影响水轮发电机定子线圈主绝缘寿命的原因及防范措施
水轮发电机主绝缘损坏原因探析及解决措施
水轮发电机主绝缘损坏原因探析及解决措施作者：佚名摘要：发电机主绝缘损坏故障严重影响着中小型水轮发电机的健康可持续运行，给当地经济社会发展带来了不利影响，本文对水轮发电机主绝缘损坏原因探析及解决措施进行了探讨。
关键词：水轮发电机；主绝缘损坏；原因分析当前分布于全国各地的拥有小水电发电机组，为当地的经济社会发展作出了较大的贡献。
但在安全生产和技术管理上存在着不少需要进一步研究解决的问题，其中发电机主绝缘损坏故障占有较大比例。
1、设计、制造不良造成水轮发电机绝缘损坏1.1为降低成本和缩小体积，设计时主绝球裕全偏低，同时某些部位主绝缘包扎层数不够有脱节现象。
例如，某小型水电站机组于1988年底投产发电到2000年运行共12年，实际运行时间不到5万小时，1996年就出现1号机差动保护在发电机升压过程中动作。
经检查是A,B相相间主绝缘击穿。
2号机在1998年大修过程中进行预防性直流耐压试验时突然击穿主绝缘。
经查找为槽底线圈主绝缘对地击穿。
经检查发现电机定子线圈绝缘偏薄，某些部位包扎不严，有多处绝缘开裂，不得不进行贴补处理。
1.2生产工艺直接影响着发电机的质量。
水轮发电机组铁芯振动现象时有发生，而且在运行中往往较难正确判断。
如某电站1990年投产的水轮发电机组，在投产后不久，运行人员发现机组升压并网后，当负荷带到一定程度时产生异常尖叫响声。
经技术人员分析判断为铁芯振动。
其主要原因是制造时芯片叠压得不够紧，引起硅钢片在运行中振动。
如不及时处理可能会引起硅钢片因长期振动疲劳而折断，最后割破线圈绝缘造成接地短路或相间短路故障，严重时往往无法在现场修复，需要运回制造厂进行铁芯压紧和重新嵌线处理。
经采用新工艺在现场压紧后，通过2倍于额定电压的直流泄漏试验和直流耐压试验，然后又进行1.5倍额定电压的交流耐压试验。
目前运行还较正常。
2运行环境对发电机主绝缘损坏的影响2.1运行环境温度直接影响电机的寺命。
已投入运行的小型水轮发电机组大多数采用沥青云母绝缘，这种绝缘采用云母带在整个线棒直线和端部连续包扎后，经真空浸漆处理，以消除端部搭接的缺点。
发电机定子线圈绝缘击穿原因及策略分析
发电机定子线圈绝缘击穿原因及策略分析摘要：电力工业的发展使大型发电机容量不断增大。
在长期使用中，由于种种因素导致定子绕组匝间、层间绝缘老化，最终造成定子线圈绝缘失效而引起事故，给电网带来巨大损失。
因此研究发电机内部故障及其产生机理具有重要意义。
本文以某电站10kV机组为例，对该型号发电机定子线圈绝缘击穿进行了深入的理论和试验研究，并提出相应的改进措施。
关键词：发电机；定子线圈；绝缘击穿；策略一、发电机定子线圈绝缘击穿机理1.1案例分析某电站机组检修做定子预防性试验直流耐压工作时，发电机定子线圈B相绕组在电压加到13kV时绕组有放电现象，仪器过流保护动作，停止加压，经过检查没有发现放电点，通过交流耐压试验检查发现B相绕组19槽线棒靠下槽口处绝缘损坏，另外还有几根线棒因定子挡风板松动将绝缘不同程度的磨损，为确保机组长期安全稳定运行特制定更换已损坏线棒及定子挡风板处理方案，执行标准：GB/T7894-2001。
1.2发电机定子线圈结构通常情况下，水轮发电机采用集中式布置方式，即所有定子绕组分别连接至一根出线柱上。
这样设计的好处在于可以减小定子绕组间的距离，从而降低了漏磁通密度，提高了电机的功率密度。
定子绕组主要分为单层、双层以及三层三种类型。
其中单层绕组最为简单，只包含一个线圈；双层绕组则在单层绕组的基础上增加了一层线圈；而多层绕组则是将两层或以上的线圈组合起来使用。
