发电机定子线圈绝缘薄弱故障点原因分析

合集下载

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

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。

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

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。

发电机转子绝缘不合格原因分析及处置

发电机转子绝缘不合格原因分析及处置

发电机转子绝缘不合格原因分析及处置1 发电机转子绝缘降低的主要原因1.1转子因受潮而造成绝缘电阻降低到允许值以下,如发电机停运时间较长,环境潮湿等原因造成绝缘电阻降低。

1.2转子因使用年限较长,或运行中因各种原因使转子过热造成线圈绝缘材料老化、劣化。

1.3滑环下有碳刷粉末或油污堆积,使转子引出线绝缘损坏。

1.4由于发电机的冷却系统密封不严或因其轴瓦漏油使转子线圈端部积灰、积油污或碳粉,造成绝缘性能降低。

这种原因受转子离心力的影响较大。

1.5由于运行中通风和热膨胀的影响,转子槽口处的槽衬保护层老化、断裂甚至脱落,使槽口处槽衬的云母逐渐剥落,断裂被风吹掉再加上槽口积灰等因素造成。

1.6转子的槽内绝缘断裂造成转子绝缘电阻过低或金属性接地。

2 转子绝缘的检查方法2.1停机后的检查方法: 用1000伏摇表测试转子对地绝缘,当绝缘电阻低于2MΩ时应进行处理。

2.2运行中的检查方法: 发电机在运行中通过在线转子绝缘监测装置进行测量,当转子正极或负极对地有电压时应视为转子绝缘电阻已降低,且对地电压越高,绝缘电阻降低的幅度越大,出现这种情况,应停机处理。

3 绝缘电阻降低的处理方法3.1因潮湿而使转子绝缘电阻降低,我们采用直流电焊机烘干法或采用发电机定子三相短路,利用自产热量进行烘干。

3.2转子线圈绝缘老化,则采取拔护环方法,解体转子进行大修。

3.3转子线圈端部积灰、积油,通常处理的方法:3.3.1用干燥的压缩空气进行吹扫。

3.3.2采用拆卸护环,对转子线圈端部的油、灰、碳粉进行清理,然后对端部的绝缘进行重新处理。

此方法工艺复杂、工期长,直接影响发电机的经济效益。

3.3.3用机电设备清洗剂处理转子绝缘,笔者重点介绍这种方法。

4 机电设备绝缘清洗剂方法处理转子绝缘4.1前几年,我厂接连出现发电机转子绝缘降低,严重影响了发电机的正常运行。

发电机转子的正负极对地最高电压达到180-200伏,针对出现的这种问题,我们采取了除拔护环之外的所有方法,但效果都不明显,并且出现了一种异常现象,也就是在冷态情况下转子绝缘合格,在热态情况绝缘下降,并网后,出现绝缘不合格。

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

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。

风电定子线圈成型绝缘破损分析及对策

风电定子线圈成型绝缘破损分析及对策

风电定子线圈成型绝缘破损分析及对策摘要:MW级风力发电机定子线圈绝缘性能是线圈制作过程中重要指标,制造工艺水平决定风力运行可靠性。

本文主要介绍定子线圈制造过程中成型绝缘破损的原因分析,并提出解决对策。

关键字:风力发电定子线圈绝缘破损张形调试梭形内长计算0引言随着我国风力发电技术的发展,风力发电机的容量已从KW级发展到MW级,发电机的心脏部件是定子线圈,MW级风电定子线圈主要以双层圈式叠绕组为主,电磁线以扁铜线为主,相对于硬绕组导线截面尺寸大、匝数多、线圈截面尺寸大于10*35,端部尺寸短,成型困难的工艺特点。

