亭子口電站定子繞組直流電阻不平衡故障分析和處理

侯俊宏

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司,四川 蒼溪，628400)

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亭子口電站定子繞組直流電阻不平衡故障分析和處理

侯俊宏

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司,四川 蒼溪，628400)

主要對(duì)亭子口水電站3號(hào)發(fā)電機(jī)定子繞組直流電阻不平衡進(jìn)行分析，采用直流電橋監(jiān)測(cè)法，查找出匯流母排螺栓連接處故障，解決了發(fā)電機(jī)設(shè)備的重大安全隱患。

亭子口電站 定子繞組 直流電阻不平衡故障 原因分析 處理方法

亭子口水電站3號(hào)發(fā)電機(jī)組2014年3月投產(chǎn)，由東芝水電設(shè)備(杭州)有限公司生產(chǎn)制造，為立軸、三相、有阻尼繞組的同步水輪發(fā)電機(jī)。結(jié)構(gòu)型式為半傘式，即上導(dǎo)軸承布置在轉(zhuǎn)子上方，推力軸承和下導(dǎo)軸承布置在轉(zhuǎn)子下方。采用密閉徑向自循環(huán)的空氣冷卻通風(fēng)系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)采用自并激可控硅靜止勵(lì)磁。本文主要分析發(fā)電機(jī)定子繞組直流電阻不平衡故障及其處理方法。

1 定子繞組直流電阻不平衡的原因

亭子口水電站3號(hào)發(fā)電機(jī)組在C級(jí)檢修中，測(cè)量定子各分支繞組的直流電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)C相下分支相互差達(dá)到50%。根據(jù)規(guī)程要求，各相或各分支繞組的直流電阻在校正了由于引線長(zhǎng)度不同而引起的誤差后，相互間差別與初次(出廠或交接時(shí))測(cè)量值比較，相差不大于最小值的1.5%(水輪發(fā)電機(jī)為1%)。通過測(cè)量定子繞組的直流電阻，可有效地分析和判斷接頭焊接質(zhì)量，判斷接頭因松散振動(dòng)而斷股以及匯流母排壓緊螺栓松動(dòng)等缺陷。由于發(fā)電機(jī)定子接頭在運(yùn)行中長(zhǎng)期通過工作電流，還可能發(fā)生短時(shí)承受短路電流及沖擊電流。因此，在發(fā)電機(jī)定子線棒接頭及匯流母排壓緊螺栓存在問題時(shí)，在運(yùn)行過程中會(huì)逐步暴露出直流電阻不平衡的現(xiàn)象。根據(jù)3號(hào)發(fā)電機(jī)測(cè)量的數(shù)據(jù)說明，C相下分支存在著嚴(yán)重的缺陷問題。

2 定子繞組直流電阻不平衡處理的常用方法

2.1 外觀檢查法

仔細(xì)檢查定子上下端部的并聯(lián)引線、匯流母排接頭附近有無過熱、變色、松動(dòng)、磨損、流膠等現(xiàn)象，對(duì)有疑點(diǎn)的接頭，要剖開絕緣，檢查整個(gè)接頭處的表面情況，并利用工具檢查判斷接頭的缺陷位置。

2.2 直流電橋檢查法

首先查閱發(fā)電機(jī)定子繞組展開圖及定子端部接線圖，確定直流電阻大的故障相在定子槽內(nèi)的分布情況，及各焊接頭和匯流母排連接處的實(shí)際位置，然后將被試?yán)@組按要求接入靈敏度及精確度高的直流雙臂電橋，并打至測(cè)量位置，用木榔頭或膠皮錘輕輕敲擊有疑點(diǎn)繞組端部接頭和匯流母排連接處，觀察檢流計(jì)有無反應(yīng)，可準(zhǔn)確判斷虛焊或脫焊、松動(dòng)的位置。該方法簡(jiǎn)單、實(shí)用、快速、準(zhǔn)確。

