发电机定子绕组线棒绝缘击穿故障分析.pdf

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电力安全技术
第14卷(2012年第10期
发电机定子绕组线棒绝击穿故障分析
赵责前
(国网新源北京十三陵蓄能电厂,北京102200)
〔摘要〕介绍了某厂发电机定子绕组线棒绝缘去穿发生的过程,以及故障位置的查找和确认,
分析了定子绕组线棒绝击穿的原因,同时提出了5点预防定子绕鉏鐵棒绝击穿的措施。
〔关键词〕发电机;线棒;电聲;交流耐压
某厂4台奥地利制造的发电机于195年投产,感器后进行定子绕组交流耐压试验。试验前,绝
额定容量为222MVA,电动额定容量为218MW,缘电阻、吸收比及极化指数,定子绕组分支及总
额定电压为13.8kV,额定电流为9288A。定体直流电阻,定子绕组直流耐压及泄漏电流,定
子机座分2瓣,几何外形为正八边形,对边尺寸子铁芯压紧螺栓绝缘电阻测量等项目均合格。定
为6600mm,高度3450mm,重178t。定子机子绕组交流耐压试验采用的是串联谐振耐压,耐
座内圈均匀分布有30根定位觞支撑方钢,且与5压值为20.7kV(1.5Uの)。首先进行A相耐压,电
层环板和下环相接,形成5364的定位筋配合压值升到18kV时,听到较响的放电声,且放电
面。定子铁芯由0.5mm厚的优质硅钢片(型号后失谐,仪器高压侧直接断开。检査相关位置,
V285Q-50A)交错叠压而成,铁芯高2500mm,未发现异常放电痕迹,打开耦合器底板检査二次
内径为4300mm。定子绕组为双层叠绕整数短线,接线良好,用2500V摇表测量A-BC-地
节距绕组,F级环氧粉云母少胶VPI线棒绝缘体的绝缘,绝缘电阻值为1.56G02。B相正常升压
系,圈式线圈,由60匣单玻璃丝包聚酯漆包扁铜到20.7kV,保持1min,通过。C相耐压试验时,
线组成。定子总槽数180个,极距15mm,节距加压到17.6kV,发生了与A相类似的放电现象,
2mm,每相并联支路数3个。
仪器失谐,高压侧自动断开;同样用2500V摇表
测C-BA-地的绝缘电阻,电压升到500V时,绝
1发电机定子绕组线棒绝缘击穿情况
缘电阻值为18k。分别测量C一地,电压升到
400~500V,绝缘值为100kQ,测量C-B,电压
1.1发生过程
升至2500V,绝缘值为1.67G。2;测量C-A,电
2012年,2号发电机安装了局部放电在线传压升至2500V,绝缘值为1.05G2。将C相的3
静静静静“静静带静静每都静静静静静你静静静静协歌静静静春每静静静静带静每静验徐群命番带翰
从技术上研究集控站遥控合闸经同期操作控制、远装置工作原理、操作方法的培训,使每位运行人员
方投退重合闸等改进措施。
均能熟练进行同期操作。针对生产人员在执行规程、
(4)开展有针对性的事故应急演练,结合事故标准、制度和作业指导书中存在的问题进行培训
演练,查找、发现预案与预案、预案与现场处置方提高人员的岗位技能水平,并对学习效果进行定期
案之间衔接不够的地方,并对应急预案和现场处置检验。
进行回顾、总结、评估、修编
(6)加强各级人员监督管理工作,以铁的纪律
5)对现场运行规程进行修编,在规程中明确铁的面孔、铁的手腕继续深入开展反违章工作,推
同期并网装置的现场运行规定,分别说明同期合环进反违章长效机制的建立,在事前预防上下功夫,
操作、同期并网操作及不同期操作的操作步骤,并促使员工养成遵章守纪和按标准做事的良好行为习
建立同期装置操作步骤规范对照表。开展同期并网惯。
(收稿日期:2012-04-05)
第14卷(2012年第10期)
电力安全技术
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事故分析
