关于发电机定子绕组绝缘电阻测量及最低允许值的分析_冯复生

表 3 国内及美、前苏联所采用的 不 同换算公式下的 α值
Tab. 3 α using value of domestic and foreign
at diff erent conversion formula
换算公式 T/ ( 1 /℃ )
R1= R 2× 1. 6(t2- t 1) /10
0. 0204
B级热固性绝缘
R1 = R2× 1. 6(t 2- t1) /10
( 1)
式中 R1为 测量温 度为 t1时的绕 组绝缘 电阻值 ,
6
Po w er Sy stem Techno lo g y
V o l. 24 No . 2
MΨ; R2为换算至温度 t2时的绕组绝缘电阻值 , MΨ; t1为测量时的温度 ,℃ ; t2为要换算的温度 ,℃。
表示 ,绝缘电阻随试品温度上升而下降。
R= R0 e-Tt
( 6)
两边取对数得
lnR= l nR0 - Tt
( 7)
式中 lnR0为常数 ,由上式可知 , lnR 与温度呈线性 关系 ; T代表直线的斜率。
式 ( 1)～ ( 4)表达方式不一 ,通过换算统一归算
到式 ( 6)时可求得 T值如表 3所示。
流将随试品温度的改变而变化 ,当试品温度在较小
范围内变动时 ,电导电流与试品温度的近似关系可
由式 ( 7)表示 ,电导电流随试品温度上升而增大。
I= I0 eTt
( 5)
式中 I 为温度为 t 时的电导电流 ; I0为 0℃时的电 导电流 ;T为温度系数。
而定子绕组绝缘电阻与温度的关系可由式 ( 6)
( 8)
式中 R 为绝缘电阻值 , MΨ; U 为发电机定子绕组
的额定电压 , V; P 为发电机额定功率 , kV A。 文献 [ 6]要求绝缘电阻在热状态或温升试验后
测量 ,但没有明确规定定子绕组温度 ; 文献 [ 7 ]规定
为换算至 100℃时的绝缘电阻值。国标中有关规定也 相差较大。
( 2)文献 [ 2 ] [ 4 ]中规定发电机和同步调相机大 修中更换绕组时 ,容量为 10MW ( MV A)以上的定子 绕 组绝缘 状况 应满 足下 列条 件 ,而 容量 为 10M W ( MV A)及以下者满足下列条件之一者 ,可以不经干 燥便投入运行:
关键词: 绝缘电阻 ; 极化系数 ; 规定值
中图分类号: T M 303 文献标识码: A
1 引言
发电机定子绕组绝缘电阻测量是最常用的诊断
方法之一。由于其方法简单、方便 ,通常作为判断发 电机 定 子绕 组 绝缘 受 潮、 表 面 脏污 程 度 以及 判 断 绝 缘裂痕等缺陷的有效手段之一 ,尤其采用三相绝缘 电阻以及和以往绝缘电阻值相比较的方式 ,可以判 断绝缘是否受潮 ,此外还可做为定子绕组耐压试验 或投运的重要判据。
允许值在大修时没有作出规定 ,而新机投产前及大 修时是否需要对定子绕组进行干燥作了相应规定。
( 1)文献 [ 5～ 7]中规定 ,发电机定子绕组在干燥 后接近工作温度时 ,用 2500V 兆欧表测量对地及相 间的绝缘电阻值应不低于按下式计算所得的数值:
第 24卷 第 2期
电 网 技 术
7
R=
U 1000+ P /100
系数见图 1,绝缘电阻换算至 40℃及 75℃时的绝缘电
阻温度换算系数见表 1。
图 1 定子 绕组 B级绝缘换算至 4 0℃时的绝缘电阻温度换算系数 Fig. 1 Insulation resistance conversion constant of B class stator winding conversion to 40℃ value
文章编号: 1000-3673( 2000) 02-0005-05
关于发电机定子绕组绝缘电阻测量及 最低允许值的分析
冯复生
(华北电力科学研究院 ,北京 100045)
IN SULATION RESISTAN CE MEASUREMEN T OF GENERATOR STATOR WINDING AND ANALYSIS OF ITS MIN IMUM ALLOWABLE VALUE
75℃ at dif f erent temperatures
℃
75 70 60 50 40 30 20 10
Kt 1. 000 0. 833 0. 588 0. 416 0. 294 0. 213 0. 149 0. 106
2. 2 各种表达方式之间相互关系分析
定子绕组施加直流电压后 ,吸收电流及电导电
2( t2- t1 ) /10与文献 [ 2]推荐的换算公式相吻合 ,与文献
[ 1]所采用的换算公式 ,即 R1= R2× 1. 6( t2- t1) /10有较 大差异。
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3 定 子绕 组绝 缘电阻 最 低允 许值 的规 定及 比较
3. 1 有关定子绕组绝缘电阻最低允许值的规定 文献 [ 4 ]中对于发电机定子绕组绝缘电阻最低
文献 [ 3]所推荐公式为
B级绝缘
R75= Kt× Rt
( 4)
式中 R75为换算至 75℃时定子绕组的绝缘电阻值 ,
MΨ; Rt 为测量温度为 t 时定子绕组的绝缘电阻值 ,
MΨ; K t 为绝缘电阻温度换算系数。
不同温度下绝缘电阻温度换算系数见表 2所示。
表 2 不同温度下的 Kt 值 (换算至 75℃ ) Tab. 2 Kt value of conversion to
表 1 换算至 40℃及 75℃时的 Kt 值 Tab. 1 Kt value of conversion to 40℃ and 75℃
℃
75 70 60 50 40 30 20 10 5
40℃ 11. 800 8. 000 4. 000 2. 000 1. 000 0. 500 0. 250 0. 125 0. 08 8 Kt 75℃ 1. 000 0. 710 0. 350 0. 180 0. 088 0. 044 0. 022 0. 011 0. 0078
本文对目前国内外采用的绝缘电阻与温度的关 系 ,以及制造部门、运行部门推荐的绝缘电阻最低允 许值作了系统比较 ,推荐了合理的最低允许值 ,同时 对试验要求以及大型发电机定子绕组绝缘电阻测量 方法、要领做了具体介绍。