不同类型的定子绕组具有不同的特点，应根据实际情况选择合适的定子绕组类型以保证发电机运行稳定可靠[1]。
此外，发电机的定子还采用了一些特殊设计来提高其抗干扰能力。
例如，在定子绕组内部设置了一组或多组电容器，可以有效地减小谐波电压对绕组造成的影响；同时，在定子绕组外部还加装了一系列滤波装置，如进气口消音器等，进一步降低外界噪声对发电机的干扰。
1.3发电机定子线圈绕制工艺定子线圈作为水轮发电机的重要组成部分之一，也需要得到相应的关注与重视。
在定子线圈制作过程中，通常采用手工绕制方法来完成。
水轮发电机主绝缘损坏原因探析及解决的措施
水轮发电机主绝缘损坏原因探析及解决的措施一、背景介绍水轮发电机主绝缘是水轮发电机的关键部件，其主要作用是在高压状态下隔离和防止局部放电。
但在长期使用过程中，水轮发电机主绝缘很容易因为一些原因导致损坏，从而影响到水轮发电机的正常运行。
二、主要原因分析1.电力负荷不均衡在水轮发电机运行中，如果电力负荷分配不合理，会导致水轮发电机部分负荷过大或过小，从而产生电压不平衡，使电机的运行状态不稳定，容易造成水轮发电机主绝缘损坏。
解决措施：要优化电力负荷分配，保证水轮发电机的稳定运行。
2.环境温度和湿度水轮发电机主绝缘在潮湿环境下容易受到水汽的腐蚀和侵蚀，从而使绝缘性能下降，损坏率大大增加。
解决措施：要保证水轮发电机周围环境的温度和湿度适宜，避免雨水的渗透。
3.工作电压过高如果电压超过水轮发电机承受的电压范围，容易导致水轮发电机主绝缘损坏。
解决措施：要合理控制水轮发电机的电压范围，确保电压稳定在合适的范围内。
4.振动和冲击水轮发电机在长期工作过程中，受到频繁的振动和冲击，即使是微小的振动和冲击也可能会导致水轮发电机主绝缘损坏。
解决措施：要加强机器结构的支撑和防震措施，减少机器振动，保证水轮发电机的稳定运行。
三、预防和解决的方法1.及时维护和保养合理的维护和保养可以减少水轮发电机主绝缘的损坏，保证其长期稳定运行。
2.装设附加绝缘在水轮发电机主绝缘表面覆盖附加绝缘，可以提高水轮发电机的绝缘性能，减少绝缘损坏的几率。
3.控制电压和负荷平衡合理地控制电压和负荷平衡，可以有效地减少水轮发电机主绝缘损坏的可能性。
4.加强机器结构的支撑和防震措施加强机器结构支撑和防震措施可以减少机器振动和冲击，降低水轮发电机主绝缘的损坏率。
四、总结水轮发电机主绝缘损坏可能会给水轮发电机的正常运行带来很大影响，因此必须采取有效的措施进行预防和解决。
合理地控制电压和负荷平衡，加强机器结构的支撑和防震措施，及时维护和保养，装设附加绝缘等都是有效的方法。
浅析某水电站600MW水轮发电机组定子接地保护动作事故原因及防范措施
浅析某水电站600MW水轮发电机组定子接地保护动作事故原因及防范措施发布时间：2022-03-11T07:26:08.112Z 来源：《科技新时代》2022年1期作者：马志国[导读] 本文通过某水电站600MW水轮发电机组上导轴承冷却水管路出现砂眼滴水造成定子接地保护动作引起机组跳闸的案例，分析发电机定子接地保护动作正确性，制定防范措施，防止同类问题再次发生。
大唐观音岩水电开发有限公司云南省昆明市 650000摘要：本文通过某水电站600MW水轮发电机组上导轴承冷却水管路出现砂眼滴水造成定子接地保护动作引起机组跳闸的案例，分析发电机定子接地保护动作正确性，制定防范措施，防止同类问题再次发生。
关键词：水轮发电机组；定子接地；保护分析；冷却水管砂眼渗水；防范措施引言发电机定子绕组单相接地是发电机最常见的一种故障，发电机上导轴承冷却水管路出现砂眼滴水也会造成发电机定子接地保护动作。
