水轮发电机定子绕组绝缘干燥方法

水轮发电机定子绕组绝缘干燥方法
摘要：水轮发电机是水电站生产过程中提供电能的主要设备，由于水轮发电机
的工作环境存在明显特殊性，因此一旦水轮发电机停机检修或是遇到不可控的环
境因素后，定子绕组绝缘就难以满足设备运行要求，因此在此种情况下更需要对
绝缘无法满足要求的定子进行干燥处理。

针对这一情况，本文就将对水轮发电机
定子绕组的绝缘干燥方法展开详细研究，希望对这项工作的开展提供一定的帮助
和指导作用。

关键词：水轮发电机；定子绕组；绝缘干燥
在我国科学技术水平提升背景下，我国电力行业发展水平也不断提升，同时根据地方发
展需求也诞生了多种不同规模的水电站，基于水电站不同的地理环境和位置，受到水文气象
条件的影响也存在明显差异，水轮发电机如果在正常工作中出现监控系统报转子一点接地和
定子一点接地故障信息，情况很可能出现定子绕组和转子绕组绝缘能力的降低，甚至会出现
设备受潮的情况。

还有一部分水电站的发电机机房因为地势低洼，在经历过暴雨或是河水涨
潮的情况时，还可能出现水淹机房的情况，这都会对发电机的定子绝缘产生影响。

为确保水
轮发电机的运行质量与工作效率，应该采用合理的手段进行处理，加强对水轮发电机定子绝
缘的干燥处置。

基于此，本文就将对水轮发电机定子绕组绝缘干燥的常见方法展开详细论述。

一、水轮发电机定子绕组绝缘等级和绝缘规定
实践证明，水轮发电机定子绝缘等级为五级，分别为A、B、C、D、E，五个等级可以接
受的温度分比为100、110、120、140、160℃[1]。

按照我国不同地区水电站运行要求，水轮
发电机在产生不正常停转的情况下，需要对定子绕组绝缘电阻进行测量，其中，沥青浸胶和
烘卷云母的绕组绝缘吸收比＜1.3，环氧粉云母的绕组绝缘吸收比＜1.6，则可判断绕组受潮，需要及时对设备进行干燥处理。

研究发现，当前发电站应用的电子绕组组成结构如下图所示：
图一发电机定子绕组的主要结构
二、水轮发电机定子电阻的绝缘干燥方法
（一）直流机干燥法
工作人员在开展这一工作的过程中应该直接将水轮发电机定子绕组进行顺次连接，并按
照规定介入外部电源，通过发电机定子绕组的直流电阻和工作电流对工作所需要的电压进行
正确调节[2]。

在外接直流电源对变阻器进行增加后，不能直接进行闸刀开关切断电流，而是
需要借助变阻器逐步实现对电压的降低，从而对电流进行切断，避免在切断电源的瞬间引发
对绝缘的击穿问题。

在对这一方法进行电子绕组绝缘的干燥过程中，工作人员应该及时开展
定子铁芯和线圈温度检查工作，尤其是在烘干处理阶段，要尽可能避免转子局部过热问题的
发生。

（二）短路干燥法
在水轮发电机出口上，工作人员需要进行定子绕组的三相短路连接，通过短路产生的能
量进行进一步的绕组处理，在这一过程中，工作人员通过对励磁电流的调节，可以更为精准
和全面的进行短路电流的控制，也就是对发电机定子绕组电流额定值的控制[3]。

一般短路位
置要设置在发电机断路器前，因为发电机出口位置需要进行三相短路的设置，为避免工作中
产生的跳闸问题的，在这一过程中也要加强对干燥法的管理，以免操作不当引发电压对绝缘
的击穿影响。

（三）外部加热干燥法
在对发电机进行处理的过程中需要对其用隔热材料遮挡，比在顶部位置设置孔隙，在水
轮发电机下方增加电炉等设备作为集中性热源，保证热源对铁芯进行集中加热，绕组的温度
上升后，发电机中的水分就会蒸发，潮气可以直接在小孔的位置上飘出。

但是在对此种方法
进行应用的过程中也要对热源和发电机定子绕组的距离进行控制，避免距离太近产生的局部
过热问题。

（四）空转自然干燥法
在水轮发电机没有应用励磁电流的过程中，也就是在不建压的情况下，借助水轮发电机
空转促使空气流通，保证内部水分实现自然风干，从而保证发电机绝缘达到相应的运行条件
和要求。

