600MW发电机定子线圈端部手包绝缘缺陷的测试及处理(吉林 长山热电)
600MW汽轮发电机定子铁芯损耗试验
600MW汽轮发电机定子铁芯损耗试验【摘要】汽轮发电机在铁芯硅钢片的制造或现场叠装过程中，可能存在片间绝缘损坏，造成片间短路，从而引起局部过热，需要对定子铁芯的绝缘状况进行重点检查，铁心损耗试验是检查定子铁芯最直接和有效的方法。
【关键词】汽轮发电机；铁心损耗实验；绝缘损坏1.引言汽轮发电机定子铁芯是由薄硅钢片叠装而成，在铁芯硅钢片的制造或现场叠装过程中，可能存在片间绝缘损坏，从而造成片间短路。
为了防止叠装片间短路引起局部过热，需要进行定子铁芯的铁损试验，以计算铁芯单位质量的损耗，测量铁芯齿部和轭部的温度，检查各个部分温升是否超过规定值，从而综合判断铁芯片间绝缘是否良好。
本文对以ALSTOM 50WT23E-138机型举例说明铁损试验的试验过程与试验结果。
2.铁损试验的试验过程2.1 50WT23E-138型600MW汽轮发电机简介50WT23E-138型600MW汽轮发电机如图1所示，为隐极式二极发电机，采用水、氢、氢冷却方式，即定子线圈直接水内冷，转子线圈直接氢内冷，定子铁芯及端部结构为氢外冷。
发电机的励磁系统采用机端自并励静止励磁系统。
该发电机在结构上与国产600MW发电机有较大的不同。
50WT23E-138型600MW汽轮发电机额定容量为716MV A，额定电压为22000V，额定电流为18790A，励磁电压为473V，励磁电流为4879A，功率因数为0.9（滞后），额定转速为3000rpm，额定氢压：4bar。
图1 汽轮发电机模型定子铁芯两端的压圈采用M330-50A型0.5mm硅钢片叠装而成，然后用真空压力浸渍成型，装配后起到磁屏蔽作用，避免铁芯端部局部过热，此装置取代了国产600MW发电机常用的压圈加铜屏蔽的结构。
铁芯每层由10.5张冲片螺旋叠装而成，铁芯轭部和21根铝筋连接，铝筋和铁梁把合，铁梁再通过“U”型块与机座环板焊接，起到减震作用。
铁芯轴向位置有21根拉紧穿心螺杆，径向中间位置设有通风区域。
600MW 氢冷发电机定子线圈漏点查找及处理
600MW 氢冷发电机定子线圈漏点查找及处理王玉炯;刘熹【摘要】华电国际邹县发电厂600MW 氢冷发电机定子线圈存在内漏故障，通过查找确认漏点在#31槽上层线棒处。
介绍了更换故障线棒的过程，成功消除了定子线圈漏水的缺陷，可为处理同类型故障提供参考。
【期刊名称】《华电技术》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】3页(P8-9,32)【关键词】发电机;定子线圈;漏点;查找;线棒【作者】王玉炯;刘熹【作者单位】华电国际邹县发电厂，山东邹城 273522;华电国际邹县发电厂，山东邹城 273522【正文语种】中文【中图分类】TM310 引言华电国际邹县发电厂 #5发电机型号为DH-600-2，额定功率为600 MW，冷却方式为水氢氢，额定工作氢压为0.414 MPa，由日立公司生产，1997年1月投入商业运行。
运行中存在发电机定子水箱含氢量高的问题，停机后为尽快查找设备原因，不等停盘车，在做好防止发电机机壳内进油的运行措施，破坏发电机密封，将4组氢冷器吊出，进行发电机定子线棒漏点查找并更换定子单根上层线棒。
1 修前状况#5发电机修前漏氢量设计值为19 m3/d，发电机定子水箱氢气含量偏高，手持便携测量仪显示为34～46 LEL(Lower Explosion Limited，指爆炸下限)，对应氢气的体积分数为1.36% ～1.84%，在线监测装置显示氢气的体积分数为1.30%～1.90%。
