淺談水淹發(fā)電機(jī)組定子絕緣處理方法

摘要：吉林兩江水輪發(fā)電機(jī)（SF20-20/4250）裝機(jī)容量為3×2萬(wàn)kW·h機(jī)組，絕緣等級(jí)為B級(jí)，采用粉云母帶環(huán)氧熱固性絕緣，由湖南零陵水力發(fā)電機(jī)制造有限公司生產(chǎn)。年設(shè)計(jì)發(fā)電量為1.93億kW·h。裝機(jī)水頭67m，年利用率達(dá)3216h，2013年8月16日電站遇到二百年一遇的洪水，發(fā)電機(jī)組整體淹沒(méi)，整個(gè)發(fā)電機(jī)幾乎被油、水、泥沙浸泡7天。洪水過(guò)后經(jīng)過(guò)排水、搶修、試驗(yàn)等過(guò)程，于2014年01月20日發(fā)電機(jī)重新投產(chǎn)運(yùn)行。本文對(duì)發(fā)電機(jī)定子修復(fù)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)分析，旨在為相關(guān)行業(yè)的技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：定子線圈 ?外絕緣層 ?交、直流耐壓試驗(yàn)

1 項(xiàng)目背景

三臺(tái)發(fā)電機(jī)組，處理順序?yàn)槎?hào)發(fā)電機(jī)組、一號(hào)發(fā)電機(jī)組、三號(hào)發(fā)電機(jī)組，因?yàn)槊颗_(tái)機(jī)組搶修耗時(shí)間較長(zhǎng)，一般為30多天，導(dǎo)致三臺(tái)機(jī)出現(xiàn)不同狀況，采取了不同的處理方法，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題進(jìn)行研討?，F(xiàn)對(duì)存在現(xiàn)象進(jìn)行了分類。二號(hào)發(fā)電機(jī)在經(jīng)烘干干燥之后，進(jìn)行直流耐壓時(shí)，加至2.0Ue電壓時(shí)，A相擊穿，B、C相通過(guò)。一號(hào)機(jī)使用純干燥方法，后運(yùn)行一段時(shí)間后，發(fā)生端部斷線，于2014年5月重新更換局部線圈。三號(hào)機(jī)以干燥處理運(yùn)行至今比較穩(wěn)定。在一、二、三號(hào)發(fā)電機(jī)定子絕緣處理過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)存在以下現(xiàn)象：外觀絕緣層有起包或?qū)用婀钠穑?hào)發(fā)電機(jī)組損壞線棒，有明顯的起層。在二號(hào)發(fā)電機(jī)擊穿線棒解釋中發(fā)現(xiàn)，擊穿端部尤為明顯;一號(hào)機(jī)下端部絕緣端盒里的樹(shù)脂，出現(xiàn)不同程度的裂縫，端盒蹦裂，存在五十多處不同程度的損壞;在拆二號(hào)機(jī)定子線棒用碳極加熱時(shí)，明顯能看到有細(xì)氣流（白色）噴出（隨焊錫的烤落，氣流方向應(yīng)向內(nèi)）;三號(hào)發(fā)電機(jī)絕緣測(cè)試：按規(guī)程要求利用2500V搖表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，三相絕緣絕對(duì)值相對(duì)平衡，使用5000V搖表進(jìn)行測(cè)試時(shí)，發(fā)生三相不平衡現(xiàn)象。

2 水淹發(fā)電機(jī)絕緣處理方法

①發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣進(jìn)行干燥處理。

②拆除定子線圈兩端端盒，烤去焊錫，再進(jìn)行干燥處理。

③局部定子線圈進(jìn)行更換處理。

④起出定子線圈，烤凈焊錫，再進(jìn)干燥室進(jìn)行干燥處理。

⑤更換定子線圈及重新下線。

⑥更換定子線圈及定子錢(qián)芯。

在各項(xiàng)方法中因?yàn)檗D(zhuǎn)子電壓低、絕緣強(qiáng)度要求不高（高于0.5ΩM），主要考慮發(fā)電機(jī)定子絕緣處理，轉(zhuǎn)子絕緣經(jīng)清理、清掃、沖洗（絕緣洗滌濟(jì)）、干燥一般都能夠滿足要求。

3 針對(duì)處理方法分析

3.1 水淹發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣進(jìn)行干燥處理

適用于短時(shí)間內(nèi)水浸發(fā)電機(jī)定子繞組，絕緣受到破壞程度較低，通常會(huì)用不斷去加溫（低于80℃）干燥方法提高絕緣，當(dāng)絕緣提高到一定的恒定值后，去掉熱源，進(jìn)行絕緣跟蹤。

3.2 拆除定子線圈兩端端盒，烤去焊錫，再進(jìn)行干燥處理

水淹發(fā)電機(jī)定子線圈不拆除的情況下進(jìn)行，優(yōu)點(diǎn)：此方法省工省料，絕緣強(qiáng)度有明顯的提高，穩(wěn)定性能好。缺點(diǎn)：端部二道箍部位的油泥物、線棒層間油碳混合物清理不清，存在隱患。

3.3 局部定子線圈進(jìn)行更換處理

水淹發(fā)電機(jī)定子經(jīng)過(guò)清洗、清理后，進(jìn)行簡(jiǎn)單干燥處理，待絕緣基本穩(wěn)定以后。忽視泄漏電流（偏高）進(jìn)行強(qiáng)迫交、直流耐壓。直流試驗(yàn)電壓采用2Ue電壓，交流試驗(yàn)電壓采用1.3Ue電壓進(jìn)行耐壓，產(chǎn)生擊穿，更換擊穿的局部線圈，絕緣電阻有大幅提高。例如本電站二號(hào)發(fā)電機(jī)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 ?二號(hào)發(fā)電機(jī)定子線圈測(cè)試數(shù)據(jù)