定子线圈工艺制造过程:梭形绕制—打纱—引线弯头—张形—绝缘包扎—整形。

定子线圈的制造过程中,绝缘是否破损决定线圈的绝缘性能,是线圈制造过程检查的重要指标。

工艺制造过程中,减少绝缘破损是提高MW级风力发电机制造水平及运行可靠性、减少返工成本、降低造价等,都具有十分重要的意义。

本文通过对MW级风电发电机定子线圈的制造工艺过程介绍易出现绝缘破损问题分析及处理对策。

1.定子线圈成型绝缘破损分析MW级风力发电机定子线圈绝缘结构:1)导线的绝缘结构为F46聚酰亚胺玻璃烧结、聚酯薄膜补强云母带绕包;2)线圈对地主绝缘结构为少胶云母带+聚酯薄膜带,外包绝缘采用聚酯热收缩带。

张形过程中主要导致导致导线绝缘破损,决定线圈匝间的绝缘强度。

在定子线圈制造工艺过程中,张形工序绝缘破损最难解决,绝缘破损原因如下:1.1定子线圈的成型过程中,线圈的鼻部和直线过度到端部R角为主要受力点,梭形线圈的梭形内长中分给端部的长度短,张形机设定端部长度短,导致张形的的鼻部绝缘破损。

同时张形机运行轨迹不合理,线圈鼻部和工装磨损过大也导致鼻部匝间破损严重,特别对导线截面尺寸大(导线厚>4mm,导线宽度>12mm)破损严重。

针对双根并绕制的线圈,在成型过程中并排线匝进行相互摩擦也将线匝之间绝缘磨破,导致线匝绝缘破损,这种现象不宜发现。

某发电机组定子绝缘损坏的原因分析及对策

某发电机组定子绝缘损坏的原因分析及对策

FUJIAN DIAN LI YU DIANG ONG第28卷第2期2008年6月IS S N 1006-0170CN 35-1174/TM某发电机组定子绝缘损坏的原因分析及对策沈向阳(华电福建发电有限公司,福建福州350001)摘要:某水电站发电机定子绝缘出现损坏现象,外观检查发现定子绕组某线棒嵌有一弹簧。

分析认为,该弹簧早已存在,运行中机组振动增加了弹簧嵌入深度,直至某次直流耐压预防性试验时绝缘被击穿。

文章给出了防范措施。

关键词:发电机;定子绝缘损坏;线棒;弹簧;全接地中图分类号:TM312,TM305.2文献标识码:B文章编号:1006-0170(2008)02-0054-02某水电站#2发电机型号为SF125-14/5380,2005年4月投入运行。

2007-10-26,在进行发电机B 相直流泄漏预防性试验中,当电压升至15.75kV 约20s 时,定子B 相绝缘击穿。

用5kV 兆欧表测试,有定子对地放电声。

本文对此进行分析,并提出防范措施。

1故障检查检查发现,在定子绕组82槽下层线棒上端槽口附近线棒绝缘层有灼伤痕迹。

拆除线棒端部绝缘间隔撑块后,测试机组定子线棒B 相绝缘电阻,发现该相线棒已发展为全接地。

拆除上层线棒,取出定子82槽下层线棒后,发现该线棒窄面(靠铁芯齿压板侧)距上端铁芯槽口45mm 处嵌有一孔径约6mm 、线径约1mm 的弹簧,其变形后的总长度约68mm ,表面覆有与线棒颜色一致的绝缘漆。

弹簧上端被压入线棒绝缘层、与线棒低电阻半导体层接触长达30mm ,其余部分完好未变形。

现场核对发现,82槽下层线棒嵌入铁芯槽内后,该弹簧最低点与上端铁芯槽口垂直距离约10mm 、与铁芯齿压板的水平距离约11mm 。

82槽下层线棒接地处空间狭小,又受到线棒绑扎以及涤纶毡、绝缘撑块等材质遮挡,外观难以检查。

2故障原因分析()发电机定子第槽下层线棒所嵌弹簧,其表面覆有与该线棒一致的绝缘漆。

#机投入运行后,其定子绕组未做喷漆处理;现场设备及有关工器具亦无此规格弹簧。

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。

发电机定子线棒绝缘烧损原因及对策

发电机定子线棒绝缘烧损原因及对策发电机定子线棒绝缘烧损原因及对策摘要:分析了尼那水电站灯泡贯流式机组定子线棒绝缘劣化导致接地事故的原因,提出了发电机绝缘劣化问题的解决和处理办法。