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个耦合器全部甩开,再用摇表测C一地绝缘,电压延伸到倒角,穿透。防晕内屏蔽金属条同一直线相
升至500V,绝缘值为161kQ。从绝缘电阻测量交以外的绝缘层在击穿倒角处几乎蚀损殆尽,而没
结果可以初步判断,C相对地主绝缘发生击穿。
有发生击穿的倒角沿防晕内屏蔽金属条一线相交处
故障位置确认
以外的绝缘基本没有发生蚀损。
首先将A,B相短接,再用5000绝缘摇表
DL/T492-2009《发电机环氧云母定子绕组绝
对AB相充电5min,对C相放电,观察放电点。缘老化鉴定导则》规定,对“运行年久(一般运行
经过2次试验,确认为143号槽上层线棒槽口处发时间在20年以上)”或“运行或预防性试验中多次
生了放电。经检査,143号槽上层线棒为C相,下发生绝缘击穿或必要时”应进行绝缘老化鉴定试验
层线棒为A相。
考虑到发电机已运行近20年,又在预防性试验中
A相第1次升压后出现放电,但是未发现放出现了绝缘击穿,因此对这台发电机定子上层剩余
电烧灼痕迹,测量绝缘电阻也未发现异常。后采取线棒进行抽检。按上述3个故障外在特征,通过窥
升压烧故障点的方法,确定故障位置为162号槽。镜对存在电腐蚀缺损迹象的线棒进行观察,最终确
162号槽上下层线棒均为A相。
定对1号、61号、84号上层线棒进行检査。将这
3准确位置查找
3根线棒上下端头分别焊开,使得线棒独立出来,
将定子吊出机坑,确认143号槽及162号槽的在槽内进行绝缘老化鉴定试验。绝缘老化鉴定试验
故障线棒是上层线棒还是下层线棒。将C相143号、包括:①介质损失角试验;②电容增加率试验;③
A相162号线棒上端部焊开,将上下层线棒分开,局部放电量试验;④介电强度试验。同时,另外选
用2500V摇表分段测量绝缘电阻。从测量结果得一根新线棒做同样的试验作为参考标准。试验结果
出:143号及162号槽均为上层线棒出现绝缘故障。表明,3根线棒基本合格,且外观和解剖检查没有
2根故障线棒拔出后,检査发现2根线棒击穿部位发现绝缘严重分层发空、固化不良、失去整体性、
非常相似,均在线棒上端部岀槽口附近,具体击穿局部放电严重(绝缘内部)和股间绝缘破坏等老化
点均位于线棒绝缘绕制的倒角处。
现象,也就是说该线棒绝缘老化程度轻微。
2.2绝缘击穿原因分析
2原因分析
2.2.1电晕放电导致线棒主绝缘受损
大量的运行经验表明,发电机事故通常是由定
2.1线棒状态检査分析
子绝缘损坏引起,且多由局部放电或电晕导致,因
故障位置均为上层线棒出槽口里侧线棒一侧它们对绝缘材料有强烈的腐蚀作用,使半导体层耗
倒角处,线棒所处均为高电位,故障位置有绝缘腐失,主绝缘损伤,并不断被啃蚀。该厂发电机最初
蚀缺损。
技术规范要求,单根线棒起晕电压为20.7kV,组
根据这兀个特征,在定子绕组中又找出3根装整体起晕电压为15.18kV,但实际情况远远没
线棒(41号、81号和53号槽线棒),将其端部焊有达到要求。从目前(已运行16年)的试验结果看,
开后分别进行试验,耐压值为22.5kV。其中一根整机起晕电压大约为3kV,单根起晕电压大约为
在升压至20.05kV时放电,对该线棒第2次升压,6kV。通过紫外摄像试验检查,在单相额定电压为
升压至4.5kV时放电击穿,击穿位置相同。
8kV时,电晕放电非常严重,除了线棒直线段外,
将故障线棒拔出,从故障点剖开,检査线棒内几乎每一根上层线棒出槽口处都有不同程度的电晕
部绝缘状况。
放电,大多数上层线棒还有不同程度的绝缘缺损,
(1)故障点处的内绝缘(143号)存在部分主绝部位都在上端部、层间位置,距离出槽口约3cm处。
缘分层现象,但是同一剖面的其他位