水轮发电机定子线圈绝缘监测

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。

水轮发电机定子线圈介质损耗试验方法
1.试验目的
本试验旨在检测水轮发电机定子线圈的电介质损耗情况，以判断其绝缘状态。

2.试验工具
试验工具包括：极板、电容器、高压电源、电阻器、电流表、电压表、数字万用表等设备和工具。

3.试验方法
（1）将水轮发电机停机，并将定子线圈浸泡在变压器油中，使其浸泡良好；
（2）将电容器接在极板上，将高压电源接通；
（3）调节高压电源输出电压，使电容器两极板之间的电场强度达到试验要求；
（4）用电流表和电压表分别测量定子线圈的电流和电压，并用数字万用表测量绝缘电阻值；
（5）根据试验数据计算定子线圈的介质损耗值，判断其绝缘状态。

4.试验注意事项
（1）试验前需做好安全措施，避免触电事故；
（2）试验时需按照试验要求调节电场强度，以避免过高或过低电场强度影响试验结果；
（3）试验过程中应注意及时记录试验数据，并作好数据处理和分析工作；
（4）定子线圈介质损耗试验后，应及时清洗和干燥处理。

水轮发电机电气试验方法及标准一．高压发电机第一部分：定子部件1．直流电阻2．目的：检查绕组的焊头是否出问题等原因测试环境：冷状态下进行测试工具：直流电阻电桥数据处理：各项的测试应做以下处理数据处理(I max-I min)/I平均≤2%结果判定：测试值必须满足以上的关系，不满足就应检查定子线圈。

3．绝缘电阻目的：检测线圈的绝缘电阻的大小，为以后的试验确定安全保证。

测试环境：常温下测试，记录数据要记录当前的温度。

测试工具：兆欧表注意事项：在绝缘电阻测试的过程中，在每项测试完之后应该对绕组充分放电，不然会造成严重的后果测试方法：在测量前应充分对地放点，注意机械调零，在测试的时候除开被测项，其他的各项都应该接地，测试的时候记录测试时间为15s和60s时的电阻值，在测试后计算吸收比，吸收比=R60/R15吸收比应满足大于2，而且各个项的绝缘电阻不平衡系数不应大于2（不平衡系数指最大一项的R60与最小一项R60之比）4．直流耐电压.目的：在较高的电压下发现绕组绝缘的缺陷测试环境：常温下进行试验测试工具：直流耐压设备一套测试方法：利用调压器调节电压使高压侧直流电压为0.5U N、1.0 U N、1.5 U N、2.0 U N、2.5 U N、3.0U N每阶段要停留一分钟的耐压试验时间,并在试验的时候记录各个电压时候的电流值。

每项在测试的时候其他项都必须接地。

而且在电压相同的时候各个项的电流值应该比较相近。

在规定的试验电压下,各相泄漏电流的差别不应大于最小值的50%。

注意事项：在测试的时候由于是高压，因此在测试的时候要注意安全，小心周围环境。

在每项测试完之后必须充分放电，否则容易造成事故。

必须注意的就是，测温线圈的接线头必须接地。

5．交流耐电压目的：检查线圈之间的绝缘性能测试环境：常温下进行试验测试工具：耐电压试验设备一套测试方法：发电机定子的交流耐压试验在制作的过程中一共有三个阶段要测试，下面就分别介绍试验的方法：（1）、单个线圈的交流耐电压试验，每次基本上做10个线圈的耐电压试验，试验方法是：在工作台上面放木方，木方里面用海绵等软性有弹性的材料包扎一圈，必须要厚点的，外面包0.1mm左右的铝铂，并且用铜丝将其绑好，在整个线圈的低阻部分必选全放在木方上方。

水轮发电机定子交流耐压试验浅析摘要：随着中国西部高原水电的发展,大型水电站的设计和生产不断向高压方向发展。

用于安装定子线圈交流电测试也越来越受到水电工程的青睐。

在选择测试标准时也有不同的见解和看法。

在定子线圈安装过程的各个阶段成功测试电压变化,对影响安装质量和进度具有重要的实际意义。

关键词：定子试验；水轮发电机；交流耐压；标准用于发电机的定子耐压试验的主要目的是评估定子线圈主要绝缘层在工作频率下承受不同传输电压的能力。

此外,可以检查安装过程是否有错误,所使用的绝缘材料是否有质量缺陷,这严格控制了每个线圈在安装过程中连接的安装质量,一旦发现绝缘缺陷,就可以进行修复,避免操作事故和不必要的损失。