当定子故障接地电流超过一定值就可能造成发电机定子铁芯烧坏，如果发电机保护配置、时间定值的选择不合理，发电机单相接地故障往往引发相间故障，对发电机造成更严重的损伤，因此大型水轮发电机组必须配置快速可靠的发电机定子绕组单相接地保护。
1 发电机及定子接地保护装置简介1.1 发电机简介某水电站安装5台600MW混流式水轮发电机组，其中1、2、3号发电机为天津阿尔斯通公司生产,型号为SF600-66/16990；4、5号发电机为东芝水电设备（杭州）有限公司生产，型号为SF600-66/17150。
额定电压20kV，额定电流19246A，发电机冷却方式均为密闭自循环双路径向空气冷却。
1.2 发电机定子接地保护装置简介某水电站发电机配置两套南京南瑞继保电气有限公司PCS-985GW保护装置，实现主保护、后备保护的全套双重化。
A套定子接地保护采用20Hz注入式定子接地保护， A套定子接地保护定值为：电阻报警定值5kΩ，电阻延时报警1S；电阻跳闸定值1.5kΩ，电阻跳闸延时1S；零序电流跳闸定值1.07A，零序电流跳闸延时1S。
水轮发电机定子绕组绝缘降低的分析及绝缘恢复方法探讨
水轮发电机定子绕组绝缘降低的分析及绝缘恢复方法探讨引起水轮发电机定子绕组绝缘降低的因素一般有三个方面：（1）绝缘加工工艺问题；（2）绝缘老化或意外损伤；（3）受潮原因所致。
定子绕组有良好的绝缘是确保发电机安全运行的关键之一，若在绝缘不良的状况下运行是极危险的，在高电压冲击下，会导致绕组薄弱环节瞬间击穿，造成绕组相间、匝间、对地等，严重时三者同时存在。
故发电机定子绕组绝缘达不到要求后，必须对绝缘降低的原因进行分析和采取相应处理措施来恢复绝缘值。
文章通过实例，阐述同类别发电机绕组绝缘降低的成因分析和处理措施。
标签：水轮发电机；绝缘恢复；发电机定子西江坪水电站总装机为2×3200KW，主接线采用扩大单元接线，发电机出口端电压6.3kV，于1997年底投入运行。
由于该站地处桂北山区，受亚热带气候影响，春、夏两季阴雨天气多，电站周围环境空气湿度大，发电时间受季节性影响开停机频繁，这对发电机绕组绝缘影响是很大的。
2002年3月份的停机维护后，开机前用2500V兆欧表测量发电机定子绕组绝缘时出现，15秒时绝缘电阻值仅有300MΩ，60秒时仅有500MΩ，虽然吸收比为1.67符合《电力设备设备预防性试验规程》规定的要求（吸收比K≥1.3），但绝缘电阻值已降至很低，不能满足开机建压的要求，必须设法使绝缘电阻值恢复要求。
经尝试采用在发电机进出风口和机坑内各放置一台2500W的电炉，将进出风口端盖关上，利用发电机空转产生的风将潮气带走，使绝缘电阻值恢复，这一方法达不到预期效果。
于是，根据发电机电气接线和机组情况进行分析，采用发电机定子绕组短路干燥方法进行试验。
具体操作步骤为：（1）将发电机首尾端分别短接（首端短接点在发电机母线与主变低压侧电缆连接处），并将主变低压侧电缆甩开；（2）将发电机端电压互感器和励磁变甩开；（3）切除主变差动保护，将用于主变差动保护的电流互感器5LH副边短接；（4）让发电机在额定转速下空转；（5）用直流焊机作它励电源给转子加入励磁电流，控制发电机定子电流逐步升高，使定子温升保持每小时5～8度范围，最高温度不能超过80度；（6）干燥一定时间后，逐步降低定子电流，使定子绕组温度以每小时5～8度下降至常温并停机；（7）测量定子绕组绝缘值，满足开机建压最低要求后（15秒1000MΩ、60秒1300MΩ，K≥1.3），恢复正常接线，短路干燥结束。
水轮发电机转子回路绝缘下降原因分析及处理
