发电机定子绝缘低的原因分析及处理

发电机定子绝缘低的原因分析及处理

作者：周洪强

来源：《科学与财富》2016年第19期

摘要：沮河电厂#1、#2机在多次开机过程中，均出现发电机定子绝缘低（3 MΩ至7

MΩ），影响机组启动，经过对发电机绝缘低的分析与研究，找出了发电机绝缘低的原因，并采取了相应的对策，有效的解决问题。

关键词：发电机；绝缘低；原因分析及处理

沮河电厂#1、#2发电机是上海电气集团股份有限公司生产的，型号为QFSN-300-2 ，额定容量300MW，出口额定电压20kV，冷却方式为水氢氢，定子绕组采用 F级环氧粉云母带连续绝缘，绝缘后经模压加热固化而成，具有良好的绝缘整体性和正确的外形尺寸。在发电机检修后或停机时间较长时，应测量发电机定子及励磁系统回路绝缘电阻。测量发电机定子回路绝缘（包括发电机出口封闭母线、主变低压侧绕组、厂变高压侧绕组、励磁变高压侧等连接设备）前，均应拉开发电机所属各PT刀闸，拆除发电机定子汇水管的连接片，验明回路无电压，放去静电后，然后才可以进行。发电机有良好的绝缘电阻是安全运行的关键，如果在绝缘电阻不良的状况下，还继续运行是很危险的，经常会在高电压冲击下，导致绕组薄弱环节瞬间击穿短路。

1、概述

2、发电机绝缘电阻的运行规定

（1）发电机启动前或停运后，应对其绝缘电阻进行测量并作好记录；

（2）发电机定子圈的绝缘电阻可在不通水的情况下，用2500V摇表测量或在通水的情况下用水内冷发电机绝缘测试仪测量。在相同的温度和湿度的条件下，不得低于前次的1/3--

1/5，吸收比不小于1.3倍；定子线圈在不通水干燥后接近工作温度时，用2500V摇表测量其对地的绝缘电阻值应不低于200MΩ；

（3）发电机通水前用摇表测定绝缘，应在汇水管未与外接水管接上之前进行，并将两端汇水管用导线联接起来，接在摇表的屏蔽端而后测量，测毕接好外接水管；

（4）发电机通水后用水内冷发电机专用绝缘测试仪测量，测量前先用万用表测量汇水管与线圈间的绝缘电阻不低于100KΩ，汇水管与机座间的电阻不低于1KΩ，用测试仪测量不低于前次的1/3--1/5；

（5）发电机定子线圈绝缘电阻测量结果与前次比较，如有明显下降时，应查明原因，消除后方允许启动机组；

（6）励磁回路绝缘电阻的测量（包括发电机转子、主副励磁机）应采用500V摇表进行测量，发电机转子绕组值不应小于5MΩ，主励磁机定子，转子绕组的绝缘电阻不小于1MΩ；

（7）整流器的控制部分及电子装置禁止用摇表测量绝缘，如需测量时应由专业人员进行；

（8）发电机底板及电刷架之间电阻用1000V摇表测量，绝缘电阻值不低于1MΩ。

3、操作时注意的问题及要求

我厂水冷发电机绝缘电阻测试仪型号为：KD2678，测量发电机定子绕组绝缘，一般在通水前进行。发电机定子回路绝缘电阻的测量，使用水内冷专用2500V绝缘电阻测试仪测量。要求：

（1）#1、#2发电机定子绕组对地绝缘应大于20 MΩ。

（2）吸收比：即发电机60秒的绝缘值与15秒的绝缘值之比，R60″/R15″≥2。

（3）极化系数：即发电机10分钟的绝缘值与1分钟的绝缘值之比，R10″/R1″≥1.5。

（4）各相绝缘电阻差异倍数≤2。通水后测得绝缘阻值主要与水质有关，不能作为判断发电机绝缘的依据，但应在1MΩ以上，否则应对水质进行检查。发电机绝缘测量结果与前次测量值相比较，有显著降低时（考虑温度和气体湿度的变化，如降低到前次的1/3至1/5），应查明原因并设法消除。

（5）用双水专用摇表测的情况为：定子经线圈进水；汇水管及引水管的绝缘电阻应大于30KΩ；水内冷电机应在通水的情况下进行试验，导电率在水温20℃时要求不大于：

2.0×102μS/m2、用普通摇表测的情况为：定子线圈吹干净后测量。

如果是水内冷发电机在测量定子绝缘时就要使用专用的水摇表，并将水管部分做好屏蔽连接。

（6）测绝缘时不要求必须在通水情况下。无水时，定子用摇表测量2M以上合格；线圈水未吹干用摇表屏蔽接线法测量，通水后用水冷电机绝缘测试仪测量，都是6M以上合格。

（7）汇水环和外界的定冷水的管路是通过连接法兰绝缘的。

（8）因外界的定冷水的管路接地，屏蔽的是：摇表加压后，在水中产生的泄露电流。沮河厂#1、#2机在多次开机过程中，均出现发电机定子绝缘低（3MΩ至7MΩ），影响机组启动，经过对发电机绝缘的分析与处理，得到结论：定子绕组绝缘低，并不是没有绝缘，如果没有绝缘则说明定子线棒间或定子内部有对地短路，需要检查处理。

4、发电机定子绝缘电阻下降原因分析

引起绝缘电阻低有诸多因素，一般有三种可能性：

（1）绕组绝缘材料和加工工艺问题；

（2）绝缘老化或意外机械损伤；

（3）受潮原因所致。

为了进一步了解，打开发电机两侧端盖检查，发现绕组表面有较多灰尘，但不见绝缘老化及其他异常情况；打开空冷室，发现空冷室有结露现象；打开封母，发现母线、支持瓷瓶有小水珠、水膜。基于绝缘值比较低、吸收比、极化系数不合格，且灰尘、水的导电性，表明受潮是主要原因。受潮原因：一是发电机等设备不完全密封，也不像主变压器一样浸在变压器油里，而天气湿度高，特别是冬天阴雨天气，母线、支持瓷瓶、穿墙套管、电缆头绝缘材料表面易结露形成水珠、水膜，降低绝缘值；二是电气设备绝缘表面灰尘会吸湿，支持绝缘瓷瓶表面光洁度差，灰尘也容易留存在表面。三是停机时间过长。

5、发电机定子绝缘电阻下降预防处理方法：

（1）用压缩空气对发变组所属隔离开关、离相封闭母线、进出引线、高压绝缘支持瓷瓶、穿墙套管、电缆头进行吹扫。

（2）微正压装置出口风管加装电加热器，压缩空气经加热器加热，通入封母，以干燥发电机至主变、出口PT、励磁变压器之间的封闭母线。加强检查封母的密封情况，发现漏气及时修复，在发电机停机后投入，发电机并网后退出。

（3）开机前尽早启动盘车，加快空气的流通，把潮湿的空气置换出来，关闭空冷室冷却器进出水门，拆开发电机空冷室人孔门，在里面加装烘灯、风扇，利用热空气除湿；加装除湿器，吸收水蒸气，加快除湿。

（4）直流电加热法干燥发电机，其电源由直流电焊机或其他直流电源供给，将定子三相出线加以串联，接上电源，通入直流，这时定子端盖不须装上，线圈内可以不通水，电流值的大小根据温度决定，以线圈层间的电阻测温元件测温，加热过程保持盘车的连续运行，严格监视和控制干燥温度和温升速度，保证受热均匀，且不应超过额定值，定子线圈温度小于90