关键词:水轮发电机;定子绝缘;事故处理;设备维修1前言青海省贵德县境内尼那水电站机组是20世纪90年代末从天津阿尔斯通公司引进的灯泡贯流式机组,装机4台,单机容量为40MW。

发电机定子为F级绝缘,定子绕组为分数槽双层波绕组;定子线棒主绝缘采用粉氧云母为基础、环氧树脂为胶粘剂、玻璃纤维补强的热固性复合绝缘材料,线棒与槽壁、槽底、槽楔板、层间半导体隔板间空隙采用注入半导体硅橡胶填充(与国内通常用半导体垫条方式不同)。

定子采用贴壁结构,直接固定在灯泡体外壳上。

定子铁芯内部无通风道,利用灯泡体外壁作为定子散热面,直接将热量传导给灯泡体外流过的河水中。

发电机冷却方式为密闭式水循环强迫风冷。

一次冷却系统为密闭空气冷却系统,由位于灯泡头内7台4kW的轴流风机将风向水空冷却器冷却,冷却后的风经过转子轮毂上的5个(单侧)轴向通风孔到达定子下游侧,再经转子极靴间间隙和气隙到达定子上游侧,再后回到风机。

二次冷却系统为水空冷却器,采用密闭循环,由灯泡头外河水经灯泡头内冷却套冷却水空冷却器产生的热水。

2定子烧损情况2.1定子线棒绝缘击穿2012年08月15日,尼那水电站机组发生了1次定子线棒绝缘击穿的定子接地故障,3号机组在并网并带满负荷时,突然发生定子接地保护动作,保护出口动作,机组出口开关和灭磁开关跳闸,机组突然甩负荷导致140%Ne转速保护动作停机,泡体竖井内有浓烟且刺鼻。

后经检查发现,泡头内面向上游侧+Y方向第131#—136#定子线棒绝缘盒处有明显灼伤痕迹,绝缘已破损,134#线棒下端部绝缘包头爆裂,其他部分线棒的端部绝缘膨胀。

端部并头套均被烧熔一角(对导电截面影响不大),故障点周围大面积电弧灼。

在处理过程中,发现事故线棒靠近击穿位置约4/5线棒全长处已呈白色,防晕层完全破坏,主绝缘电腐蚀现象严重,而下游侧段线棒从槽口处起有30~40cm长的线棒直线段防晕层没有受损且未发生电腐蚀。

发动机定子线圈绝缘下降的原因和防范措施

发动机定子线圈绝缘下降的原因和防范措施电力系统在没有出现新的技术之前相关的电力企业最重要的任务就是提高电力的高效率利用,对电力的使用效率是衡量着一个国家或者企业电力系统是否稳定健康的重要指标,同时也是维系着社会健康和谐发展的重要保证。

而电机在制造过程中,由于工艺原因,在其绝缘层间或绝缘层与股线间可能存在间隙。

电机运行若干年后,在温度场作用下,尤其在机组起停引起的温度变化循环作用下,间隙会沿线棒纵向逐渐增大,从而造成发电机本身性能的下降。

当工作电压超过绝缘的起始放电电压时,即产生局部放电。

由局部放电引起的热效应、机械效应和化学效应逐渐加剧,加之定子线圈油污腐蚀及定子铁芯、槽楔、垫块、垫条松动,定子绕组端部绑绳松动断裂,致使线圈在运行中产生振动,造成主绝缘磨损腐蚀被击穿,使定子绝缘性能进一步劣化,最终导致绝缘损坏。

