大型发电机定子线圈老化鉴定试验方法的研究

摘 要

目前，大型发电机其出口电压都超过15kV，且对地电容较大。发电机线圈老化后，绝缘水平降低，容易发生线圈接地、短路放炮等严重事故，一旦此类事故发生，发电机被迫突然停机，维修时间较长，同时也给电网造成较大的冲击。实现测量大容量发电机定子线圈老化鉴定，可以确定线圈是否老化，通过综合老化鉴定的参数，决定是否更换线圈，达到使机组能够安全、稳定运行目的，避免机组乃至电网的重大事故发生。

【关键词】定子线圈老化 试验方法

1 研究内容

1.1 大型发电机的老化鉴定

发电机的老化鉴定工作主要包括三部分内容：一是发电机定子线圈在额定电压下的介损测量；二是发电机在额定电压下的局部放电测量；三是发电机的交流、直流耐压试验。

随着单机容量的增大，发电机的额定电压亦相应提高，更有可能造成绝缘缺陷点的击穿，因此，对发电机进行绝缘测量，评定其好坏的一个标准是局部放电量。

1.2 电气测量试验

老化鉴定中的电气测量试验包括发电机定子绕组的绝缘电阻测量、发电机定子绕组直流泄漏和耐压及交流耐压试验。

在发电机的老化鉴定中，对于大型环氧云母绝缘的机组一般要求吸收比不小于1.5或极化指数不小于1.8。为了正确的对绝缘电阻进行比较，应注意不同温度下绝缘电阻值的换算问题。

发电机定子绕组的直流耐压试验是老化鉴定中一项重要工作，也是预防性试验中重要项目.由于直流耐压试验能使定子绕组端部绝缘受到同样电压的检验，故易于发现端部绝缘的缺陷。而发电机端部绝缘从制造角度来讲，也是一个较为薄弱的部位，运行中发生故障的机率较高。

发电机定子交流耐压试验是最后，也是比较关键的项目。试验中运行厂家较关心的问题是试验电压的选择，选择电压值一方面要求能有效地查出定子绝缘缺陷；另一方面又要减小交流耐压对绝缘材料形成内部劣化积累效应。在发电机老化鉴定中我们掌握的试验电压为发电机额定电压的1.5倍。

1.2.1 300MW发电机老化鉴定电气试验典型数据

如表1所示。

1.2.2 600MW发电机老化鉴定电气试验典型数据

如表1所示。

研究进行了多台不同机组老化鉴定试验测量，通过对定子线圈局放、介损、电气耐压数据的总结形成了一套完整的老化鉴定试验方法。同时在发电机老化鉴定试验中，使用新型数字介损测量设备，介损测量电压达到了大型发电机的额定电压，使介损能准确反映发电机绝缘状态。

根据试验数据，补充编写了发电机额定电压在20kV及以上大型发电机定子绕组环氧粉云母老化鉴定的导则。为开展大型发电机老化鉴定工作提供依据。

为了掌握发电机定子绝缘状态，对于新投入的机组要进行一次绝缘老化的初始测量试验，以确定其初始参数，便于跟踪、对比判断；对于运行时间大于10年的机组，要5-10年进行一次绝缘老化诊断试验。

绝缘良好的定子绕组，其耐压水平在1.5倍发电机额定电压以上；局部放电量在1×10-8（C）以下，整相绕组的介损tgδ在5%以内，电容增加率小于5。对绝缘状态引起注意的的绕组，局部放电量在1×10-8（C）以上，整相绕组的介损tgδ在5%以上或Δtgδ大于3，电容增加率大于5。绝缘不良的绕组，耐压水平在1.5倍发电机额定电压以下；局部放电量在2.5×10-8（C）以上，整相绕组的介损tgδ在7%以上或Δtgδ大于6，电容增加率大于8。

2 研究结论

测量整相绕组绝缘介损是衡量整体绝缘水平的指标之一，介损值与试验电压密切相关。在本课题中，由于对整相绕组介损的测量试验电压提高到了发电机的额定电压，相对应的，介损值比普通意义上的的数值较大一些。

根据局放、介损、电气耐压等试验数据确定发电机定子线圈的健康状况，为保证机组的安全运行及电网的电能质量都有着重要的意义；新型介损测量设备使大型发电机定子绕组老化鉴定数据更为可信、准确；编写的大型发电机定子绕组环氧粉云母老化鉴定的导则为顺利开展大型发电机老化鉴定工作提供了依据。

作者单位

1.河北华电石家庄热电有限公司 河北省石家庄市 050046

2.国网河北省电力公司检修分公司 河北省石家庄市 050070