测量#6发电机同期定子水箱漏氢值，手持便携测量仪显示测量值为17～21 LEL，在线监测装置显示氢气的体积分数为0。
机组运行期间加强对 #5发电机漏氢情况的检测，无明显变化趋势，决定利用机组小修机会对#5发电机定子水箱氢气含量偏大的缺陷做全面检查处理。
2 漏点查找#5机组小修开始后，进行发电机定子线棒的气压试验，试验初始气压为0.50MPa，24h后气压降至0.36 MPa，发电机线棒温度由36℃降至33℃，气压降低明显异常。
发电机端部绝缘的故障预防及处理
发电机端部绝缘的故障预防及处理本文对发电机定子绕组端部绝缘结构、常发性故障的成因及我厂在针对避免端部绝缘故障所采用的治理措施进行了分析和介绍，对试验方法和处理工艺进行了进一步探讨。
国产大型发电机组定子绕组多采用水内冷方式，水冷造成工艺上的难度加大。
在发电机定子故障中，定子绕组端部绝缘引起的事故占很大比例。
发电机线圈端部绝缘缺陷如未能及时发现而任其发展就会酿成大事故。
国产200 MW、300 MW系列发电机曾多次发生过定子绕组端部固定结构及端部绝缘工艺不良，运行中振动大引发的线棒与固定部件松动、绝缘磨损，鼻部空心导线漏水，造成接地和相间短路故障的发生。
根据1998年第一季度~2003年第一季度京津唐电网电气绝缘技术监督汇总报表，京津唐电网1998年1月~2003年3月期间容量在100MW以上发电机的事故、障碍和缺陷共77次，其中发生在水氢氢冷却发电机上的有56次。
这其中，通过检修预试发现的52次缺陷中，定子绕组端部手包绝缘类型缺陷有33次，占比例的63.5%。
由此可见，定子绕组端部手包绝缘的健康状况不容忽视。
对定子绕组端部绝缘缺陷的及时发现和检修工艺的不断改进，对于降低发电机的故障发生率有着重要的作用。
我厂经过多年有针对性的进行试验检测、提高检修水平等工作，端部绝缘缺陷已逐年减少，近几年趋于稳定，并在针对端部绝缘的处理及相应试验中积累了一定经验，为避免类似故障的发生提供了一些有效参考。
1.设备概述(1)我厂八台汽轮发电机组均选用东方电机厂生产的QFSN-300-2型产品，额定容量为300MW，#1、#2发电机定子额定电压为18KV，#3～8发电机定子额定电压为20KV，定子三相绕组采用双层短节距绕组结构，接线方式为2-Y，发电机冷却方式采用“水氢氢”方式。
(2)发电机定子绕组端部采用条形兰式结构，端部线棒为渐开线形，以保证间隙均匀并减少端损耗。
线圈端部设有若干固定在压圈上的绝缘支架及三个玻璃钢绑环。
600MW汽轮发电机定子手包绝缘缺陷的发现与处理
环球市场信息导报130能源经济本文介绍了一台600MW 大型水氢氢汽轮发电机定子端部引线接头手包绝缘缺陷的发现过程，并简要介绍了处理过程以及原因分析。
600MW 汽轮发电机定子手包绝缘缺陷的发现与处理◎杨俊义大型发电机连接线、引线接头绝缘是重要部位之一，从以往系统内发电机定子绕组相间短路事故来看，其中引出线接头手包绝缘问题占事故发生比例较大。
因此，大型发电机连接线、引出线采用手包绝缘是一个值得高度重视的问题。
公司#4发电机采用的是某汽轮发电机有限公司生产的QFSN-600-2型汽轮发电机，定子额定电压20kV，冷却方式为“水氢氢”，于2006年11月投产。
在安装交接试验过程中曾经及时发现了发电机定子端部引线部位手包绝缘的缺陷，并成功进行了处理，为日后机组安全可靠运行奠定了良好的基础。
