本站原创
某电厂定子线组为3相6分支Y形联接,采用叠绕组结构,共有21对磁极。发电机经过10余年的运行,整体运行情况良好,但还是暴露了一些问题,发电机定子线棒端部电晕和转子绕组匝间短路就是比较突出的问题。本文通过分析定子线棒端部电晕和转子绕组匝间短路的原因,并采用新技术、新工艺进行处理,保证发电机的安全稳定运行。
1几例故障现象
(1)2009年2月,4号发电机多处定子线棒端部侧面出现电晕现象,线棒表面出现发白现象或者产生白色粉末。从现象来看,除了大部分属于轻微损伤,其余少数部分出现了较为明显的电晕腐蚀痕迹。
(2)2010年1月,在2号发电机检修过程中,利用交流阻抗法测量转子磁极,试验发现15#、19#、33#、36#、41#磁极交流阻抗值较低,并确定发生匝间短路故障。
2原因浅析
(1)一般而言,发电机外部电晕大部分发生在端部定子线棒槽口处,发电机端部定子绕组电场分布不均匀,受运行过程中电、热、机械振动、环境的长期影响,局部场强过强,导致附近空气电离,当放电电场强度达到一定程度时,出现电晕现象,电晕发生热效应并产生O3和N2。在一定条件下,O3、N2和空气发生化学作用并生成硝酸类物质的化合物,损坏局部绝缘。另外,不均匀强磁场会产生静电吸附,并积聚油污,便会严重阻碍散热,并在线棒表面产生细微的糙化作用,使得电晕面积不断扩大。
当线棒防晕层受损时,会改变防晕结构,电位突变幅度更大,端部电位不能平稳过渡,电位的升高会导致发热,严重时引起电晕。因此,需要采取措施,保持线棒防晕层不受损,减少线棒端部的电势差,使电势能够平稳过渡,避免因高电位产生电晕。
(2)磁极铁芯极身绝缘采用0.24mm环氧多胶玻璃粉云母箔围包10层,并加热固化;绝缘托板采用聚酯树脂玻璃纤维压制件,匝间绝缘交错垫二层自粘性浸渍环氧DDS-三氟化硼F级胶的Nomex410,绝缘厚度为0.26mm,热压固化成型。
在机组检修过程中,利用交流阻抗法测量转子磁极,试验发现15#、19#、33#、36#、41#磁极交流阻抗值较低(见表1),与历年测试值相差较大,初步怀疑存在匝间短路的可能。进一步进行匝间电压分布测试,发现磁极电压分布很不均匀,相差很大,存在匝间短路现象。原因是安装工艺执行不到位,在运行过程中受电、热、振动的影响,磁极匝间积聚了油污、粉尘,加上制造装配工艺中的缺陷开始显现出来,致使出现匝间短路。匝间短路会造成转子不平衡,转子电流显著增加,无功出力降低,电压波形畸变,转子磁极过热,不能及时散热的话,严重的会导致膨胀变形,引起转子振动加剧。
3故障处理
(2)涂刷低电阻防晕漆134,长度为106mm,并与定子铁心末端表面接触良好,涂刷长度不得超过原低电阻防晕层的末端
(2)对于匝间短路的磁极,按照实施方案对匝间短路的磁极进行更换。新磁极在定子膛外及吊入膛内后的试验,转子绕组绝缘电阻、直流电阻测试、交流耐压、交流阻抗测试等的试验结果均合格,符合《DL/T596－1996电力设备预防性试验规程》要求。在开机试验过程中,各项指标均合格。
4结语
分析发电机定子绕组电晕和转子绕组匝间短路等故障的原因,并采用最新工艺、材料对故障进行了处理。随着机组的运行年限不断增加,有必要加强发电机的绝缘在线监测,建立数据库,进行状态分析,指导检修;对于易发生绝缘损坏的部位加强检查,进一步完善事故预案,发现问题立即处理,保证发电机组的安全可靠运行。
参考文献
张华.导线胶化、绝缘固化及防晕处理对高压定子线圈质量的影响[J].东方电机,2002,30(3):231-233.
DL/T596－199
[4] 邱青林.发电机转子匝间短路分析及处理[J].水电站机电技术,2008(2):51-53.