但是在实际研究中发现，此项技术更适合应用在小型水轮发电机中，并且对于发电
机轻微受潮的处理效果更为优异[4]。

三、水轮发电机定子绕组绝缘干燥法的应用详情
通过大量的实践研究发现，在工作过程中发电站会采取因地制宜原则，按照设备或是人
员工作情况进行一种或是多种干燥方法的联合应用，这对于水轮发电机的定子绝缘干燥往往
可以发挥更为显著的优势作用。

（一）空转自然干燥法与外部加热法的联合应用
本文所研究地区的水轮发电机属于典型的低压机组，厂房所处位置具备显著干燥性特点，春天该地区的发电机定子绕组绝缘受潮情况并不严重，因此工作人员采用空转自然干燥法和
外部加热法进行水轮发电机的干燥处置。

具体工作方式为：首先，在发电机处于停机状态下，需要将发电机进行三项定子绕组的短接处理。

同时要将发电机励磁电源线进行断开[5]。

其次，还需要在发电机两侧的位置分别配置两个电炉，并且用耐温的隔热材料实现对热源的集中，
确保热量能最多的传递和辐射到发电机的内部。

在这过程中，发电机还需要进行空转，转速
要控制在80%-90%。

最后，在运行监控设备中要加强对发电机定子绕组表面温度和铁芯温度
的合理监控，
适当进行电炉位置的调整，通常温度需要控制在30-50℃之间。

借助空转自然干燥法和外部
加热法的联合应用可以提升机器的绝缘干燥性，通常此种方法连续使用三天，即可满足发电
机定子绕组的绝缘电阻要求。

（二）短路干燥法的应用
本文所研究地区的厂房地势较低，在每年春季发电工作开始前，发电机定子绕组的绝缘
问题就会发生，工作人员在此种情况下，还可以借助短路干燥法进行机组出力，一般情况下，三天左右的时间就能保证发电机定子绝缘达到最初的建压标准。

在这一工作中，具体工作内
容如下：首先，在发电机停机不运转的情况下，应该进行发电机三相短接。

并且将发电机励
磁电源调整为外部电源，在交流电帮助下进行电源的连接。

其次，发电机空转的过程中，机
器转速仍然保持相应水平[6]。

如果在不断空转过程中电焊机的输出电流为零，工作人员就需
要逐步增加励磁电流中定子绕组的电流，保证运转结束后机器性能不受到影响。

最后，在运
行过程中工作人员还需要加强对发电机的励磁电流、定子绕组的干燥电流等环节的控制，提
升发电机转动性能的优势。

在研究中发现，在实践工作中通过对短路干燥法的应用，该电站
的水轮发电机组的定子绝缘也将在最短时间内满足建压运行的基本要求和标准。

结束语
综上所述，通过对水轮发电机定子绝缘干燥方法的研究可知，当前我国发电站在实践工作中仍然存在很多问题，所以加强对水轮发电机定子绝缘干燥方法的研究和应用也是一项十分必要的工作。

基于每个水电站工作情况和产生定子绝缘水平下降的因素存在差异，因此在今后工作中也需要加强对实际情况的分析，从而选用科学手段和方法实现对水电站运行要求的满足。

参考文献
[1]孙陈敏.水轮发电机组水淹后定子绕组的干燥方法[J].农村电工，2014，12（10）：30.
[2]徐贵平.水轮发电机定子绕组绝缘干燥方法[J].设备管理与维修，2018，38（9）：117-118.
[3]李燊.水轮发电机定子绕组绝缘降低的分析及绝缘恢复方法探讨[J].科技创新与应用，2015，24（21）：144-144.
[4]付朝霞.水轮发电机定子绕组绝缘故障试验查找[J].电力安全技术，2013，15（4）：50-52.
[5]姚景涛，刘微微，张柄如等.水轮发电机定子绕组绝缘击穿原因分析及处理[J].内蒙古电力技术，2012，30（1）：113-116.
[6]纪天华.水轮发电机定子绕组绝缘的老化特征和寿命预测[J].水电站机电技术，2014，29（2）：9-11.。