缺陷的发现发电机定子端部出线与出线室在现场连接后，由制造厂专业人员进行绝缘包扎，故此处绝缘俗称手包绝缘（见图一）。
包好后，为检查该处绝缘的工艺质量以及定子端部引线接头（包括引水管锥体绝缘、隔相接头、过渡引线并联块等）手包绝缘密实性和相对绝缘强度，需要对手包绝缘进行表面电位外移测量试验。
在上述手包绝缘处及过渡引线并接块处包裹好锡箔纸，定子绕组三相并联施加直流试验电压20kV，用100MΩ标准测压杆测量各处对地的电压降，测量到出线接头手包绝缘表面电位为： A相：90V、 B相：70V、C 相：60V（出线与中性点接头并联引出），其他测量点的表面电位均未超过150V。
根据原“两部”（电力工业部和机械工业部）1994年发布的“汽轮发电机定子绕组端部手包绝缘状态测量方法及标准评审会纪要”中的国产水氢氢汽轮发电机定子绕组端部绝缘判断推荐标准，新机投产前手包绝缘引线接头及汽机侧隔相接头表面电位限值为1300V，上述测量值在合格范围内。
随后进行定子绕组直流泄漏试验，其测量数据如下：从以上数据可以看出：发电机定子绕组B 相在试验电压50kV 时直流泄漏电流出现拐点突然增大，60kV 时直流泄漏电流达150μA 且随耐压时间的延长泄漏电流逐渐增大，相间泄漏电流极不平衡，超过了规程的规定值，上述试验数据表明发电机定子绕组B 相绝缘存在某种缺陷。
600MW发电机定子一点接地故障的查找及处理
表 １ 发 电机定 子接 地故 障前 、 后 电气量
ｋ ｖ
１ 机 组 概 况
项目 —
某 电厂 ６ ０ ０ ＭＷ 机 组 发 电机 为 阿尔 斯 通 产 品 ， 额定 功 率为 ６ ０ ０ＭＷ ， 额 定 电压 为 ２ ２ ｋ Ｖ， 采用 水氢 氢 冷却 方式 。发 电机励 磁 系统 采 用 自并 励 方 式 ， 由机 端励 磁变 压器 降压 ， 经 静止 可控 硅整 流励 磁 。 发 电机 与 主 变压 器 采 用 单元 接 线 方 式 ， 发 电机
第３ ５卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 ３月
华 电 技 术
Ｈｕ ａ ｄｉ ａ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ０ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． ３ Ｍａ ｒ ． ２０１ ３
６ ０ ０ ＭＷ 发 电机 定 子 一 点 接 地 故 障 的查 找及 处 理
张建忠 ， 张志猛 ， 岳啸鸣 ， 刘辉 ， 张兵海
机本 体及 所连 接 的一次 回路 。若 接地 点在 发 电机外
部， 应设 法消 除 ； 若 接 地 点 在 发 电机 内 部 ， 应立 即减
负荷 停机 并 向上级 调度 汇报 。如 果现 场检 查不 能发 现 明显故 障 ， 但“ 定子接地” 报警又 不消失， 应 视 为 发 电机 内部接 地 ， ３ ０ ｍｉ ｎ内必 须 停 机 检 查 处 理 。若 判 明为假 接地 ， 应 检 查并 判 明发 电机 电压 互感 器 熔
ｗ相。
￡ ， 的变化 情况 。
断器熔断 的相别 ， 视具 体情 况带 电或停 机更换 熔
发电机定子线圈绝缘缺陷处理方法
发电机定子线圈绝缘缺陷处理方法
张建忠;郑玉成;尹志宇
【期刊名称】《华北电力技术》
【年(卷),期】2002(000)011
