一起大型水轮发电机定子绕组接地故障的处理.pdf

检修维护
电力安全技术
第12卷(2010年第11期
anxiuweihu
一起大翌水轮发定子绕紀
接地障的处浬
燕京,文建党,金东,赵福海,张晓英,王海生
(大唐碧口水カ发电厂、甘肃文县746412)
碧口水电厂装机容量3×100MW,1号发电机电导作用而击穿,在线棒和铁芯接触处烧灼,形成
型号为TS854/210-40,于1976-03-26投产发电,接地点。
发电机定子线棒采用环氧粉云母B级绝绿,并经液
该发电机定子线棒的单边绝缘厚度在2~3mm,
压成形。
当定子线棒在槽口附近因放电导致击穿之后,由于
2009年1月,碧口水电厂进行了1号机组大修,线棒导体与铁心之间存在2mm左右的间隙,定子
在对机组C相绕组进行交流耐压试验时,1号发电线棒与“地”(铁心)形成的接地属于电阻性接地,实
机C相后槽绕组发生一起绝缘击穿接地故障
践证明此类接地属于低值电阻接地,即接地电阻值
为10k2左右。
故障发生
试验中,试验二次侧电流没有急剧跃变,故障
加压前C相绝缘电阻为75/15M2,吸收比为点是通过这“低阻值”对地放电,使得在试验中,
5.0,直流耐压及泄漏试验合格后,进行C相交流耐次侧电压忽然为“0”,二次侧电流没有跃变。因此,
压试验。C相电压加至20.4kV时(试验电压应加至交流耐压试验击穿导致的定子绕组接地,具有接地
20.7k)绕组发出“啪”的一声,发生绝缘击穿。用故障点靠近槽口,接地性质属低值电阻接地的特征。
2500V绝缘电阻表测C相绝缘电阻,其值为“0”;
用250Ⅴ绝缘电阻表测C相绝缘电阻,其值也为“0”
故障查找
用万用表测量绝缘电阻,其值为10k2。从绝缘电
红外成像仪是探测物体表面热辐射的红外线设
咀测量结果分析,接地性质属于低值电咀接地。
备,它能反映物体表面的温度场。物体与参照体的
温差愈大,它辐射的红外线的能量愈多,因此它对
2故障特征分析
过热点是最敏感的。当故障点有工频电流通过而形
发电机定子端部电场分布不均匀,易发生电晕成局部过热时,用红外成像仪就很容易对故障点,
造成事故。发电机定子线棒制造过程中,采取在发即缺陷线棒的准确位置进行定位
电机定子端部涂电阻率不同的半导体层来改善其电
按规程规定,当接地电容电流超过5A时,必
场分布。定子线棒靠近铁心槽口位置,电位梯度最须使接地保护动作跳闻,而在5A以下时,铁芯烧
大,由于绝缘老化、磨损等原因,在工频耐压过程伤轻微,容易修复,仅需接地保护发信号。因此,为
中,此处易击穿,形成故障点。碧口水电厂发电机了防止接地电流烧伤铁心,损坏铁心绝缘,在故障
经过多年运行,绕组接地处的绝缘存在电腐蚀,绝点定位时加入定子绕组导体与地之间的电流不得大
缘性能下降,加之机组振动对绝缘材料磨损,导致于5A,最好控制在4A以下,通流时间控制在10
绝缘薄弱处在做交流耐压试验时经受不起高压电流min左右为宜。
水头的不安全区域运行。这就要求运行人员同调度
4结束语
多联系,及时调整负荷,保证机组离开振动区运行。
应该从这次事故中吸取教训、总结经验,并进
事故是可以预防和控制的,只要大家同心协力,
行相应整政。
尽职尽责,就一定能保证电厂设备及人员的安全。
受水位的限制,水电机组经常会在低水头或高
收槁日期:2010-04-16)
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吊出转子,利用夜晚对绕组加小电流(1.2A丝绳用穿针绑扎线棒。
