2×150MW發(fā)電機(jī)端部繞組松動及電暈的處理

黃乙晉

(華電四川發(fā)電有限公司攀枝花分公司，四川攀枝花　617065)

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2×150MW發(fā)電機(jī)端部繞組松動及電暈的處理

黃乙晉

(華電四川發(fā)電有限公司攀枝花分公司，四川攀枝花617065)

摘要:華電四川發(fā)電有限公司攀枝花分公司2×150 MW機(jī)組發(fā)電機(jī)定子繞組端部受固定結(jié)構(gòu)件、綁扎繩、支撐環(huán)及支撐板等部分松動的影響，定子繞組表面電位分布不均勻，在較高電壓下，局部電位梯度過大，繞組端部固定及綁扎時存在的尖端及毛刺等發(fā)生放電。為了延長發(fā)電機(jī)安全運行壽命，對發(fā)電機(jī)定子端部繞組進(jìn)行了防暈處理。通過長期運行監(jiān)視及在線監(jiān)測發(fā)電機(jī)定子繞組局部放電，及時評估發(fā)電機(jī)定子繞組的絕緣狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)故障早期征兆，避免了惡性事故的發(fā)生。經(jīng)過4年運行檢驗，改造取得了良好效果。

關(guān)鍵詞:發(fā)電機(jī);繞組;電暈;在線監(jiān)測

0　引言

華電四川發(fā)電有限公司攀枝花分公司(以下簡稱攀枝花分公司) 2×150 MW發(fā)電機(jī)(空冷機(jī)組)于2005年12月投產(chǎn)，經(jīng)過5年運行，在機(jī)組停運檢修期間發(fā)現(xiàn)定子繞組端部存在部分松動的現(xiàn)象，定子繞組表面及端部固定、綁扎處有電暈痕跡。

發(fā)電機(jī)在前期運行中存在軸瓦密封不嚴(yán)、進(jìn)入油煙的現(xiàn)象，使定子繞組端部受導(dǎo)電物質(zhì)、半導(dǎo)體及可電離化合物等污染，這些污染物可改變定子繞組端部電場分布，使局部區(qū)域電場梯度增大，甚至造成局部電暈放電。經(jīng)過更換新型軸瓦密封后，該情況已得到消除。

為了延長發(fā)電機(jī)安全運行壽命，2011年機(jī)組大修期間，攀枝花分公司借鑒國內(nèi)在發(fā)電機(jī)定子繞組防暈技術(shù)方面取得的可靠經(jīng)驗，對發(fā)電機(jī)定子繞組進(jìn)行防暈處理，取得了良好效果，大幅提高了發(fā)電機(jī)繞組的起暈電壓。該技術(shù)避免了固定結(jié)構(gòu)件對繞組端部電場分布的影響，保護(hù)了繞組不受污染物的影響。同時，攀枝花分公司還采取了長期運行監(jiān)視和發(fā)電機(jī)在線局部放電監(jiān)測措施，保證發(fā)電機(jī)長期安全、穩(wěn)定運行。

1　發(fā)電機(jī)處理前的狀態(tài)

#11發(fā)電機(jī)靠汽輪機(jī)側(cè)(以下簡稱汽側(cè))支撐件綁繩與線棒間多處磨出黃粉，發(fā)電機(jī)靠勵磁側(cè)(以下簡稱勵側(cè))端部引線松動并磨出黃粉，發(fā)電機(jī)勵側(cè)大端蓋下部加強(qiáng)筋在運行中脫落。確認(rèn)發(fā)電機(jī)汽側(cè)支撐件與綁繩有11處松動(且有1根線棒表面絕緣已被綁繩磨掉1 mm)，勵側(cè)有4處松動;汽側(cè)有電暈形成的白色痕跡5處，勵側(cè)有3處。

#12發(fā)電機(jī)汽側(cè)#11，#27線棒靠手包絕緣處與端部端箍有松動痕跡，靠#11發(fā)電機(jī)側(cè)有1處支撐件與端箍綁線有松動痕跡，勵側(cè)并聯(lián)環(huán)引線有4處松動痕跡。發(fā)電機(jī)汽側(cè)有白色電暈痕跡10處，勵側(cè)有8處，出現(xiàn)白色電暈痕跡的地方均在隔相線棒處，最嚴(yán)重的是汽側(cè)#24～#25隔相線棒間有長約38cm的白色電暈痕跡(靠手包絕緣處)。經(jīng)測量，發(fā)電機(jī)漸伸線隔相線棒斜邊距離約為6.5～6.6 mm，同相線棒斜邊距離約為9 mm。

