一、引言
同步發(fā)電機(jī)作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備,其定子繞組的性能直接影響到發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為確保定子繞組在各種工況下都能可靠工作,需要對(duì)其進(jìn)行一系列嚴(yán)格的試驗(yàn),并遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。這些試驗(yàn)不僅有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)繞組潛在的缺陷和問(wèn)題,還能為發(fā)電機(jī)的維護(hù)、檢修以及運(yùn)行決策提供重要依據(jù)。
二、試驗(yàn)項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)要求
2.1 測(cè)量定子繞組的絕緣電阻和吸收比或極化指數(shù)
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絕緣電阻值自行規(guī)定。但在相近試驗(yàn)條件(溫度、濕度)下,若絕緣電阻值降低到歷年正常值的 1/3 以下時(shí),應(yīng)查明原因。
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各相或各分支絕緣電阻值的差值不應(yīng)大于最小值的 100%。
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對(duì)于瀝青浸膠及烘卷云母絕緣,吸收比不應(yīng)小于 1.3 或極化指數(shù)不應(yīng)小于 1.5;對(duì)于環(huán)氧粉云母絕緣,吸收比不應(yīng)小于 1.6 或極化指數(shù)不應(yīng)小于 2.0。
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額定電壓為 1000V 以上者,采用 2500V 兆歐表,量程一般不低于 10000MΩ;200MW 及以上機(jī)組推薦測(cè)量極化指數(shù)。
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測(cè)量水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣電阻,應(yīng)在消除剩水影響的情況下進(jìn)行;水內(nèi)冷定子繞組在通水情況下用專(zhuān)用兆歐表,同時(shí)測(cè)量匯水管及絕緣引水管的絕緣電阻。
2.2 測(cè)量定子繞組的直流電阻
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水輪發(fā)電機(jī)各相或各分支的直流電阻值,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以及與初次(出廠或交接時(shí))測(cè)量值比較,相差不得大于最小值的 1%。透平型發(fā)電機(jī)各相或各分支的直流電阻值,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以及與初次(出廠各交接時(shí))測(cè)量值比較,相差不得大于最小值的 1.5%。超出要求者,應(yīng)查明原因。
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直流電阻應(yīng)在冷狀態(tài)下測(cè)量,測(cè)量時(shí)繞組表面溫度與周?chē)諝鉁囟鹊脑试S偏差應(yīng)為 ±3℃。
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透平型發(fā)電機(jī)相間(或分支間)差別及其歷年的相對(duì)變化大于 1% 時(shí),應(yīng)引起注意。接頭質(zhì)量不良的檢測(cè)見(jiàn) DL/T664 - 1999 6.1.1。
2.3 定子繞組直流耐壓試驗(yàn)和泄漏電流測(cè)量
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大修前運(yùn)行 20 年及以下者 2.5Un;
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運(yùn)行 20 年以上與架空線直接連接者 2.5Un;
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運(yùn)行 20 年以上不與架空線直接連接者 (2.0~2.5) Un;
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在規(guī)定試驗(yàn)電壓下,各相泄漏電流的差別不應(yīng)大于最小值的 100%;最大泄漏電流在 20μA 以下者,相間差值與歷次試驗(yàn)結(jié)果比較,不應(yīng)有顯著的變化。
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泄漏電流不隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。
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應(yīng)在停機(jī)后清除污穢前熱狀態(tài)下進(jìn)行。氫冷發(fā)電機(jī)應(yīng)在充氫后氫純度為 96% 以上或排氫后含氫量在 3% 以下時(shí)進(jìn)行,嚴(yán)禁在置換過(guò)程中進(jìn)行試驗(yàn)。
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試驗(yàn)電壓按每級(jí) 0.5Un 分階段升高,每階段停留 1min。
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不符合上述泄漏電流相關(guān)要求之一者,應(yīng)盡可能找出原因并消除,但并非不能運(yùn)行。
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泄漏電流隨電壓不成比例顯著增長(zhǎng)時(shí),應(yīng)注意分析。
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試驗(yàn)時(shí),微安表應(yīng)接在高壓側(cè),并對(duì)出線套管表面加以屏蔽。冷卻水質(zhì)應(yīng)透明純凈,無(wú)機(jī)械混雜物,導(dǎo)電率在水溫 25℃時(shí)要求:對(duì)于開(kāi)啟式水系統(tǒng)不大于 5.0×102μS/m;對(duì)于獨(dú)立的密閉循環(huán)水系統(tǒng) 1.5×102μS/m。