2A),用红外线测温仪对定子绕组进行环绕扫描,找
(7)下层线棒上下端部口部垫块、间隙垫块绑
出的发热点即是接地点。电流加至2A时测温仪扫扎完毕后,对支持环进行恢复,用玻璃丝带缠绕;
描到207,208号线槽上端部有发热点,用手触摸,对露出的下层线棒进行刷漆覆盖;对新下的线棒做
在208号后槽线棒有发热点。对照图纸找出208号工频耐压试验。
线棒下层是C相201号。最后确定与201号相连的
(8)打槽楔,做工频耐压试验。
215号线棒接地。图1为接地的线棒烧灼点。
(9)焊接定子线棒的上接头和下接头,焊接上
由于水轮发电机组定子槽数多,给确定故障点接头时跟拆卸时一样要做防漏措施,下端部接头采
槽号带来困难。为了准确对故障点进行定位,应事用端、浸、浇法,焊接前在接头上涂以松香液,将
先选择参照物,最好用人的手指作为参照物,当故焊锡倒入搪头专用工具内,将大焊锡勺提起,缓慢
障点和人的手指完全重合时,即可确定故障点。此向上淹没并头套,慢慢地将锡液灌入盒内;用榔头
方法的准确率很高。
将铜楔打入,塞紧并头套,在接头外刷上松香,用
锡液再次淹没并头套,反复几次,使得焊锡能够慢
慢渗入并头套及接头中,使焊锡填满整个并头套。
(10)包扎并头套根部绝缘,全部接头焊接完毕,
绝缘包扎好后按工艺要求进行线棒绝缘检査、接头
焊接检査及直流电阻试验。
(11)安装上、下端部绝缘盒,对并头套进行清
图1线棒烧灼点
理,对上端部绝缘盒灌胶。
(12)所有工序完毕后用吸尘器、风管吹风清扫。
4故障点处理
(13)测量直流电阻、吸收比,做交流耐压、直
(1)做好焊锡、胶渣的防漏措施,凿开绝缘盒,流耐压试验,喷聚酯晾干,用红瓷漆(T188)覆盖。
脱下并头套。
(2)退出口部垫块,取出间隙垫块;退出槽楔,5故障点定位方法总结
取出上层线棒;退出相应口部垫块,取出间隙垫块。
借助适当量程的绝缘电阻表或万用表,通过测
(3)取出下层线棒,找到接地点,发现烧灼点量接地电阻,可确定接地性质。一般划分标准为:
绝缘破坏严重,线棒表面也形成了重大缺陷,绝缘
(1)金属性接地:接地电阻在1k以下或零;
材料磨损破旧。为了不影响日后运行,决定更换新
(2)低值电阻接地:接地电阻在3kQ左右
线棒,并用F级绝缘方法处理。对定子烧灼点进行
(3)中值电阻接地:接地电阻在1MO左右;
磨平、光滑处理,使烧灼点没有毛刺,用风管对铁
(4)高值电阻接地:接地电阻在10MQ以上。
芯槽进行了吹风清理。
对中值电阻接地或高值电阻接地故障,采用
(4)将新线棒进行干燥处理,用U形夹夹住新“大电容放电法”对故障点定位;对低值电阻接地
线棒接头,根据机组线棒尺寸锯掉多余的部分,锉故障,采用“红外成像仪定位法”对故障点定位。
掉毛刺,梳理平整、光滑,然后对新线棒做工频耐
6结束语
压试验,对接头进行搪锡。
(5)安装线棒。将线棒直线段同时推进线槽,
大型水轮发电机定子绕组在运行或试验过程发
上、下端放置正确,嵌装较紧时,使用橡皮锤上下生绝缘击穿,是十分严重的设备故障,如果处理不
敲击两端,使线棒进入线槽底部
当,极易扩大故障,増加修复难度,延长修复工期。
(6)对新下入的线棒进行绑扎,在绑线前垫入由于碧口水电厂发电机经过30多年的运行,大部分
间隙垫,将用新型绝缘胶793浸泡过的玻璃丝带,用绝缘材料已经老化,碧口水电厂通过这一起绝缘击
穿针在相邻线棒间平绕3道,再在两线棒间隙处(加穿故障,研究了大型水轮发电机定子绕组的处理方
有间隙垫块处)横绕3道,向后打结,绑线与线棒保持法,此方法