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兩江電站二號(hào)發(fā)電機(jī)，經(jīng)過(guò)一周的清理、清掃工作后，經(jīng)過(guò)一次72小時(shí)的干燥。做直流耐壓試驗(yàn)，擊穿A相線圈，考慮到發(fā)電機(jī)定子線棒需要更換，直接做B、C項(xiàng)的交流耐壓試驗(yàn)，各擊穿一點(diǎn)，更換擊穿線圈。線圈起出后在干燥室加熱干燥，未損壞線圈經(jīng)2.5Ue交流耐壓試驗(yàn)，重新下線。絕緣值達(dá)到受災(zāi)前期的90%以上。

3.4 起出定子線圈，烤凈焊錫，再進(jìn)干燥室進(jìn)行干燥處理

此方法，適用于運(yùn)行十年以上機(jī)組，發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣可靠，鐵芯的絕緣良好。拆下整體線圈、干燥處理后，進(jìn)行試驗(yàn)，下線。關(guān)健工作為下線前線棒的試驗(yàn)電壓采用2.5倍的額定電壓（2.5Ue）合格后，重新回裝。推薦此方法。

3.5 更換整體定子線圈

適用于運(yùn)行二十年以上的老機(jī)組。發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣有些老化，在水淹之前發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣不到出廠時(shí)絕緣的60%，或短時(shí)間內(nèi)絕緣有明顯的下降的發(fā)電機(jī)組。

缺點(diǎn)：定制線圈時(shí)間與下線圈時(shí)間較長(zhǎng);重新起線棒，下新線等工作量大;投入資金大。優(yōu)點(diǎn)：提高整體絕緣強(qiáng)度。

3.6 更換定子線圈及定子錢(qián)芯

適用于運(yùn)行二十年以上的老機(jī)組。發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣有些老化，在水淹之前發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣不到出廠時(shí)絕緣的60%。發(fā)電機(jī)出力明顯下降。外觀檢查，鐵芯有明顯銹蝕現(xiàn)象或經(jīng)鐵損試驗(yàn)確定發(fā)電機(jī)鐵芯絕緣下降較嚴(yán)重。

缺點(diǎn)：資金投入大;恢復(fù)周期長(zhǎng);工作量大。

優(yōu)點(diǎn)：完全改善發(fā)電機(jī)定子絕緣，提高發(fā)電機(jī)出力。

4 發(fā)電機(jī)定子絕緣下降原因及現(xiàn)狀說(shuō)明

發(fā)電機(jī)組定子線圈外部受浸一般都是短時(shí)間內(nèi)水浸漬，長(zhǎng)時(shí)間水淹的機(jī)組，發(fā)電機(jī)內(nèi)部絕緣受到水浸漬，導(dǎo)致絕緣等級(jí)下降的，一般情況下的干燥方法都不見(jiàn)得見(jiàn)效。能達(dá)到受潮前的百分之五十到七十就算不錯(cuò)的要求。其原因：

①內(nèi)部受潮，經(jīng)烘干干燥后，滲進(jìn)去的水，不會(huì)輕易經(jīng)烘干，排擠到絕緣層外，而是經(jīng)干燥后，變化成水汽，分散在內(nèi)絕緣層內(nèi)。

②由于水變成水汽，產(chǎn)生汽壓，而使一部分絕緣層受到氣壓的破壞。

③由于氣壓，而導(dǎo)致其水汽分子，在內(nèi)絕緣層內(nèi)移動(dòng)，造成新的破壞。

④在干燥及耐壓過(guò)程中，絕緣層受到了一定程度的損傷。

5 水淹發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣下降處理方案綜合比較

推薦方法一：最佳方案起出線圈，經(jīng)烘干室烘干，經(jīng)試驗(yàn)合格后，重新下線。線棒內(nèi)的水汽得到充分的發(fā)揮，減少加熱時(shí)線棒伸縮而帶來(lái)的機(jī)械力損壞，提高整體絕緣。有利于更換綁線、套箍、墊條、端盒等受損部件。使發(fā)電機(jī)部件得到了改善。

推薦方法二：出于經(jīng)濟(jì)考慮，采用拆除定子線圈兩端端盒，烤去焊錫，再進(jìn)行干燥處理。整體絕緣得到大幅度的提高。

6 結(jié)束語(yǔ)

在發(fā)電機(jī)被水淹后，由于水中存在著油污、沙、泥等許多雜質(zhì)，應(yīng)及時(shí)采取不同方法對(duì)發(fā)電機(jī)本體和定子線圈及鐵芯等部位進(jìn)行徹底清掃和處理，以免油、沙、泥混合污物對(duì)線棒的絕緣及鐵芯產(chǎn)生浸漬腐蝕。烘干室的溫度不易超過(guò)80℃。在各種推薦方法使用中，注意清理、清掃發(fā)電機(jī)定子鐵芯銹蝕的處理，認(rèn)真檢查有銹蝕地方，有必要做防銹處理。水淹發(fā)電機(jī)定子不要簡(jiǎn)單使用烘干的方法去提高絕緣，最佳方案起出線棒，在烘干室內(nèi)進(jìn)行干燥，進(jìn)行單線棒試驗(yàn)后，重新下線。

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作者簡(jiǎn)介：李今哲（1965-），男，吉林安圖縣人，技術(shù)監(jiān)督專責(zé)工程師，吉林兩江水力發(fā)電股份有限公司生產(chǎn)技術(shù)部。