發(fā)電機(jī)絕緣性低的分析和處理探討

趙燕濱

（陽(yáng)煤集團(tuán)西上莊低熱值煤熱電有限公司， 山西 陽(yáng)泉 045000）

引言

定子和轉(zhuǎn)子的絕緣性能對(duì)于發(fā)電機(jī)的工作性能具有決定性的影響，其常被作為判定發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)的重要指標(biāo)。發(fā)電機(jī)在工作過(guò)程中會(huì)受到多種不利因素的影響，這就可能對(duì)其絕緣性能造成不利影響，導(dǎo)致其絕緣性能發(fā)生不同程度的降低。良好的絕緣性能能夠最大限度地避免發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)絕緣擊穿，而當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)絕緣擊穿后，就會(huì)進(jìn)一步引起相間或接地短路。在短路故障的影響下，發(fā)電機(jī)絕緣最薄弱的位置處就會(huì)被擊穿，進(jìn)而影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。因此，為了避免發(fā)電機(jī)出現(xiàn)絕緣擊穿故障，就要對(duì)其絕緣的影響因素進(jìn)行深入的分析研究，并結(jié)合發(fā)電機(jī)的實(shí)際工作情況，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，進(jìn)而確保發(fā)電機(jī)始終具有良好的絕緣性能，為其正常運(yùn)行提供可靠保障。

1 發(fā)電機(jī)定子及出線和轉(zhuǎn)子絕緣性的影響因素

1.1 外部環(huán)境

外部環(huán)境中的水分會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)的絕緣性能造成非常嚴(yán)重的影響，這就需要對(duì)環(huán)境變化進(jìn)行充分的關(guān)注。發(fā)電機(jī)組在正常的工作過(guò)程中，其工作負(fù)荷不是一成不變的，而是處于一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程中。當(dāng)其處于運(yùn)行的高峰狀態(tài)時(shí)，其定子及出線、轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁母線以及封閉母線等在工作過(guò)程中的溫度相對(duì)較高，高達(dá)60～80℃，而當(dāng)發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行后，各個(gè)部分的溫度就會(huì)迅速下降至環(huán)境溫度，尤其是在環(huán)境濕度非常大的情況下，極易引起凝露的發(fā)生，這就會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)的絕緣性能造成嚴(yán)重的不利影響。長(zhǎng)此以往，就會(huì)造成發(fā)電機(jī)的絕緣性能嚴(yán)重降低，給其正常運(yùn)行帶來(lái)不小的安全隱患[1-2]。

1.2 設(shè)備本身

發(fā)電機(jī)的絕緣性能會(huì)隨著其工作時(shí)間的不斷增加而逐漸降低，尤其是各個(gè)密封部件會(huì)逐漸發(fā)生老化現(xiàn)象，這就會(huì)進(jìn)一步影響其整體的絕緣性能。同時(shí)，發(fā)電機(jī)通常每年都會(huì)進(jìn)行一次檢修，而在檢修的過(guò)程中需要對(duì)其密封部件完全拆下進(jìn)行檢查，例如，發(fā)電機(jī)出線封閉母線絕緣子和發(fā)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子，即便拆卸檢修完全按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行，也會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)的絕緣性能造成一定的破壞。隨著檢修次數(shù)的不斷增加，對(duì)發(fā)電機(jī)所造成的破壞也逐漸嚴(yán)重，最終造成其絕緣失效。

2 提高發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子絕緣性能的措施

2.1 轉(zhuǎn)子絕緣提升和保持措施

發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)是通過(guò)相應(yīng)的出口得到交流電能，在勵(lì)磁變壓器中進(jìn)行有效的降壓處理后，會(huì)進(jìn)一步進(jìn)入到勵(lì)磁小間中，然后通過(guò)整流柜的整流處理后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，最后由?lì)磁母線送至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的碳刷間。由此，為了提高和保持轉(zhuǎn)子的絕緣性能，可以采取以下幾項(xiàng)措施：

1）滑環(huán)架邊緣刷環(huán)氧膠水。整流裝置的出口位置處為直流勵(lì)磁母線，勵(lì)磁母線通過(guò)共箱封閉母線與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的正負(fù)極滑環(huán)架進(jìn)行有效的連接。但是共箱母線橋架由于其結(jié)構(gòu)的影響，導(dǎo)致其難以完全密封，而位于勵(lì)磁小間內(nèi)的冷空氣就會(huì)通過(guò)縫隙處進(jìn)入到橋架內(nèi)，甚至可能進(jìn)一步流入到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子滑環(huán)碳刷架位置處。由于滑環(huán)在工作過(guò)程中的溫度非常高，由外部進(jìn)來(lái)的冷空氣與其接觸后，就會(huì)造成冷熱氣流的相遇，這就會(huì)進(jìn)一步形成凝露。因此，通過(guò)對(duì)滑環(huán)架的邊緣位置處進(jìn)行環(huán)氧膠水涂刷能夠?qū)⑵渫耆芊?，進(jìn)而避免外界冷空氣的進(jìn)入，也就從根本上避免了凝露的發(fā)生。

2）對(duì)勵(lì)磁小間采取封閉措施。通過(guò)在勵(lì)磁母線的勵(lì)磁小間位置處增設(shè)環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板，對(duì)其縫隙處可以加墊絕緣熱縮墊，并且還要涂刷PRTV，進(jìn)而將其與外界空氣進(jìn)行有效的隔離。