從上述情況可以看出，2臺發(fā)電機(jī)端部固定均存在嚴(yán)重問題，運行中發(fā)電機(jī)端部固定支撐件和綁線松動，不僅磨出黃粉，而且磨損線棒絕緣，嚴(yán)重時可能造成發(fā)電機(jī)線棒主絕緣擊穿(當(dāng)出現(xiàn)發(fā)電機(jī)出口及外部故障時，發(fā)電機(jī)端部在電動力的作用下，因端部線棒固定不牢，極易造成端部線棒損壞)。從2臺發(fā)電機(jī)電暈試驗情況可知，2臺發(fā)電機(jī)起暈電壓均偏低(7.00～10.00 kV)，遠(yuǎn)低于額定電壓15.75 kV，運行中電暈主要集中在汽、勵兩側(cè)6個極相組中換相線棒間，呈火舌狀，部分槽口和階梯齒直線槽內(nèi)有電暈。運行中只要有電暈存在，就會因電暈熱效應(yīng)而損壞表面絕緣層并在端部漸伸線形成白色物質(zhì)，其深淺程度與電暈的作用時間有關(guān)。材料表面絕緣損壞后，放電集中于凹坑并向絕緣材料內(nèi)部發(fā)展，嚴(yán)重時可能發(fā)展為樹枝放電甚至擊穿發(fā)電機(jī)絕緣，造成發(fā)電機(jī)損壞。

2　對發(fā)電機(jī)端部松動的處理

2.1處理方案

由于該公司2臺發(fā)電機(jī)均采用了真空壓力浸漬工藝(VPI)，發(fā)電機(jī)線棒無法完好取出。因此采用如下方案進(jìn)行處理。

2.1.1清洗與清理

(1)抽出轉(zhuǎn)子，用塑料布、膠帶等材料將定子鐵芯部分防護(hù)好，避免清洗劑及其他雜質(zhì)在清洗繞阻端部過程中進(jìn)入鐵芯。

(2)先用S25絕緣清洗劑清洗定子繞組端部的油污，邊沖洗邊用干凈的布料(不掉絲的棉布)擦拭。用#240砂紙仔細(xì)打磨線棒端部綁繩處，重點將相間線棒表面打磨光滑并處理干凈。打磨的粉塵用吸塵器吸掉，然后用高壓噴槍沖洗定子繞組端部線棒表面、綁扎繩、支架根部等所有繞組端部部件上的污垢。

(3)用干凈的布料和無水乙醇將繞組表面擦干凈，不允許有布、線余留在繞組表面。

(4)將清洗完的繞組進(jìn)行干燥處理，在60～70℃溫度下烘干72 h。

(5)進(jìn)行絕緣電阻及吸收比試驗，試驗合格后，交流電壓升至13.8 kV(額定電壓)，觀察電暈情況。

2.1.2松動檢查及處理

檢查定子線圈端部、支架和并聯(lián)環(huán)引線處的松動情況，重新把緊并鎖死松動的絕緣支架。定子線圈漸開線處綁繩出現(xiàn)松動的，將松動處可拆除的綁繩拆除，然后用玻璃絲浸膠綁扎，不可拆除的綁繩用注膠固定后再加綁。并聯(lián)環(huán)引線松動處，將所有固定絕緣塊拆除后重新綁扎固定，在環(huán)形引線上新增固定點，并在中間增加支撐固定絕緣塊。加固處理過程中如有絕緣損壞，用絕緣帶進(jìn)行包扎處理。定子繞組端部和并聯(lián)環(huán)引線綁扎材料采用HEC52102玻璃絲束和53841YQ室溫膠。

2.1.3防暈處理

(1)對定子繞組噴涂2次高阻漆。

(2)將HEC56615高阻漆浸漬滌綸氈?jǐn)D干，掛在玻璃帶絕緣繩上，晾干30 min待用。

(4)綁繩刷漆后，氣干12 h。相間處理完后，整個定子繞組在50～60℃下烘干24 h。

2.2處理情況

#11發(fā)電機(jī)端部松動情況較#12嚴(yán)重，按上述方案進(jìn)行了加固處理，對端部支撐件的固定螺絲進(jìn)行了檢查，重新把緊并鎖死。由于勵側(cè)并聯(lián)環(huán)引線發(fā)生松動，將所有固定絕緣塊拆除后重新進(jìn)行了綁扎固定，在汽側(cè)線圈鼻部沿圓周加固1圈，并刷環(huán)氧樹脂進(jìn)行固化處理。同時，2臺發(fā)電機(jī)均按上述方案進(jìn)行了防暈處理。

3　處理后的結(jié)果

處理后，2臺發(fā)電機(jī)定子起暈電壓均高于額定電壓(15.75 kV)，達(dá)到了預(yù)期效果，端部振型模態(tài)試驗合格。

4　長期監(jiān)視措施

4.1在線監(jiān)測系統(tǒng)

2臺發(fā)電機(jī)均安裝發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)來掌握定子繞組絕緣的狀態(tài)，提高發(fā)電機(jī)的可靠性，消除事故隱患，確保機(jī)組安全、連續(xù)運行。

系統(tǒng)軟件能夠記錄每個耦合器所檢測到的局部放電脈沖的幅值、相位和數(shù)量，并將其圖形化顯示。運行監(jiān)測人員可以根據(jù)監(jiān)測結(jié)果獨立進(jìn)行定子繞組絕緣狀況評估。

