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运行 20 年以上与架空线路直接连接者 1.5Un;
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运行 20 年以上不与架空线路直接连接者 (1.3~1.5) Un。
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应在停机后清除污秽前热状态下进行。处于备用状态时,可在冷状态下进行。
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有条件时,可采用超低频 (0.1Hz) 耐压,试验电压峰值为工频试验电压峰值的 1.2 倍。
2.5 测量埋入式测温计的绝缘电阻并检查是否完好
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检温计指示值误差不应超过制造厂规定。用 250V 及以下的兆欧表进行测量。
2.6 定子绕组端部手包绝缘施加直流电压测量
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手包绝缘引线接头,汽机侧隔相接头 20μA,100MΩ 电阻上的电压降值为 2000V;
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端部接头(包括引水管锥体绝缘)和过渡引线并联块 30μA,100MΩ 电阻上的电压降值为 3000V。本项试验适用于 200MW 及以上的国产水氢氢汽轮发电机,可在通水条件下进行试验,以发现定子接头漏水缺陷。
三、试验结果分析与处理
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绝缘电阻异常:若绝缘电阻值低于规定范围或出现各相绝缘电阻不平衡系数过大,可能意味着绕组存在受潮、绝缘老化、局部放电等问题。此时需要进一步检查绕组的外观,是否有明显的绝缘破损、受潮迹象,必要时进行干燥处理或对绝缘进行修复。
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直流电阻异常:当定子绕组直流电阻超出标准要求,可能是由于绕组焊接不良、导线存在断股或接触电阻增大等原因。对于焊接问题,需要重新焊接并确保焊接质量;对于断股情况,可能需要更换受损的导线段。
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耐压试验不合格:在直流耐压或交流耐压试验中,如果出现泄漏电流过大或绕组被击穿的情况,表明绕组的绝缘强度不足。这可能是由于绝缘材料质量不佳、制造工艺缺陷或长期运行导致绝缘老化等原因。对于这类问题,需要对绕组进行全面评估,确定是否需要更换绕组或采取其他修复措施。
同步发电机定子绕组的各项试验项目及其标准要求,是保障发电机安全可靠运行的重要手段。通过严格按照规定的试验周期和标准进行试验,并对试验结果进行准确分析和及时处理,能够有效预防定子绕组故障的发生,提高发电机的运行可靠性和使用寿命,为电力系统的稳定供电提供坚实保障。在实际操作中,试验人员应不断提高自身的专业技能和操作水平,确保试验数据的准确性和可靠性,同时密切关注行业内的新技术、新方法,不断完善试验标准和流程,以适应电力行业不断发展的需求。