【摘要】介绍了正服役运行的老发电机在其定子线棒绝缘出现缺陷时的几种处理方案.针对线棒绝缘因年久老化、变脆或发粘、起出槽外困难、易受损伤、备件短缺等提出了甩掉槽中故障线棒的处理方法,并在实践中应用成功.同时提出了在修复过程中的注意事项.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】张建忠;郑玉成;尹志宇
【作者单位】河北省电力试验研究所,河北石家庄,050021;河北省电力试验研究所,河北石家庄,050021;河北师范大学物理系,河北石家庄,050016
【正文语种】中文
【中图分类】TM303.3
【相关文献】
1.300MW双水内冷发电机定子线圈端部手包绝缘缺陷测试及处理 [J], 赵远征
2.600MW发电机定子线圈端部手包绝缘缺陷的测试及处理 [J], 任守强
3.300MW双水内冷发电机定子线圈端部手包绝缘缺陷的测试及处理 [J], 钟转仁;陈创庭;;
4.读“发电机定子线圈端部绝缘缺陷测试方法的应用和研究”有感 [J], 盛昌达
5.发电机定子线圈端部绝缘缺陷测试方法的应用与研究 [J], 吉晓波;董乃峰
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国产600MW汽轮发电机检修解体报告
国产600MW汽轮发电机解体检查情况 #5发电机于9 月12日抽出发电机转子，解体检查的初步情况一、发现发电机汽励两端汇流环绝缘支架夹件有磨损现象如附图2且励端绝缘支架8点钟位置有一根螺栓脱落如附图1。
处理方案：1.清理干净绝缘夹件,绝缘套筒；2.重新安装绝缘夹件，拧紧螺栓并锁好锁片；3.安装完毕后检测汽励两端汇流环绝缘。
（1000V 1MΩ）。
图1：励端绝缘支架螺栓脱落情况图2：汇流环绝缘支架磨损情况二、9月13日对发电机定子铁芯进行铁损试验，检查发现汽端边段铁芯7点钟位置38槽第三段温升18K，温差17K，其余检查正常。
第一段、第二段铁芯松动磨损且通风槽支撑有一侧磨损现象如附图3,通风槽支撑损坏深度95mm。
已联系哈尔滨电机厂9月17日来人检查处理，处理方案待哈电回告。
图3：#5发电机汽端边段38槽第一至第二段铁芯损坏现象三、定子铁芯励端边段第三段17槽齿部，21槽齿部温度测点在铁损试验中出现测点温度随试验进行而温度下降。
结合#5发电机在运行中励端边段第三段17槽、21槽齿部测点温度较其他点偏高，发电机负荷稳定在加无功时此两测点温度呈下降趋势。
测点受铁芯电磁变化影响明显。
本次检修铁损试验时定子铁芯励端边段第三段17槽齿部，21槽齿部温度测点显示温度曲线如附图4，运行状态下与发电机有功及无功变化曲线如附图4、5、6。
(抓紧找出两点备用测点，恢复至备用端子。
)图4：铁损试验时铁芯边段齿部温度图5：20/8/10-21/8/10边段铁芯温度与负荷、无功变化曲线图6：20/12/08-24/12/08边段铁芯温度与负荷、无功变化曲线四、定子线圈流量试验，检测各支路流量正常。
五、发电机端部模态试验，试验合格。
汽侧图1模态振型如上图1所示，其中椭圆振型（1号）频率59.2Hz。
远离共振频率。
励侧图2模态振型如上图2所示，其中椭圆振型（1号）频率50.1Hz。
远离共振频率。
设备中心2010/9/16。
600MW发电机常见问题分析及对策
600MW发电机常见问题分析及对策摘要：本文对 600MW发电机近几年出现的三类典型问题：定子绕组端部磨损，转子绕组匝间短路、接地和漏氢原因进行了分析，结合问题处理过程总结了经验。
从发电机制造工艺流程及制造过程监理重点制定出有针对性的防范措施，对已投产的发电机提出了检修建议，以期提高发电机运行的安全可靠性。