2 不同温度下定子绕组绝缘电阻换算公式
2. 1 定子绕组绝缘电阻与温度关系的表达式
文献 [ 1 ]所推荐公式为
但由于影响绝缘电阻测量值的因素较多 ,有的 标准中对于其最低允许值并没有作出明确规定 ,同 时绝缘电阻值与定子绕组绝缘强度间也不存在明确 的关系 ,无法直接由绝缘电阻值判断定子绕组的电 气强度或由所测值的大小确定发生电气 故障的可 能。
目前国内外资料中表明绝缘电阻值与温度关系 的表达式也极不统一 ,使所测值有时无法和以往测 量值进行比较 ,因而不能了解到定子绕组绝缘的真 实状态。
R1= R 2× 2( t 2- t 1) / 10
0. 0301
文献 [ 2] 0. 0301
文献 [ 3] 0. 0152
注: 表中 T为 B级绝缘温度系数 ,对于 A级绝缘则为 0. 025。
表 3显示出绝缘电阻采用不同换算公式后的差
异 ,而国内 B级绝缘采用的换算公式 ,即 R1 = R2×
FEN G Fu-sheng ( No rth Chi na Elect ri c Pow er Research Instit ute, Bei jing 100045, China)
ABSTRACT: Th e insulatio n r esistance measurement o f g enera tor stato r winding is o ne of the effec tiv e methods to dia gnose the insulation state o f th e winding being tested. Ther e ar e still g rea t difference be tween do mestic and for eig n sta nda rds on the stipulation including the minimum a llow able va lue o f insula tion resistance and the conv e rsio n relatio n o f insula tion resistance at different tempe ratur es, so that it is impo ssible to dete rmine the real insula tio n state o n site. Ba sed on the abov e mentio ned v a rio us minimum a llow able va lues and co nv er sion r ela tio ns o f insula tio n resistance, a systema tic co mpariso n is presented in this paper , and the n, the r easonable minimum allo wa ble v alue a nd conv ersio n rela tio n hav e been recom mended by do mestic and fo reig n ex periences, in additio n, r eleva nt do mestic sta ndards hav e been sugg ested.
热塑性绝缘
R1=
R × 2 2
( t2- t1) /10
( 2)
文献 [ 2]所推荐公式为
B级绝缘
Rc= K t× Rt
( 3)
式中 Rc 为换算至 40℃时的绕组绝缘电阻值 , MΨ;
Rt 为测量温度为 t 时的绝缘电阻值 , MΨ; K t 为绝缘 电阻温度换算系数。
换算至 40℃时 ,不同温度下绝缘电阻温度换算
( 3)文献 [ 3 ]规定定子绕组采用气体 (空气或氢
气 )冷却的发电机和调相机 ,不经干燥投入运行的条 件为:
1)温度不低于 10℃时测得的绝缘电阻应该不低
于 式 ( 8)的给定值 ,即实测值通过换算应不低于式 ( 8) 75℃状态下的最低允许值。
2) 10℃～ 30℃时测得的吸收比不小于 1. 3。
DOI : 10. 13335 /j . 1000 -3673. pst . 2000. 02. 001
第22040卷0年第2月2期
Po
电 网 技 术 we r System T ech no
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V ol. 24 Feb.
N o. 2 2 00 0
3)由直流泄漏电流和直流试验电压关系决定的
非线性值
KU 应不大于 3(其中
KU =
U U
1 2
I I
2 1
,
U1、 I1表
示最高试验电压及相应泄漏电流 , U2、 I2表示第一
级试验电压及相应泄漏电流 )。
①沥青浸胶及烘卷云母绝缘分相测得的吸收比
不小于 1. 3或极化指数不小于 1. 5,对于环氧粉云母 绝缘吸收比不小于 1. 6或极化指数不小于 2. 0。水内
冷发电机的吸收比和极化指数自行规定。
②在 40℃时三相绕组并联对地绝缘电阻值不小 于 ( Un+ 1) MΨ(取 Un 为 kV 值 ,下同 ) ; 分相试验时 , 不小于 2( Un+ 1) MΨ。若定子绕组温度不是 40℃时 , 绝缘电阻应进行换算。
KEY WORDS: insula tio n resistance; polarizatio n index ; stipula tive v alue
摘要: 发电机定子绕组绝缘电阻测量是诊断定子绕组绝 缘状 态常用的有效方法之一 ,但现有国内外标准中对其最低 允许 值的 规定及在不 同温度下 绝缘电阻的 换算关系存 在较大 差 异 ,使现场无法真实了解绝缘状态。文章对美 国、前苏联 及国 内有 关标准中绝 缘电阻最 低允许值的 规定与不同 温度下 绝 缘电阻的换算作了系统比较 ,并归算到同一换算公式以 说明 差异程度。文中还推导出合理的最低允许值及不同温度 下的 绝缘电阻换算关系 ,并对国内有关标准提出了修改建议。