1、定子线圈绝缘下降的原因1.1 热劣化定子的成型绕组和散绕绕组都会发生热劣化,这或许是定子绕组绝缘失效方面最常见的故障原因,特别是空气冷却的电机更是如此。

热老化有多种发展过程,这取决于绝缘的特性(热固性还是热塑性)和运行环境(空气或氢气)。

由于线棒主绝缘与槽壁间存在的间隙不是个别点或一小段,而大部分是全槽或大半槽的间隙。

环氧粉云母带是一种热固性绝缘材料,在运行温度下,几乎没有膨胀,因此线棒与槽壁之间的气隙得不到填充,致使线棒表面与铁芯失去了接触。

对于散绕定子绕组的电磁线(绕组导线),线棒直线部分除通风沟段完好外,表面绝缘都变脆变酥、呈灰白色,用手一触即脱落。

在电机启动或正常运行过程中的电磁力作用下,由于导体的振动,很容易产生裂纹。

老化的绝缘也很容易从导体上剥离。

这些故障进程都可以因电磁线绝缘的磨损而导致绝缘失效,并且都会引起匝间短路,导致短路部位迅速过热,使铜导体和附近的其他绝缘烧熔,最终发生接地故障。

电晕放电使空气电离产生臭氧及氮的化合物),对发电机主绝缘、槽楔、垫条等也有电腐蚀作用,使槽楔进一步松动,线棒更加固定不牢,容易振动,机械磨损的速度也随之加快。

大型发电机定子绕组绝缘性能影响因素解析

大型发电机定子绕组绝缘性能影响因素解析大型发电机是工业生产的原动力,其生产中的主要问题是电机定子绕组绝缘性能有待提高。

基于此,本文就对大型发电机定子绕组绝缘性能影响因素做了简单的探讨,以供相关人员参考。

标签:大型发电机;定子;绝缘性能;绕组1影响电机定子绕组绝缘性能的因素1.1绕组绝缘局部放电为避免定子绕组绝缘出现局放问题,设计及制造时应考虑以下技术要求:F 级绝缘体系应该运行在B级温度以下,或保证主绝缘电场强度在2.5kV/mm;控制好线棒的尺寸,槽内相邻的线棒其防晕段要匹配,并保证端部绕组有足够的漏电距离;对于非整浸定子,要求使用槽楔、侧面波纹板垫条及适型材料如硅橡胶等材料,以保证槽内有一定的紧度,且槽内线棒与铁心间隙小于0.1mm。

例如,大部分厂家用碳化硅涂层或带子包绕出槽口100mm左右的范围,碳化硅涂层搭接半导体涂层,能降低出槽口部位较高。

1.2绕组振动施加在高压电机绝缘上的机械应力包括电磁振动、离心力等。

在1m长的线棒上进行振动检测,检测频率100Hz,振幅±0.5mm。

两种不同绝缘材料用于振动试验,绝缘试样A是玻璃丝布补强环氧基VPI绝缘;绝缘试样B是聚酯薄膜补强聚酯基VPI绝缘。

振动试验结果表明试样B的使用寿命减小,试样A几乎没有变化。

剖析两种试样,发现试样B中有分层现象,其原因是聚酯树脂粘接力较低,收缩率比环氧高,另外聚酯薄膜作为补强材料的绝缘带,其机械强度比玻璃丝布的低。

这也是汽轮发电机定子线棒的主绝缘采用玻璃丝布补强环氧基粉云母绝缘的原因之一。

单独的振动作用不会对环氧粉云母绝缘的耐压产生太大影响,但是如果线棒的槽楔松动,振动会导致槽内防晕层与铁心冲片摩擦而损坏防晕层,槽内防晕层破损部位会产生局放而降低线棒的使用寿命。

1.3绕组表面状况当绕组表面清洁程度不够,其上的污物也会导致其绝缘性能受损。

由于污垢对于绕组表面有一定的腐蚀性,在污垢侵蚀的条件下其绝缘组织会受到破坏,其导体会暴露在空气当中,这时候某些污物还能够充当导电液体,当电流经过时出现电子定子绕组表面的漏电现象。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

发电机定子线圈绝缘薄弱故障点原因分析
长期的运行经验和发电机定子绕组事故现象表明,发电机定子线圈的腐蚀损坏现象已相当普遍,严重地影响了电机的安全运行和使用寿命。

引起电机定子绕组事故的最普遍原因是定子线圈油污腐蚀及定子铁芯槽楔、垫块、垫条松动,定子绕组端部绑绳松动断裂,致使线圈在运行中产生振动,造成主绝缘磨损腐蚀被击穿。

1 电机定子线圈腐蚀的特点及部位
从发电机定子绕组线圈主绝缘击穿的现象来看,线圈主绝缘的腐蚀损坏大致可分为2类:一类是从线圈外部主绝缘开始向内的腐蚀损坏,通常称为外腐蚀;另一类是从线圈内部绝缘开始向外的腐蚀,通常称为内腐蚀。

