一、引言
同步發(fā)電機作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設備,其定子繞組的性能直接影響到發(fā)電機的安全穩(wěn)定運行。為確保定子繞組在各種工況下都能可靠工作,需要對其進行一系列嚴格的試驗,并遵循相應的標準要求。這些試驗不僅有助于及時發(fā)現(xiàn)繞組潛在的缺陷和問題,還能為發(fā)電機的維護、檢修以及運行決策提供重要依據(jù)。
二、試驗項目及標準要求
2.1 測量定子繞組的絕緣電阻和吸收比或極化指數(shù)
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絕緣電阻值自行規(guī)定。但在相近試驗條件(溫度、濕度)下,若絕緣電阻值降低到歷年正常值的 1/3 以下時,應查明原因。
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各相或各分支絕緣電阻值的差值不應大于最小值的 100%。
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對于瀝青浸膠及烘卷云母絕緣,吸收比不應小于 1.3 或極化指數(shù)不應小于 1.5;對于環(huán)氧粉云母絕緣,吸收比不應小于 1.6 或極化指數(shù)不應小于 2.0。
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額定電壓為 1000V 以上者,采用 2500V 兆歐表,量程一般不低于 10000MΩ;200MW 及以上機組推薦測量極化指數(shù)。
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測量水內(nèi)冷發(fā)電機定子繞組絕緣電阻,應在消除剩水影響的情況下進行;水內(nèi)冷定子繞組在通水情況下用專用兆歐表,同時測量匯水管及絕緣引水管的絕緣電阻。
2.2 測量定子繞組的直流電阻
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水輪發(fā)電機各相或各分支的直流電阻值,在校正了由于引線長度不同而引起的誤差后相互間差別以及與初次(出廠或交接時)測量值比較,相差不得大于最小值的 1%。透平型發(fā)電機各相或各分支的直流電阻值,在校正了由于引線長度不同而引起的誤差后相互間差別以及與初次(出廠各交接時)測量值比較,相差不得大于最小值的 1.5%。超出要求者,應查明原因。
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直流電阻應在冷狀態(tài)下測量,測量時繞組表面溫度與周圍空氣溫度的允許偏差應為 ±3℃。
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透平型發(fā)電機相間(或分支間)差別及其歷年的相對變化大于 1% 時,應引起注意。接頭質(zhì)量不良的檢測見 DL/T664 - 1999 6.1.1。
2.3 定子繞組直流耐壓試驗和泄漏電流測量
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運行 20 年以上與架空線直接連接者 2.5Un;
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運行 20 年以上不與架空線直接連接者 (2.0~2.5) Un;
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在規(guī)定試驗電壓下,各相泄漏電流的差別不應大于最小值的 100%;最大泄漏電流在 20μA 以下者,相間差值與歷次試驗結(jié)果比較,不應有顯著的變化。
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應在停機后清除污穢前熱狀態(tài)下進行。氫冷發(fā)電機應在充氫后氫純度為 96% 以上或排氫后含氫量在 3% 以下時進行,嚴禁在置換過程中進行試驗。
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試驗電壓按每級 0.5Un 分階段升高,每階段停留 1min。
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不符合上述泄漏電流相關(guān)要求之一者,應盡可能找出原因并消除,但并非不能運行。
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試驗時,微安表應接在高壓側(cè),并對出線套管表面加以屏蔽。冷卻水質(zhì)應透明純凈,無機械混雜物,導電率在水溫 25℃時要求:對于開啟式水系統(tǒng)不大于 5.0×102μS/m;對于獨立的密閉循環(huán)水系統(tǒng) 1.5×102μS/m。
2.4 定子繞組交流耐壓試驗
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容量小于 10000kW 或 kVA,額定電壓 36V 以上,試驗電壓為 2Un + 1000,但最低為 1500V;
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容量 10000kW 及以上 6000 以下,試驗電壓為 2.5Un;
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容量 6000~18000kW,試驗電壓為 2Un + 3000;
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容量 18000kW 以上,按專門協(xié)議。
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運行 20 年以上與架空線路直接連接者 1.5Un;
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運行 20 年以上不與架空線路直接連接者 (1.3~1.5) Un。
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應在停機后清除污穢前熱狀態(tài)下進行。處于備用狀態(tài)時,可在冷狀態(tài)下進行。
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有條件時,可采用超低頻 (0.1Hz) 耐壓,試驗電壓峰值為工頻試驗電壓峰值的 1.2 倍。
2.5 測量埋入式測溫計的絕緣電阻并檢查是否完好
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檢溫計指示值誤差不應超過制造廠規(guī)定。用 250V 及以下的兆歐表進行測量。
2.6 定子繞組端部手包絕緣施加直流電壓測量
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手包絕緣引線接頭,汽機側(cè)隔相接頭 20μA,100MΩ 電阻上的電壓降值為 2000V;
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端部接頭(包括引水管錐體絕緣)和過渡引線并聯(lián)塊 30μA,100MΩ 電阻上的電壓降值為 3000V。本項試驗適用于 200MW 及以上的國產(chǎn)水氫氫汽輪發(fā)電機,可在通水條件下進行試驗,以發(fā)現(xiàn)定子接頭漏水缺陷。
三、試驗結(jié)果分析與處理
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絕緣電阻異常:若絕緣電阻值低于規(guī)定范圍或出現(xiàn)各相絕緣電阻不平衡系數(shù)過大,可能意味著繞組存在受潮、絕緣老化、局部放電等問題。此時需要進一步檢查繞組的外觀,是否有明顯的絕緣破損、受潮跡象,必要時進行干燥處理或?qū)^緣進行修復。
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直流電阻異常:當定子繞組直流電阻超出標準要求,可能是由于繞組焊接不良、導線存在斷股或接觸電阻增大等原因。對于焊接問題,需要重新焊接并確保焊接質(zhì)量;對于斷股情況,可能需要更換受損的導線段。
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耐壓試驗不合格:在直流耐壓或交流耐壓試驗中,如果出現(xiàn)泄漏電流過大或繞組被擊穿的情況,表明繞組的絕緣強度不足。這可能是由于絕緣材料質(zhì)量不佳、制造工藝缺陷或長期運行導致絕緣老化等原因。對于這類問題,需要對繞組進行全面評估,確定是否需要更換繞組或采取其他修復措施。
同步發(fā)電機定子繞組的各項試驗項目及其標準要求,是保障發(fā)電機安全可靠運行的重要手段。通過嚴格按照規(guī)定的試驗周期和標準進行試驗,并對試驗結(jié)果進行準確分析和及時處理,能夠有效預防定子繞組故障的發(fā)生,提高發(fā)電機的運行可靠性和使用壽命,為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供電提供堅實保障。在實際操作中,試驗人員應不斷提高自身的專業(yè)技能和操作水平,確保試驗數(shù)據(jù)的準確性和可靠性,同時密切關(guān)注行業(yè)內(nèi)的新技術(shù)、新方法,不斷完善試驗標準和流程,以適應電力行業(yè)不斷發(fā)展的需求。