水轮发电机转子回路绝缘下降原因分析及处理摘要：目前，水轮发电机转子由于自身原因和外界原因经常会导致其绝缘性降低，从而使得水轮发电机组频繁性的被迫停止运转，不利于水电站发电效率的提高，对于正常的发电过程产生了不必要的影响。
所以本文将主要围绕水轮发电机转子绝缘下降原因分析及处理为中心展开论述，并结合实际情况给出一些合理化的建议。
关键词：水轮发电机组；下降原因；分析；处理引言：水轮发电机转子的主要作用是传递转矩、产生磁场和转换能量。
它是由转轴、支架、磁轭、磁极以及集电装置等几个部分组成的。
水轮发电机转子的绝缘性一旦下降就会使发电机组被迫停转，从而影响发电效率。
所以对其进行处理措施的研究就显得意义重大，必须引起有关人员的注意。
一、水轮发电机转子绝缘下降的危害分析在水轮发电机转子的绝缘性下降之后，会使得部分电流通过转子，导致转子线圈绝缘损坏，损坏的位置会和转子铁芯相碰。
因为水轮发电机的转子铁芯是和大地相连接的，所以转子线圈和铁芯相碰在本质上就是和大地进行连接，即传统意义上的“转子接地”，构成了一点接地的现象。
由于目前转子线圈的正负极都和大地之间采取了绝缘的处理，所以这种现象并不会导致闭合回路的出现。
但是一旦在正极已经接通大地的前提之下，再发生线圈相应负极接地的现象，就会构成闭合回路，产生电阻极小的电路，会导致短路现象的发生，容易造成线圈产生热量过多，从而造成火灾的发生，对于发电站的安全运行产生了极大的威胁。
二、水轮发电机转子绝缘下降原因分析（一）集电环加工、安装工艺造成由于水轮发电机的集电环表面容易出现烧痕以及麻点，影响集电环的导电性能，所以每隔一段时间集电环就需要进行维护，在拆装的过程中容易造成集电环的圆周跳动量增大，从而造成碳刷磨损过快的问题出现，碳粉附着在集电环四周,若清理不及时,使得水轮发电机励磁回路的绝缘性下降。
1.集电环绝缘材料造成为了提高隔离绝缘圈的机械强度和介电性能，增强其耐油性和耐腐蚀性，通常会将原一次冲压成型的隔离绝缘圈更换为环氧树脂板加工隔离绝缘圈，但是由于环氧树脂板加工隔离绝缘圈的表面较为粗糙，容易造成碳粉的大量附着，从而使得水轮发电机转子绝缘性下降。
水轮发电机定子线圈绝缘损坏的处理与增容改造措施
ｄｏｉ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎPower Technology
Ｊｕｎ． ２５，２０１９，Ｖｏｌ． ３６ Ｎｏ． ６
设计应用
水轮发电机定子线圈绝缘损坏的处理与增容改造措施
严 勇 （湖南省溆浦县刘家坪电站，湖南 怀化 419300）
由于电力系统需要持续不间断地进行生产，所以水 轮发电机也必然要长时间工作，以实现最大经济效益。 如果定子线圈的绝缘出现损坏，那么必然会影响整个电 路结构，进而影响发电机的正常使用。一旦机器停下进 行维修，将会浪费大量时间，极大地降低生产效率。维 修费用和停产带来的损失，将会极大地降低经济效益。
2019 年 6 月 25 日第 36 卷第 6 期
水轮发电机增容方式无非是提高发电量，以满足 现代社会增大的用电需求。为提高发电量，水轮发电 机在工作的过程中必然需要更高的发电效率及发电能 力。水轮发电机的增容已不是单一问题，需考虑较多 其他因素。例如，保证水轮发电机定子线圈的绝缘性 能下，尽可能的增容，使水轮发动机具有更广泛的用途。
2 水轮发电机定子线圈绝缘损坏的危害
严 勇：水轮发电机定子线圈绝缘损坏的 处理与增容改造措施
Telecom Power Technology
Ｊｕｎ． ２５，２０１９，Ｖｏｌ． ３６ Ｎｏ． ６
3 水轮发电机定子线圈绝缘损坏的处理与增容改 造方法
3.1 提升电路结构 根据电路基本知识可知，改进电路结构，可提高