关键词：600MW；发电机；问题分析；对策前言随着国民经济的发展，电力能源在现代社会经济中的地位越来越重要，无论是居民的日常生活，还是工厂的生产活动，都需要电力的支持，因此保障供电安全十分重要。
而大型发电机则是电厂的主要工作设备，一旦发电机出现故障，就会对供电产生重大影响，因此定期检查发电机的运行状态，及时发现存在的问题并加以解决，从而确保发电机不出现重大事故，是一项重要的任务。
一、常见问题介绍及分析（一）发电机定子绕组端部磨损，严重时造成绕组接地或匝间短路经现场检查、与技术人员确认：绝缘拉紧楔与绝缘鞍块以及拉紧楔与绑环接触不好（接触面积过小或存在线接触、点接触情况），间隙过大（甚至还有部分拉紧螺杆上的绝缘垫圈未进行浸胶固化处理），机组运行时在温度和振动的作用下，楔块发生位移，蝶形弹簧垫圈的预应力释放，造成拉紧楔松动并持续恶化，发展成绝缘垫圈磨损拉紧楔螺杆松动，最终造成螺杆被磨断，拉紧楔脱落又磨损线棒端部主绝缘。
严重的地方已造成线棒主绝缘完全破损，出现“露铜”[1]。
检查后分析原因很明确，制造过程中为对线棒在槽口部份进行整形而垫入的绝缘垫片没有涂胶固化、定位。
松动的绝缘垫片在运行振动中与线棒产生位移，磨损线棒外绝缘层，最后出现“露铜”现象。
（二）发电机定子常见问题在发电机的日常运行中，定子最常见的问题主要是槽楔松动和线圈绝缘老化，且槽楔松动是定子线圈绝缘老化的重要原因。
定子槽楔松动及处理对策大型发电机在运行过程中，定子线棒受到100Ｈｚ交变电磁力的作用发生振动，长时间运行会导致绝缘层磨损，电腐蚀现象加剧，绝缘层击穿，甚至引发停机。
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600MW发电机定子线圈端部手包绝缘缺陷的测试及处理
大唐长山热电厂电检分公司高压班修丽
摘要
长山厂1号发电机型号为QFSN—660—2型，制造厂家为哈尔滨汽轮机厂，在绝缘材料、接线方式及构造上与大连庄河发电有限公司1号发电机（QFSN—600—2型）极为相似，由于长山厂1号发电机组在建设中还未投产运行，在此以庄河1号发电机为例，阐述600MW发电机定子线圈端部手包绝缘缺陷的测试及处理过程。
为1号发电机在以后的运行及检修中试验提供依据。
关键词发电机、电位、试验
一、引言
发电机在大修期间，按照《电气设备预防性试验规程》规定，必须进行绝缘电阻、直流电阻、交流耐压、直流耐压等一系列预防性试验，其中直流耐压及泄漏试验对发电机端部槽口绝缘的贯穿性缺陷、老化等比较敏感，而对远离铁心的引线、接头处手包绝缘因工艺不良或材质不佳、运行中震动及电动力作用使绝缘开裂造成的局部缺陷反应不灵敏。
虽然有的发电机每次都按标准试验合格，但对600MW双水冷大型发电机仍发生过多起定子端部手包绝缘对地放电或短路故障事故，造成很大的损失。
为此，作为反事故措施，在大型发电机第一次大修时要做发电机定子线圈端部手包绝缘表面点位试验。
本人曾参加多起600MW发电机大修试验的整个过程，对于国产大型汽轮发电机普遍存在由于有引线手包绝缘整体性差，线棒端部鼻端绝缘盒填充不满，绝缘盒与线棒主绝缘末端及引水管搭接处绝缘处理不当，绑扎用的涤玻绳固化不良以及端部固定薄弱等工艺缺陷，在运行中易发生端部短路故障为了检测定子绕组端部绝缘缺陷，所以更加需要做定子绕组端部局部泄漏电流和表面电位试验。
二、测试方法及原理接线
发电机表面电位试验一般采用正接线试验方法。
所谓正接线，即绕组引线端子处加直流试验电压，定子绕组手包绝缘处缠绕锡箔纸（锡箔纸厚度为0.01—0.02mm），包锡箔处经100M 电阻串联微安表接地，读取微安表数值。