1.1线圈主绝缘外腐蚀损坏
(1)发电机定子绕组端部和定子铁芯内线圈振动,使线圈主绝缘腐蚀损坏。

这是外腐蚀损坏事故中最为普遍也最为严重的现象。

造成这种腐蚀损坏的主要原因是,发电机在运行中,因其端部绕组在电磁力的作用下产生振动,致使线圈在定子铁芯槽内端部固定不牢,发生槽楔、线圈层间垫条、端部间隔垫块和绑绳松动脱落,线圈与绑绳及间隔垫块之间出现摩擦,防晕半导体漆破坏发生电晕腐蚀,从而造成槽部和端部线圈主绝缘击穿。

(2)定子铁芯内部磁性物质的磨损腐蚀。

这种情况主要是由于检修过程中没有认真清理、吹扫定子绕组,导致绕组线圈缝隙及其它死角处遗留了一些微小的磁性杂物,在发电机运行时磁性杂物被吸附在线圈主绝缘表面,在电磁感应及电磁力的作用下,磁性杂物呈旋转方式运动,将线圈主绝缘磨钻出坑洞。

(3)定子线圈的油污腐蚀。

目前,大型发电机及高压电动机轴瓦都普遍存在漏油现象,因而电机线圈因油污腐蚀烧毁的事故也相当普遍。

这类故障发生的部位基本集中在电机定子槽口、绕组端部和绕组鼻端引线处。

其特点是油污附着在线圈上,对线圈主绝缘起溶解浸蚀作用,使主绝缘与导线分层线圈整体绝缘强度降低,长时间运行后造成定子绕组相间短路、接地短路等故障。

(4)定子铁芯硅钢片对绝缘的磨损腐蚀。

在压装定子铁芯的过程中,如果硅钢片叠片不整齐,或者定子铁芯通风槽钢及端部压指压装固定不良,或者在检修中损伤了定子铁芯,都会造成发电机运行时发生振动,磨损绝缘,最终导致线圈的主绝缘被击穿。

1.2线圈内腐蚀
多次事故统计和故障线圈解剖的结果表明,线圈的内腐蚀也比较严重。

对大量内腐蚀线圈的解剖分析表明,内腐蚀一般都是从绝缘与导线间的气隙气泡、线圈直线与端部的R角、线圈引出线假线焊接等部位开始的。

内腐蚀现象首先是线圈内部绝缘变白并逐步扩大,随后烧损绝缘形成坑洞并积有大量绿色粉末,从而加速导线股间及主绝缘的腐蚀损坏,直至主绝缘击穿。

另外,温度过高导致的热老化也是造成内腐蚀的一个重要因素。

2 线圈发生内、外腐蚀的原因分析
电机定子线圈发生内、外腐蚀的原因,主要是由于线圈主绝缘在发电机运行中,长期在电磁振动、高温度和高电压3种因素的作用下而遭到振动磨损、电晕腐蚀及绝缘热老化,使线圈整体绝缘出现脱壳、分层、烧灼、磨损和绝缘强度降低等现象,最终造成绝缘击穿故障。

2.1电磁振动磨损腐蚀
发电机在运行中产生的各种机械振动,都会磨损腐蚀线圈绝缘,其中最主要的是电磁振动对
发电机端部绕组及槽口的影响。

如果定子铁芯压装质量不好,绕组端部绑扎工艺不良,使线
圈在槽内因固定不良而产生幅值很大的振动,层间垫条和测温元件垫条就会在上下层线圈之
间来回窜动而磨损上下层线圈,使线圈主绝缘受损。