2.3 直流壓降法

試驗(yàn)電源采用放電容量最大的蓄電池組、直流電焊機(jī)或硅整流器，測(cè)量時(shí)電壓、電流同時(shí)讀數(shù)，測(cè)量電流應(yīng)不超過繞組額定電流20%，通電時(shí)間應(yīng)盡量縮短，以免由于繞組發(fā)熱而影響測(cè)量的準(zhǔn)確度。為減少測(cè)量誤差需用專用測(cè)量線，若焊接頭已包絕緣，則用鉆孔刺針方法測(cè)量(測(cè)量完成后將絕緣修補(bǔ)好)。如接頭尚未包絕緣或接頭絕緣已剝開，則可在等長(zhǎng)度的地方多測(cè)幾點(diǎn)，對(duì)重點(diǎn)懷疑的接頭可對(duì)線圈導(dǎo)線逐股進(jìn)行測(cè)量，取其平均值。

2.4 熱紅外監(jiān)測(cè)法

一般電站使用大電流設(shè)備對(duì)定子繞組缺陷相進(jìn)行電流加熱，用熱紅外成像儀對(duì)比測(cè)量線棒接頭溫度，求取平均溫升，超出平均溫升較高的接頭，應(yīng)結(jié)合其他方法進(jìn)一步測(cè)試、診斷。該方法不用剝開接頭絕緣，但應(yīng)考慮接頭處的絕緣溫降，若測(cè)得端部溫度較高，還應(yīng)考慮接頭處傳導(dǎo)熱量因素，不能盲目剝開接頭絕緣。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)，除控制通電時(shí)間和電流值外，還應(yīng)注意觀測(cè)定子繞組所埋測(cè)溫元件的溫度和紅外儀溫度的一致性，任何情況下均不允許超過該絕緣等級(jí)所允許的溫升。

3 3號(hào)發(fā)電機(jī)定子繞組直阻不平衡故障的簡(jiǎn)要處理

亭子口電站3號(hào)發(fā)電機(jī)在C級(jí)檢修中，根據(jù)大唐預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程，對(duì)定子繞組進(jìn)行定子繞組直流電阻的測(cè)量。通過測(cè)量，發(fā)現(xiàn)定子繞組下分支C相直阻過大，不平衡率達(dá)到50.4%，超過規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，C相下分支定子繞組存在故障。測(cè)量數(shù)據(jù)見表1。

表1 3號(hào)發(fā)電機(jī)定子繞組不平衡數(shù)據(jù)

針對(duì)C相下分支定子繞組直阻偏大，采用了直流電橋檢查法進(jìn)行檢查。首先根據(jù)圖紙確定了檢查的接頭和匯流母排連接處的數(shù)量，在檢查到C相下分支1/2分支靠出口處的匯流母排時(shí)，發(fā)現(xiàn)雙臂電橋的數(shù)據(jù)變化。為了確定該故障點(diǎn)，又使用了直流電阻測(cè)試儀進(jìn)行復(fù)核測(cè)量。測(cè)量數(shù)據(jù)見表2。

表2 3號(hào)發(fā)電機(jī)定子繞組不平衡診斷時(shí)數(shù)據(jù)

通過對(duì)故障點(diǎn)匯流母排的剝開檢查，發(fā)現(xiàn)其連接板的壓緊螺栓松動(dòng)，造成了直阻過大。對(duì)其匯流母排重新壓緊以及絕緣包扎后，測(cè)量數(shù)據(jù)符合規(guī)程規(guī)定。測(cè)量數(shù)據(jù)見表3。

表3 3號(hào)發(fā)電機(jī)定子繞組不平衡處理后數(shù)據(jù)

4 結(jié)論

通過采用直流雙臂電橋測(cè)量外加敲擊焊接頭和匯流母排連接處的檢查法，對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組端部接頭虛焊或脫焊、匯流母排連接處松動(dòng)位置引起的直流電阻不平衡的故障，可以非常靈敏、快速、準(zhǔn)確、有效地找到故障點(diǎn)，為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供安全保證。

〔1〕李偉清，王紹禹.發(fā)電機(jī)故障檢查分析與預(yù)防[M].北京：中國(guó)電力出版社，1996.

〔2〕單文培，王 兵，齊 玲.電氣設(shè)備試驗(yàn)及故障處理實(shí)例第二版[J].北京：中國(guó)水利水電出版社，2012.

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TK730.8

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2095-1809(2015)06-0020-02

侯俊宏(1985-)，男，四川南充人，本科，電氣工程師、二級(jí)機(jī)電建造師，從事水電廠一次設(shè)備維護(hù)管理。