2.1、原理接线图如下
T1------------调压器 T2----------------试验变压器
D-------------硅堆 R------------------保护电阻
---------静电电压表-------------电容器
--------毫安表
2.2、测试方法
2.2.1、条件：表面电位试验在发电机转子抽出后，定子绕组清扫前污秽状态下试验，要求在通水条件下进行，发电机内冷水正常运行，水质保持合格状态，为了防止内冷水管有漏水的缺陷，应有定子绕组水压试验配合进行。
2.2.2、设备：试验加压所需设备（如上图所标注）、内阻100M表面电位测试杆、内阻100M表面泄漏测试杆、 0.01—0.02mm锡箔纸、试验接线。
2.2.3、在发电机定子绕组手包绝缘处及过度引线并接块处包裹好锡箔纸，包裹锡箔纸时，应尽量包得服帖，特别是线圈与引线交叉部位。
线圈根部应尽量塞实。
发电机汽侧、励侧两侧端子标号做好标记。
2.2.3、试验电压为发电机的额定电压，庄河1号发电机额定电压为22KV，所以试验电压为22KV。
在加压前应测试发电机绝缘电阻，在绝缘电阻合格的状态下才能加压。
2.2.4、试验装置中表面电位测试杆、泄漏测试杆内装有多个串联电阻元件，绝缘杆留有一定的安全长度，串联电阻总值为100M，电阻容量为1—2W。
三相发电机定子绕组分相进行（三相短路连接后一起加压也可以视试验设备的容量而定）。
加压后，按所加压相移动测试杆上的探针，按测量部位记录电压表、微安表数值。
当发现所测电压、泄漏数值高于标准时，应查处具体缺陷位置，以便检修处理。
庄河1号发电机表面电位试验进行中
庄河1号发电机测试数据如下：
励侧手包绝缘表面电位数值（测试日期2008年10月21日发电机本体温度25℃）
汽侧手包绝缘表面电位数值（测试日期2008年10月21日发电机本体温度25℃）
三、缺陷处理
测试后励侧有3处超标点、汽侧有2处超标点。
表面电位值规程规定不应大于2KV。
之后有针对性的处理了上面5处超标点。
首先将原有的玻璃丝带绝缘全部剥掉清理干净。
在拆除原有绝缘时发现绝缘内有空隙，材质及工艺不细致是这次缺陷的主要原因。
按厂家制造标准从里到外分别包上聚亚脂薄膜叠绕一层，粉云母玻璃丝带24—27层，硅胶带一层，玻璃
丝带一层，然后涂上环氧树脂干漆。
绝缘烘干后，又一次表面电位测试，测试合格。
最后涂上铁红覆盖漆。
测试结果如下： 2008年11月3日发电机本体温度19℃
四、试验总结
4.1、大型水内冷发电机试验做表面电位试验时，为了同时检验水接头后其他渗漏质量问题，应在水质合格打水压状态下试验。
水压状况下试验同时可以发现铜线焊接不良或其他渗漏缺陷。
如果定子绕组在不通水条件下试验，定子引水管必须严格吹干，防止定子引水管内表面放电。
4.2、表面电位试验不会给发电机带来累积效应，因为所加直流电压值是发电机额定电压，电压不高是比较安全的试验，所测试定子绕组手包绝缘处高压部位不直接裸露，对试验人员及试验设备较为安全。
4.3、定子绕组手包绝缘在包裹锡箔纸时应紧密，同时锡箔纸不可与相邻被测线棒锡箔纸相碰，以防影响测试结果。
4.4、表面电位测试法能有校发现发电机端部线圈引线处、引线接头处等部位手包绝缘因材质不佳、包缠工艺不良、受潮引发的绝缘不良以及绝缘老化等缺陷。
4.5、大型水内冷发电机在不通水的情况下试验比较困难，水不易吹干，内部存水会沉积到下部朔料王管内，影响测量结果。
发电机大修时宜安排在抽出转子后，定子内冷水系统未拆除前，在通水、水质合格情况下试验。