1几例故障现象
(1)2009年2月,4号发电机多处定子线棒端部侧面出现电晕现象,线棒表面出现发白现象或者产生白色粉末。从现象来看,除了大部分属于轻微损伤,其余少数部分出现了较为明显的电晕腐蚀痕迹。
(2)2010年1月,在2号发电机检修过程中,利用交流阻抗法测量转子磁极,试验发现15#、19#、33#、36#、41#磁极交流阻抗值较低,并确定发生匝间短路故障。
2原因浅析
(1)一般而言,发电机外部电晕大部分发生在端部定子线棒槽口处,发电机端部定子绕组电场分布不均匀,受运行过程中电、热、机械振动、环境的长期影响,局部场强过强,导致附近空气电离,当放电电场强度达到一定程度时,出现电晕现象,电晕发生热效应并产生O3和N2。在一定条件下,O3、N2和空气发生化学作用并生成硝酸类物质的化合物,损坏局部绝缘。另外,不均匀强磁场会产生静电吸附,并积聚油污,便会严重阻碍散热,并在线棒表面产生细微的糙化作用,使得电晕面积不断扩大。
当线棒防晕层受损时,会改变防晕结构,电位突变幅度更大,端部电位不能平稳过渡,电位的升高会导致发热,严重时引起电晕。因此,需要采取措施,保持线棒防晕层不受损,减少线棒端部的电势差,使电势能够平稳过渡,避免因高电位产生电晕。
(2)磁极铁芯极身绝缘采用0.24mm环氧多胶玻璃粉云母箔围包10层,并加热固化;绝缘托板采用聚酯树脂玻璃纤维压制件,匝间绝缘交错垫二层自粘性浸渍环氧DDS-三氟化硼F级胶的Nomex410,绝缘厚度为0.26mm,热压固化成型。
在机组检修过程中,利用交流阻抗法测量转子磁极,试验发现15#、19#、33#、36#、41#磁极交流阻抗值较低(见表1),与历年测试值相差较大,初步怀疑存在匝间短路的可能。进一步进行匝间电压分布测试,发现磁极电压分布很不均匀,相差很大,存在匝间短路现象。原因是安装工艺执行不到位,在运行过程中受电、热、振动的影响,磁极匝间积聚了油污、粉尘,加上制造装配工艺中的缺陷开始显现出来,致使出现匝间短路。匝间短路会造成转子不平衡,转子电流显著增加,无功出力降低,电压波形畸变,转子磁极过热,不能及时散热的话,严重的会导致膨胀变形,引起转子振动加剧。
3故障处理
3.1 线棒出槽口处电晕处理
(1)用丙酮清理端部线棒,并晾干。(2)涂刷低电阻防晕漆134,长度为106mm,并与定子铁心末端表面接触良好,涂刷长度不得超过原低电阻防晕层的末端
源于：论文格式范例www.udooo.com
。要求涂刷均匀、无漆瘤,避免污染线棒其他部位。涂刷完成后在室温下晾干24h。3.2 转子匝间短路处理
(1)对于交流阻抗轻微不平衡的磁极,分解并清洗磁极,组装磁极线圈,在托板上、下两端粘贴新的3M粘胶带,对磁极接头有磨损的,用砂纸打磨干净,并涂刷绝缘漆,待干后紧固。在上托板与铁芯的接缝均匀涂抹罗纳星68胶,将托板压实紧固。(2)对于匝间短路的磁极,按照实施方案对匝间短路的磁极进行更换。新磁极在定子膛外及吊入膛内后的试验,转子绕组绝缘电阻、直流电阻测试、交流耐压、交流阻抗测试等的试验结果均合格,符合《DL/T596－1996电力设备预防性试验规程》要求。在开机试验过程中,各项指标均合格。
4结语
分析发电机定子绕组电晕和转子绕组匝间短路等故障的原因,并采用最新工艺、材料对故障进行了处理。随着机组的运行年限不断增加,有必要加强发电机的绝缘在线监测,建立数据库,进行状态分析,指导检修;对于易发生绝缘损坏的部位加强检查,进一步完善事故预案,发现问题立即处理,保证发电机组的安全可靠运行。
参考文献
张华.导线胶化、绝缘固化及防晕处理对高压定子线圈质量的影响[J].东方电机,2002,30(3):231-233.
DL/T596－199
6.电力设备预防性试验规程[S].
[3] F.T.Emery.高压发电机定子线棒和绕组的局部放电、介质损耗因素及电晕测试[J].国外大电机,2006(4):15-26.[4] 邱青林.发电机转子匝间短路分析及处理[J].水电站机电技术,2008(2):51-53.