更严重的是,如果线圈运行中导线通过
的电流产生2倍频电磁振动力,则不仅会使线圈与铁心及绕组端部间隔垫块发生振动,使主
绝缘表面磨损,而且还会使导线与主绝缘之间,导线的匝间、股间产生摩擦振动,造成导线
的匝间、股间松散、短路、断股。

同时,在短路部位产生附加损耗与温升,会加速局部主绝
缘老化,降低绝缘强度,甚至在正常工作电压下也会造成绝缘击穿故障。

因此,电磁振动是
造成线圈主绝缘外腐蚀和内腐蚀损坏的主要原因。

2.2电晕腐蚀
发电机运行中,线圈绝缘承受着较高的电场强度,如果绝缘表面防晕层与定子铁芯接触不良,线圈在槽内发生振动就会磨损绝缘表面防晕层。

此时,绝缘表面对铁芯就有较高的电位,在
磨损部位产生电晕放电,造成局部瞬时高温,将线圈主绝缘及其它附属绝缘材料烧灼、烧焦。

电晕放电还能产生破坏力较强的化学反应,严重腐蚀绝缘和线圈导线,所以内腐蚀严重的部
位都集有大量绿色粉末。

另外,绕组端部防晕处理不好,会造成电容电流过大,引起定子端
部绕组发热,加速端部绕组绝缘热老化腐蚀。

3 除定子线圈腐蚀因素以外还有以下几点可能导致绝缘薄弱甚至击穿的可能:
3.1定子绕组受潮。

对于长期停用或经较长时间检修的发电机、投入运行前应测量绝缘电阻,不合格者不准投入运行。

受潮发电机要进行烘干处理。

3.2绕组本身缺陷或检修工艺不当,造成绕组绝缘击穿或机械损伤。

应按规定的绝缘等级选
择绝缘材料,嵌装绕组及浸漆干燥等要严格按工艺要求进行。

3.3绕组过热。

绝缘过热后会使绝缘性能降低,有时在高温下会很快造成绝缘击穿。

应加强
日常的巡视检查,防止发电机各部分发生过热而损坏绕组绝缘。

3.4绝缘老化。

一般发电机运行15~20年以上,其绕组绝缘老化,电气性能变化,甚至使绝
缘击穿。

要做好发电机的检修及预防性试验,若发现绝缘不合格,应及时更换有缺陷的绕组
绝缘或更换绕组,以延长发电机的使用寿命。

3.5发电机内部进入金属异物,在检修发电机后切勿将金属物件、零件或工具遗落到定子膛中;绑紧转子的绑扎线、紧固端部零件,以不致发生由于离心力作用而松脱。

3.6过电压击穿:1)线路遭受雷击,而防雷保护不完善。

应完善防雷保护设施。

2)误操作,如在空载时,将发电机电压升得过高。

应严格按操作规程对发电机进行升压,防止误操作。

3)发电机内部过电压,包括操作过电压、弧光接地过电压和谐振过电压等,应加强绕组绝
缘预防性试验,及时发现和消除定子绕组绝缘中存在的缺
4 几点建议
(1)严格执行绕组端部的绑扎工艺,增强对鼻端、引线、渐开线部位的绑扎连接,以增加
端部各部件的整体强度,提高端部抗振能力和抵御短路冲击的能力。

(2)严格执行发电机水电接头的焊接工艺,在电接头两侧进行溜焊,以加强鼻端水电接头
的整体性,防止导线在发电机运行中发生振动疲劳断裂。

(3)在发电机检修期间,应对电机两侧做端部双倍频振动测试,对存在100Hz固有频率的
部位要重点进行绑扎处理,以消除端部固有频率的振动。

(4)发电机检修期间,要认真检查槽口的封口槽楔,对松动的槽楔要重新处理。

同时检查线圈槽口部位的半导体防晕层是否受到磨损,如果出现磨损,可用注射器将半导体漆顺槽壁与线圈的间隙灌入,以修补磨损部位,防止线圈电晕放电腐蚀。

(5)定期对发电机端部油污进行清洗。

清洗后将端部加热烘干、整体喷漆,以提高端部整体绝缘的强度。

相关文档
最新文档