2020年6月10日第37卷第11期Telecom Power TechnologyＪｕｎ． １０，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． １１ doi：10.19399/j.cnki.tpt.2020.11.095运营探讨发电机定转子绝缘低的原因分析及处理黄晓辉，刘 洋，张佳洁（国电南京电力试验研究有限公司，江苏 南京 210046）摘要：探讨发电机在潮湿天气条件下自身绝缘性降低的原因，分析发电机定转子的绝缘性，提出对发电机定转子中关键部件的技术调整方案，有效提高发电机定转子的绝缘性能，确保发电机安全、稳定运行。关键词：潮湿天气；发电机定转子；绝缘性能Cause Analysis and Treatment of Low Insulation of Generator Stator and RotorHUANG Xiao-hui，LIU Yang，ZHANG Jia-jie（Guodian Nanjing Electric Power Test and Research Co.，Ltd.，Nanjing 210046，China）Abstract：This article discusses the reasons why generators reduce their own insulation under wet weather conditions.At the same time，the insulation of generator stator rotor is analyzed separately，and the technical adjustment scheme of key components in generator stator rotor is proposed，the insulation performance of the fixed rotor of the generator can be effectively improved and the safe and stable operation of the generator can be ensured.Key words：wet weather；stator and rotor of generator；insulation performance0 引 言探讨发电厂装机容量为3×350 MW的联合气体蒸汽机。该气体蒸汽机从发电机到主变压器的垂直线和高压电厂的垂直线，都是以发电厂生产的封闭垂直分离线为基础。由于厂区所在地址气候具有着潮湿、炎热、雨量大以及空气湿度高等特点，出现了严重的电气设备绝缘问题。在极端和潮湿的气候条件下，发电机定转子的绝缘程度较低，直接影响发电机的正常运作。1 影响发电机定子及出线和转子绝缘性能的原因1.1 外部环境的影响该厂位于沿海地区，多雨且潮湿，空气湿度高达99%。极端潮湿的气候条件，加上海岸边空气含盐量高，对发电机的日常运行造成了严重影响。在发电机供电过程中，发电厂的发电机组大多是蒸汽混合循环装置。该装置的最大工作负荷可达400 MW，发电机和输电线的温度为60～80 ℃。因为发电机温度低，且发电机所处地区空气的湿度高，所以在夜间停电后很可能出现短时间的蒸汽冷凝，严重威胁发电机的绝缘性。此外，随着空气中的盐量升高，如果同时出现大量蒸汽，那么蒸发的气体将通过冷凝产生水，而水中的盐分缓慢渗入到设备表面，将造成发电机的绝缘收稿日期：2020-03-25作者简介：黄晓辉（1990-），男，江苏江阴人，本科， 助 理工程师， 主要研究方向为电气工程自动化。性大幅下降[1]。1.2 设备本身的影响电厂发电机组已投运近10年时间，由于条件限制，发电机组的修理周期一般较长。在检修发电机组的过程中，通常需要对发电机组内部的零件进行拆出和检修。若发电机内部出现封闭母线绝缘子等现象，将会在一定程度上破坏设备的绝缘性。此外，由于设备直接被存放于厂房中，尽管变压器等设备设置了防护罩或防护结构，但厂房湿气和含盐量较高时，蒸汽会附着在变压器等设备上，导致设备表面出现凝露现象。1.3 机组振摆度超标对于发电机组来说，设备在运行过程中一旦出现一相不平衡现象，就会导致电磁力被动，此时设备的定子产生作用，使设备出现较大幅度的振动。这种情况下，电动机的连续转动会使其他两相电流增大。此外，转子的间距精度也很重要，间距误差较大，会导致转子受力不平衡，在机械设备运行过程中出现异常振动，十分不利于发电机的绝缘。