由于勵(lì)磁小間內(nèi)部的冷空氣容易進(jìn)入到直流勵(lì)磁母線箱，而勵(lì)磁共箱母線需要通過(guò)勵(lì)磁小間才能進(jìn)入到外部環(huán)境，但是在交界處會(huì)出現(xiàn)冷熱空氣相遇，進(jìn)而形成大量的凝露。因此，通過(guò)增設(shè)一塊環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板就能對(duì)冷熱空氣進(jìn)行有效的隔離，避免凝露的出現(xiàn)。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于隔板處于箱內(nèi)墻面的交界位置處，而室內(nèi)外的環(huán)境溫度并不相同，這就導(dǎo)致溫差的存在，由此會(huì)在隔板表面形成大面積的凝露，進(jìn)而給母線的正常運(yùn)行造成不利影響。因此，為了有效改善上述缺陷，通過(guò)在環(huán)氧樹(shù)脂板表面進(jìn)行防污閃涂料PRTV的涂刷，就能最大限度避免凝露的發(fā)生。

3）勵(lì)磁變壓器加裝電加熱器，增強(qiáng)除濕效果。對(duì)于設(shè)置在室外的勵(lì)磁變壓器而言，當(dāng)發(fā)電機(jī)組停止運(yùn)行后，勵(lì)磁變壓器也會(huì)隨之退出運(yùn)行，在環(huán)境溫差的影響下，變壓器的溫度迅速下降。當(dāng)周圍環(huán)境中的濕度較大時(shí)，變壓器及其鐵芯溫度低于周圍環(huán)境溫度時(shí)，就會(huì)在其表面形成一定的結(jié)露。當(dāng)發(fā)電機(jī)再次運(yùn)行時(shí)，就會(huì)引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的接地報(bào)警，這就會(huì)影響發(fā)電機(jī)的順利啟動(dòng)。為了對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行有效的改善，通過(guò)在變壓器三相繞組的底部位置處增設(shè)兩臺(tái)功率為500 W的電加熱裝置，并且還要配備相應(yīng)的風(fēng)扇，將熱風(fēng)進(jìn)行有效的擴(kuò)散充滿變壓器內(nèi)部，這樣就能將變壓器的溫差限制在較小的范圍內(nèi)，進(jìn)而避免結(jié)露的發(fā)生[3-4]。

2.2 定子絕緣提升和保持措施

1）對(duì)離相封母絕緣子進(jìn)行系統(tǒng)全面的PRTV噴涂。在分相封母的運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)其加熱器的工作狀態(tài)進(jìn)行定期檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，就要立即予以更換，并且還要對(duì)分相封母微正壓的所有密封材料進(jìn)行定期更換，其具體的更換時(shí)間需要結(jié)合其工作狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)定。隨著離相封母工作時(shí)間的不斷增加，其絕緣性能會(huì)呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，為了能夠有效恢復(fù)其整體的絕緣性能，可以在其表面噴涂高性能的長(zhǎng)效防污閃涂料PRTV。

微正壓裝置能夠?yàn)榉忾]母線的安全運(yùn)行提供可靠保障，還能對(duì)外界環(huán)境中的灰塵和各種雜質(zhì)進(jìn)行有效的阻隔，避免其進(jìn)入到母線而影響母線的正常運(yùn)行，而且還能有效降低絕緣子發(fā)生凝露的風(fēng)險(xiǎn)，避免閃烙，防止封母內(nèi)氫氣的大量聚集。因此，在對(duì)離相封母進(jìn)行檢修的過(guò)程中，還要對(duì)封母進(jìn)行系統(tǒng)全面的撿漏、補(bǔ)漏工作，并且還需要結(jié)合其運(yùn)行特點(diǎn)對(duì)微正壓裝置中的密封材料進(jìn)行定期更換，確保微正壓裝置始終具有良好的密封性能。

2）連續(xù)停機(jī)3 d以上，需要為發(fā)電機(jī)增設(shè)臨時(shí)烤燈加熱。鑒于發(fā)電機(jī)出線罩、中性點(diǎn)出線罩以及勵(lì)磁變高壓側(cè)等部位，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中由于需要確保漏氫安全和滿足運(yùn)行散熱的需求，一般沒(méi)有設(shè)置相應(yīng)的微正壓和固定加熱器，由此，對(duì)需要連續(xù)停機(jī)3 d以上的發(fā)電機(jī)而言，需要加臨時(shí)照燈加熱，進(jìn)而避免其受到外界不利因素的影響[5-6]。

3 結(jié)語(yǔ)

絕緣性對(duì)于發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行具有十分重要的影響，但是在發(fā)電機(jī)實(shí)際的工作過(guò)程中，往往會(huì)受到各種不利因素的影響，這就會(huì)導(dǎo)致其絕緣性發(fā)生不同程度的降低，進(jìn)而會(huì)影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。因此，通過(guò)對(duì)其影響因素進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析研究，并采取有針對(duì)性的改善措施，進(jìn)而確保發(fā)電機(jī)始終具有良好的絕緣性，從而為其正常運(yùn)行提供可靠保障。