Key words：stator coil；insulation damage；capacity enhancement and transformation
1 水轮发电机定子线圈绝缘损坏的原因以及增容 目的
水轮发电机定子转子绝缘故障原因及预防
水轮发电机定子转子绝缘故障原因及预防摘要：在电力系统中，发电机是非常重要的组成部分，发挥着非常大的作用，电力系统供电的可靠性在很大程度上由发电机的运行决定，在发电机中，定子和转子是非常重要的组成部分，定子转子的绝缘性能保证发电机的安全运行。
水轮发电机在使用的过程中会受周围环境的影响，会使材料绝缘性能降低，本文针对这一问题做出简要分析。
关键词：水轮发电机，定子，转子，故障分析，预防一、水轮发电机定子转子的绝缘故障分析1.1定子产生绝缘故障的原因1.1.1非工作状态下的问题水轮发电机不仅存在工作状态下产生的问题，其中在没有工作的状态下就有可能产生很多问题，水轮发电机被设计出来之后，会经过制造，这个过程就有可能产生问题，由于工人制造的问题，使制造工艺非常差，很多部位绝缘性很差，有时还会出现定子绕组不牢固不合理的现象，这些被制造出来的产品，在高温高压的环境下，很容易产生局部老化的现象，而且还经常产生定子的开裂、松动等现象，随着使用时间的增加，绝缘问题会越来越明显，较严重的会产生恶性事故，并且引发火灾。
除此之外，在投入到使用的过程中，水轮发电机会由制造厂运输到发电厂，在运输的过程中，有些由于道路崎岖，也会对水轮发电机造成一定的损伤。
在安装的过程中由于工作人员的操作问题，也会给水轮发电机造成一定的质量问题。
而且当水轮发电机出现较小的损伤时，在试验和验收的过程中，并不会出现异常情况，但是在日后的使用过程中，随着使用时间的增加，这些部位就会越来越明显，很容易引发绝缘击穿的事故。
1.1.2铁芯硅钢片局部短路在水轮发电机的定子中，有一部分是铁芯硅钢片，这一部位的绝缘性很容易受到损伤，在工作的过程中，很容易产生碰伤，这样一来就会造成松动，而且电腐蚀比较明显，除此以外由于工作环境常处于高温状态下，所以也会受到非常大的影响，这样一来，片间的绝缘性就会被逐渐破坏，从而造成局部短路的现象，局部短路的现象，一旦出现就会在很大程度上增强铁损耗，造成局部发热比较明显，从而就会加速绝缘部位的老化，如果在日后的使用过程中没有被发现，并没有做出合理解决，就很容易引发事故。
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绝缘 体 系 ， 如额 定 电 ２ ７ ｋ Ｖ 以上 的巨型发 电机 等 。
机 公 司 目前也使 用 少胶体 系 。少胶 体 系 的特 点是 绝缘
层 内的胶 是通 过真 空 压力 浸 入 的 ， 浸 渍 树 脂 能 够充 分
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关 键词 ： 定子线圈； 主绝缘寿命 ； 防范措施 中图分 类 号 ： Ｔ Ｍ ３ ｏ ３ ． ３ ： Ｔ Ｋ ７ ３ ０ ． ８ 文献标 志 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ —３ ３ ５ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ８— ０ ０ ５ ７— ０ ３
Ｆａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ Ｉ ｎｆ ｌｕｅ ｎ ｃ ｉ ｎｇ ｔ ｈ ｅ Ｍａ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｌｉ ｆ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ Ｗｉ ｎｄ ｉ ｎｇ ｓ ｉ ｎ
（ ＷＨ） ， 瑞士 Ａ Ｂ Ｂ， 德 国西 门子 （ ｓ ｉ ｅ ｍ ｅ ｎ ｓ ） ； 中 国东方 电
胶的性能及线圈的热胀冷缩等。目前多胶体系满足工
作 场 强为 ２ ． ６ ｋ Ｖ ／ ｍ ｍ 以上 的 性 能要 求 已非 常 困 难 。
一
些 高 电压等 级高 工作 场强 的线 圈制造 必须 采用 少胶
ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｗｉ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ；ｍａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｉ ｆ ｅ；ｐｒ ｅ ｃ ａ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｙ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ
艺基本采用少胶和多胶两大体系。少胶体系是使用少
胶 云母 带 ， 在线 圈上 连续 包扎 后 ， 将 线 圈放入 浸胶 罐 内
抽真空， 除去绝缘层空气和挥发物 ， 再加压使树脂进入 绝 缘层 内 ， 完全填 充 绝缘层 内气 隙 ， 最后 通过 加压 烘焙
使 线 圈绝缘 固化 成一 个整 体 。少胶 体 系在 国外一 些 电 机制 造厂使用 较多 ， 具 有 代 表 性 的 厂 家 有 美 国 西 屋
２ ０ １ ５年第 ８期
２ ０１ ５ Ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ ８
水
电 与 新
能 源
总第 １ ３ ４期
Ｔｏ ｔ ａ ｌ Ｎｏ ．１ ３ ４
ＨＹＤＲＯＰ ＯＷ Ｅ Ｒ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ３ ６ ２ ２ ／ ｊ ． ｃห้องสมุดไป่ตู้ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｎ ４ ２—１ ８ ０ ０ ／ ｔ ｖ ． １ ６ ７ １～ ３ ３ ５ ４ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ８ ． ０ １ ８
１ 发 电机定子线 圈主绝缘制造工艺
目前 国 内外 大 型发 电机 制造厂 定子 线 圈主绝 缘工
动， 填充绝缘层 中气隙 ， 使绝缘 固化成一个整体。现仍
采用 多胶 体系 的有 美 国、 加拿大、 俄 罗 斯 的一 些 厂 家 。 多胶 体 系的特 点是绝 缘 层 内的气 隙是靠 云母 带 内胶 的 流动 来填 充 的。 因此 ， 影 响绝 缘整 体性 的 因素较 多 ， 云 母 带 的性 能 ， 加 热 固化方 式 ， 压制 工艺 ， 环境 温度 湿度 ，
影 响水 轮发 电机 定 子 线 圈主绝 缘 寿 命 的 原 因及 防 范措 施
罗 义
（ 国电大渡河检修安装有限公司 ， 四川 乐山 ６ １ ４ ９ ０ ０ ）
摘要 ： 介绍了水轮发电机定子线圈的构造， 分析了影响定子线圈主绝缘寿命的原因， 提出了相应的维护、 检修措施及对
定子线 圈绝缘材 料的防老化措施 ， 以提高发 电机 的运行效率 。