2.4 定子繞組交流耐壓試驗(yàn)
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全部更換定子繞組并修好后的試驗(yàn)電壓如下:
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容量小于 10000kW 或 kVA,額定電壓 36V 以上,試驗(yàn)電壓為 2Un + 1000,但最低為 1500V;
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容量 10000kW 及以上 6000 以下,試驗(yàn)電壓為 2.5Un;
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容量 6000~18000kW,試驗(yàn)電壓為 2Un + 3000;
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容量 18000kW 以上,按專(zhuān)門(mén)協(xié)議。
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大修前或局部更換定子繞組并修好后試驗(yàn)電壓為:
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運(yùn)行 20 年以上與架空線路直接連接者 1.5Un;
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運(yùn)行 20 年以上不與架空線路直接連接者 (1.3~1.5) Un。
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應(yīng)在停機(jī)后清除污穢前熱狀態(tài)下進(jìn)行。處于備用狀態(tài)時(shí),可在冷狀態(tài)下進(jìn)行。
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有條件時(shí),可采用超低頻 (0.1Hz) 耐壓,試驗(yàn)電壓峰值為工頻試驗(yàn)電壓峰值的 1.2 倍。
2.5 測(cè)量埋入式測(cè)溫計(jì)的絕緣電阻并檢查是否完好
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檢溫計(jì)指示值誤差不應(yīng)超過(guò)制造廠規(guī)定。用 250V 及以下的兆歐表進(jìn)行測(cè)量。
2.6 定子繞組端部手包絕緣施加直流電壓測(cè)量
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手包絕緣引線接頭,汽機(jī)側(cè)隔相接頭 20μA,100MΩ 電阻上的電壓降值為 2000V;
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端部接頭(包括引水管錐體絕緣)和過(guò)渡引線并聯(lián)塊 30μA,100MΩ 電阻上的電壓降值為 3000V。本項(xiàng)試驗(yàn)適用于 200MW 及以上的國(guó)產(chǎn)水氫氫汽輪發(fā)電機(jī),可在通水條件下進(jìn)行試驗(yàn),以發(fā)現(xiàn)定子接頭漏水缺陷。
三、試驗(yàn)結(jié)果分析與處理
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絕緣電阻異常:若絕緣電阻值低于規(guī)定范圍或出現(xiàn)各相絕緣電阻不平衡系數(shù)過(guò)大,可能意味著繞組存在受潮、絕緣老化、局部放電等問(wèn)題。此時(shí)需要進(jìn)一步檢查繞組的外觀,是否有明顯的絕緣破損、受潮跡象,必要時(shí)進(jìn)行干燥處理或?qū)^緣進(jìn)行修復(fù)。
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直流電阻異常:當(dāng)定子繞組直流電阻超出標(biāo)準(zhǔn)要求,可能是由于繞組焊接不良、導(dǎo)線存在斷股或接觸電阻增大等原因。對(duì)于焊接問(wèn)題,需要重新焊接并確保焊接質(zhì)量;對(duì)于斷股情況,可能需要更換受損的導(dǎo)線段。
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耐壓試驗(yàn)不合格:在直流耐壓或交流耐壓試驗(yàn)中,如果出現(xiàn)泄漏電流過(guò)大或繞組被擊穿的情況,表明繞組的絕緣強(qiáng)度不足。這可能是由于絕緣材料質(zhì)量不佳、制造工藝缺陷或長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)致絕緣老化等原因。對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題,需要對(duì)繞組進(jìn)行全面評(píng)估,確定是否需要更換繞組或采取其他修復(fù)措施。
同步發(fā)電機(jī)定子繞組的各項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目及其標(biāo)準(zhǔn)要求,是保障發(fā)電機(jī)安全可靠運(yùn)行的重要手段。通過(guò)嚴(yán)格按照規(guī)定的試驗(yàn)周期和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確分析和及時(shí)處理,能夠有效預(yù)防定子繞組故障的發(fā)生,提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)行可靠性和使用壽命,為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供電提供堅(jiān)實(shí)保障。在實(shí)際操作中,試驗(yàn)人員應(yīng)不斷提高自身的專(zhuān)業(yè)技能和操作水平,確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性,同時(shí)密切關(guān)注行業(yè)內(nèi)的新技術(shù)、新方法,不斷完善試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和流程,以適應(yīng)電力行業(yè)不斷發(fā)展的需求。