2 发电机定转子绝缘测量方法2.1 发电机转子绝缘测量方法一方面，需要断开AVR控制柜中控制变压器的开关，断开电压和电流测量表计回路的熔断器或开关，甩开励磁系统，最大程度减少对系统测量结果的影响，确保其准确性；另一方面，在对转子的空转进行动态测量时，需要断开灭磁开关到碳刷架的母线或电缆，提起碳刷，更好地测量出不同转速下的绝缘电阻或交流电阻。· ２８６ · 2020年6月10日第37卷第11期黄晓辉，等：发电机定转子绝缘低的 原因分析及处理Telecom Power TechnologyＪｕｎ． １０，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． １１ 2.2 定子绕组绝缘电阻测量一般情况下，测量发电机定子绕组时有干式测量和湿式测量两种测量方式。两种测量方法都需要将汇水管接到摇表的G端，湿式测量必须使用水冷专用兆欧表，干式测量则使用普通的摇表。湿式测量前，相关人员必须要检查水冷专用兆欧表的性能是否完好，检验合格后才能开始下一步的检测。测量时，相关人员需要断开与发电机定子绕组连接且接地的设备，然后使用水冷专用兆欧表的220 V交流电源接好。对运行状态与标准状态进行比较，如果存在差异，那么设备存在问题，需要后续继续跟踪，便于及时发现问题。要关注发动机的各项参数属性，一旦发现异常，需要及时采取措施。3 提高发电机定转子绝缘性能分析及改造方案发电机励磁系统从发电机输出系统中获取电流，经过流柜形成直流电后，再由励磁母线送至发电机转子的碳刷间。以下提出几种提高发电机定转子绝缘性的改造方案。滑环架边缘刷环氧胶水。励磁系统的通量装置应放在温度稳定在24 ℃的小型空调发电机内，以确保整个通量装置的可靠运行。通常来讲，整个通量单位的输出是以共箱封闭母线的形式发至发电机转子滑环架中。由于难以完全封住封闭母线滑环架，因此有可能在刺激舱内的冷空气后使蒸汽进入滑环架，所以在发电机转子边缘用环氧胶密封。在滑动环座椅上安装防爆烧烤灯，并将加热器更换为控制热流的自动风扇。发电机滑动环放在主楼13 m的平台上，温度较低的湿润空气易通过两侧防爆门和风轮风道进入滑环小间。通常在启动电机组前，操作员要提前对发电机转子进行绝缘试验。这些转子在极端潮湿的环境下的隔热程度较低，升高亮度之前需要临时安装烧烤灯，烘烤1 h后才会出现绝缘状态[2]。直流励磁母线支架绝缘层涂PRTV能加强隔热、增加湿度，并提高电机组的自我清洁性能。直流励磁系统外壳上部的密封盖板通常只有封闭功能，在外壳密封情况下密封性能较差，只能防止大件异物进入，无法有效隔离粉尘和潮湿空气，因此需要用到弱磁钢板。在很长一段时间内，灰尘不可避免地会进入盒子，导致陶瓷绝缘层的表面会逐渐被污染。在极为湿润的气候下湿气进入盒子，母线的线温度下降。当绝缘层表面温度低于环境温度时，周围的湿气被吸收产生凝露现象。绝缘层表面存在不溶于水的物质和可在水中溶解的电离物质。不溶于水的物质吸收水并将其吸收到绝缘层的表面；可溶解于水的物质具有一定的电导能力，电流通过绝缘层表面产生污闪，大大降低了母线的绝缘性[3]。励磁封母的励磁小间和外界交界处，多加一块环氧树脂绝缘板用来隔离，同时需要用一个热绝缘塞填充封闭空间，并在表面粉刷PRTV。励磁小间中的冷空气进入到直流励磁母线箱，励磁共箱母线穿过直流励磁母线箱到外部环境，在外部形成冷热气流，从而出现大量的凝结露水。针对这一情况，可以使用环氧树脂绝缘板填满间隙形成密闭。环氧树脂较硬，具有阻燃和吸收的特性。室内外温度存在一定差异会产生凝结露水，严重影响母线的功能。因此，需在环氧树脂和热垫填充物的表面涂上防污漆，防止在表面发生任何形式的化学反应，从根本上防止出 现凝露[4]。在励磁变压器加装电加热器，增强除湿效果。电厂的励磁变压器通常在室外，无法有效控制环境温度。夜间变压器的内部温度会逐渐降低，特别是在极端湿度条件下。当周围温度升高时，变压器的核心比周围温度低，表面易出现凝露。变压器在白天开始工作时，发电机的间歇性警报会影响其正常运转。因此，在变压器的三相绕组端安装500 W的电热装置，保证电加热器自带风扇，且风向由下至上[5]。4 定子绝缘提升和保持措施在20 kV离相封母绝缘子上喷涂PRTV，定期检查20 kV分相封母的加热器，若发现异常，及时更换。定期更换20 kV分相封母微正压的所有密封材料时，要求加热设备在停机时投入运行。微正压装置在封闭母线的安全操作中具有关键作用。通过微正压装置，可以防止外部的灰层和杂质进入母线，从而降低绝缘子出现凝露的风险，并防止设备表面出现闪烁和密封中氢气积聚现象，确保设备能够正常运行。