在線局部放電監(jiān)測系統(tǒng)使用定向噪聲分離技術(shù)，可以通過局部放電測試結(jié)果的二維圖像以及趨勢分析來判斷絕緣是否加速老化。監(jiān)測設(shè)備采用持續(xù)式的局部放電監(jiān)測系統(tǒng)，與集中控制室計算機(jī)建立通信聯(lián)系，實時監(jiān)控發(fā)電機(jī)定子繞組的絕緣狀態(tài)，隨時掌握發(fā)電機(jī)絕緣的真實情況。監(jiān)測系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程報警功能，當(dāng)發(fā)電機(jī)局部放電次數(shù)超過預(yù)設(shè)數(shù)值時，監(jiān)測系統(tǒng)報警提示。

4.2運行監(jiān)視措施

運行值班人員每小時對發(fā)電機(jī)系統(tǒng)檢查一次。通過發(fā)電機(jī)窺視孔檢查發(fā)電機(jī)端部是否存在電暈放電現(xiàn)象，端部線棒綁線、墊塊是否有松動、斷裂或出現(xiàn)黃粉，查看發(fā)電機(jī)內(nèi)油污情況，使用聽棒監(jiān)聽發(fā)電機(jī)聲音及振動是否正常，如發(fā)現(xiàn)異常立即匯報;檢查發(fā)電機(jī)空冷器是否有結(jié)露現(xiàn)象，確?？绽涫遗盼垩b置無油、水排出，否則應(yīng)及時查明原因并進(jìn)行處理;檢查發(fā)電機(jī)進(jìn)、出口風(fēng)溫是否正常，出線及發(fā)電機(jī)周圍是否存在可能造成發(fā)電機(jī)出口短路的漏水或其他異常狀況;檢查發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置及勵磁調(diào)節(jié)裝置工作是否正常，發(fā)電機(jī)電流三相是否平衡;將電流控制在額定范圍內(nèi)，電壓控制在規(guī)定允許范圍內(nèi);記錄發(fā)電機(jī)進(jìn)、出口風(fēng)溫及線圈、鐵芯溫度的變化情況，及時進(jìn)行調(diào)整;發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)各參數(shù)突升、突降或呈持續(xù)上升等異?，F(xiàn)象時應(yīng)立即匯報。

發(fā)電機(jī)進(jìn)口風(fēng)溫度控制在25～30℃，電氣、汽輪機(jī)值班人員應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視并及時調(diào)整，嚴(yán)禁造成發(fā)電機(jī)內(nèi)結(jié)露;發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷按功率因數(shù)遲相的0.88～0.93進(jìn)行控制，嚴(yán)禁發(fā)電機(jī)過電壓及發(fā)電機(jī)進(jìn)相運行，如運行中發(fā)電機(jī)帶廠用電源電壓無法滿足要求，可將廠用電倒閘操作為廠用備用變壓器帶路。當(dāng)出現(xiàn)大面積電暈放電或閃絡(luò)現(xiàn)象、端部綁線斷裂且聲音異常、振動加劇等異?，F(xiàn)象時，應(yīng)立即匯報并及時申請停止發(fā)電機(jī)運行。

電氣運行人員在中班和夜班對發(fā)電機(jī)電暈進(jìn)行一次熄燈檢查，在對發(fā)電機(jī)進(jìn)行增、減電流、電壓時，須平緩進(jìn)行，防止突升、突降。

發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器在電壓調(diào)節(jié)模式下運行，發(fā)電機(jī)運行中應(yīng)投入勵磁滑環(huán)風(fēng)機(jī)，并關(guān)閉滑環(huán)罩殼門。

運行人員維持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，并每小時監(jiān)測一次機(jī)組振動情況。當(dāng)發(fā)電機(jī)受電網(wǎng)系統(tǒng)沖擊時，檢修、運行人員應(yīng)及時對發(fā)電機(jī)端部電暈及固定情況進(jìn)行檢查，當(dāng)發(fā)電機(jī)受短路故障沖擊時，應(yīng)立即停機(jī)檢查。

運行人員交接班時應(yīng)對發(fā)電機(jī)電暈放電情況及端部振動、綁線、墊塊情況作好交接，如出現(xiàn)新放電點，應(yīng)及時匯報。

檢修人員每天對發(fā)電機(jī)本體、出線系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置、發(fā)電機(jī)勵磁裝置進(jìn)行巡視、檢查，如有停機(jī)機(jī)會，檢修人員應(yīng)通過窺視孔檢查端部電暈及固定情況。

5　結(jié)束語

攀枝花分公司2×150 MW發(fā)電機(jī)定子繞組借2011年大修機(jī)會，對端部松動和電暈進(jìn)行處理，并采取長期監(jiān)視措施，經(jīng)過了4年的穩(wěn)定運行，發(fā)電機(jī)定子未發(fā)現(xiàn)異常，證明處理取得了顯著效果。

(本文責(zé)編:弋洋)

黃乙晉(1980—)，男，四川資中人，工程師，從事火電廠、水電廠檢修、維護(hù)方面的工作(E-mail: hj_2@163.com)。

作者簡介:

收稿日期:2015－09－07;修回日期:2015－12－14

中圖分類號:TM 311

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

文章編號:1674－1951(2016)01－0045－02