在检查和修理相位密封母线时，应当仔细检查密封杆是否存在泄漏，定期更换微压装置的所有密封材料，保证微型正压装置一直处于正常状态。当设备运行时，密封加热器和微型正压装置必须立即投入使用。高压设备在20 kV侧使用，要求充满PRTV的充水槽，同时安装排水管和阀门，定期进行检查。高压工厂20 kV侧，使用CT定期测试绝缘性。如果绝缘性能较低，则需要更换高压设备。据了解可知，电厂#1高厂变高压A侧因绝缘性降低发生过放电现象，导致高压设备发生运行事故。经修复发现，#1高厂变高压A侧的两个电流互感器严重潮湿，绝缘能力· ２８７ · 2020年6月10日第37卷第11期Telecom Power TechnologyＪｕｎ． １０，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． １１ 降低。此外，发现#1高厂变高压A侧绝缘子内圈放电现象严重，主要由盘式绝缘子表面的冷凝现象和内圈均衡弹簧接触不良造成。因此，更换#1高厂变高压A侧三相的3个盘式绝缘子，在表面喷涂PRTV，并将弹簧固定在铜片内。此外，#1高厂变高压A侧三相套管底部凹槽用PRTV填埋，并将#1高厂变高压A侧三相离相封母底部开孔，加装排水管，防止积水。如果停机时间达到3天及以上时，应做好以下工作。首先，在机械设备实际应用于工程前，仔细检查发电机质量，检测其运行性能和状态，严格保障安装的规范性，同时做好润滑工作，尽量减少磨损。其次，机械设备轴和发电机轴需尽量在同一条线上，合理设定联轴器间的间隙。再次，当发电机转为冷备用时，要在发电机出线罩、中性点出线罩以及励磁变高压侧额外设置临时烤灯加热，定期检验油浸式变压器的油质，保证油质处于合格状态。最后，发电机检修后，还应该检查发电机是否出现软连接，以及封闭母线到各个变压器的铜质软连接接头是否封闭。5 结 论通过分析不同气候条件下的发电厂定转子绝缘情况，改进发电机的定转子配置，增强电缆设备的绝缘性。改造完成后，发电机定子和转子绝缘规避了造成安全事故的风险，避免了机组无法启动及跳闸现象，为发电机组的安全运行提供了支撑，也提高了电厂的经济效益。参考文献：[1] 连宏伟，郭万虎，张 军，等.共箱封闭母线结露事故分析及改造[J].内蒙古电力技术，2009，27（B12）：87-89.[2] 刘建华.大型发电厂6 kV封闭母线绝缘低的处理对策[J].中国电力，2002，35（4）：70-72.[3] 杨 翔.变电设备污闪防治（喷涂PRTV涂料）技术改造应用分析[J].沿海企业与科技，2012，（1）：16-17.[4] 高 谊.高压瓷套管防污闪应用分析[J].电子世界，2013，（16）：69.[5] 廖方华.1000MW发电机直流励磁母线绝缘低原因分析及对策[J].科技创新与应用，2016，（33）：131.（上接第285页）性好且应用广泛。因为FPGA内部连接紧密，所以出现问题时通过中央线路控制中枢很容易发现故障所在，便于及时进行修复[1]。3.3 利用FPGA提高短波发射器自动化水平的措施意计算机的维护系统，完善自动检修系统，方便及时发现并解决问题。4 结 论随着科技水平的提升，短波发射机领域也有了很大突破与发展，推动了我国广播行业的进步。随着自动化技术的不断发展，短波发射机和自动化的结合越来越融洽，不断相互渗透、相互补充，但还需要不断实验，促进自动化水平的提升，利用科技创新提高自动化在短波发射机运用中的深度，将PLC与FPGA等信息化技术灵活运用于短波发射机，提高其自动化水平。参考文献：[1] 彭立国.浅谈PLC在短波发射机中的应用[J].黑龙江科技在线，2014，（27）：191-193.[2] 李颖宏，胡敦利，王瑞霞.基于FPGA实现的短波发射机自动调谐系统的设计[J].微计算机信息，2003，（19）：70-71.要想提高FPGA短波发射机的自动化水平，需要了解和完善FPGA的短波发射机调谐系统，主要有手动调谐、半自动调谐以及全自动调谐3种调谐方式。其中，手动调谐是较常见的调谐方式，执行力强，但存在很多缺陷。例如，手动调谐的操作步骤比较繁琐，对工作人员的培训是一个难点。为保证短波发射机的稳定性，需要不断调频，但人为调频的准确性和安全性都难以保证，易出现偶发问题。半自动调谐是手动调谐向全自动调谐的过渡。提升短波发射机自动化的重点是实现全自动调谐。目前，全自动协调是最常用的调谐方式，解决了实际操作中因手动调谐带来 的问题[2]。利用计算机程序可以简化操作过程，只需要将程序编码输入计算机数据库，操作时直接利用计算机控制触发器即可。要保证自动化的可持续性，需要注· ２８８ ·