一、交流耐压试验的可行性发电机的交流电压测试是指对发电机施加交流电压,使其超过运行过程中可能出现的过电压值。

一个特定时间段检查发动机绝缘线圈级别。

测试电压和操作电压在测试阶段,波形和频率,绝缘中的电压分布和击穿特性也与发电机的运行兼容。

因此,交流电压测试是发电机实际运行中的绝缘测试。

可以更好地模拟发电机在实际运行中的过载情况。

此外,测试电压明显高于工作电压。

最好对局部缺陷进行绝缘检查,这对于确定发电机是否可以调试非常重要。

因此,有必要对小型水电站进行测试。

对于发电机,其结构非常简单。

该领域的标准,设备和环境条件不像大型发动机那样严格和复杂。

这符合《规程》的基本要求，通过科学合理地简化检测,电厂可以用对现有常规仪器的最小投资购买一些检测设备;其他与经济、技术等相关的实际问题。

二、试验接线方法将交流耐压连接到测试，基于发电机的功率和电压,结合现场设备的测试条件。

1.选择变压器。

高压试验变压器侧额定电压不应小于最大试验电压。

高压侧的额定电流不应低于电机的最大功率电流，使用变压器作为测试，它可以在3到5倍的3分钟内过负荷。

2.选择压力调节器。

由于试验期间交流电流较低,压力调节器必须选择与其额定负载相匹配的压力变压器,并检查额定电流的变化。

水内冷汽轮发电机定子端部绕组绝缘故障检测手段探讨近年来，大型汽轮发电机常在无任何先兆的情况下发生事故，反映出目前的常规试验项目和试验周期存在一定的局限性，一些事故先兆信息不能及时捕捉到。

因此，研究对发电机组有效、及时的测试手段是十分必要的。

1事故实例某电厂1台100MW汽轮发电机大修并网运行仅4个月就突发了一起定子绕组短路事故。

事故发生前该机带额定有功负荷正常运行，无功功率40MV·A、定子电流6．1kA、定子电压10．1kV、转子电压220V、转子电流1230A。

事故发生时“发电机纵差”、“发电机定子接地”、＃4发电机“负序过流”等保护动作，发电机与系统解列。

发电机励侧端盖崩开，绕组绝缘着火冒烟，内冷水不断往外喷射，励侧定子端部绕组渐开线端头距绑环15mm处A相和C相出口引线间对地弧光短路，造成2根线棒烧断，相邻槽线棒手包绝缘被电弧灼伤，线棒对端盖有闪络痕迹，线棒水电接头处绝缘烧毁。

对被烧断的引线进行解剖检查发现该线棒绝缘严重分层，其所采用的绝缘材料已脆化，铜棒表面铜锈较多。

分析认为：该汽轮发电机是早期产品，由于制造工艺、质量、所用绝缘材料、运行条件等因素影响，存在定子端部绕组接头手包绝缘、引线接头等绝缘薄弱环节。

另外，该发电机设计带基本负荷，由于近几年来频繁地参与调峰，致使定子铁芯和绕组的膨胀差在定子端部支撑系统中引起交变应力，从而导致定子绕组端部结构振动，定子绝缘磨损、腐蚀，定子绕组端部支撑结构、定子槽部磨损及定子端部部件有害变形，加上焊接头焊接质量不好（焊接处的疲劳强度低于铜线的疲劳强度），于是在焊接处产生微小裂纹，出现较小的漏水点，包上绝缘后很难发现；随着漏水点周围浸湿绝缘部位的增大，因潮湿引起定子绕组局部放电，局部放电很快导致绝缘老化和破坏，从而引起与其上下相邻的线棒发生相间短路，在水流、水汽及金属离子的作用下，致使槽端部水电接头处对地（端盖）放电。

2定子端部绕组绝缘的检测1983年以来，针对国产200MW和300MW氢冷汽轮发电机发生的定子端部相间短路事故，华北电力科学研究院与哈尔滨大电机研究所制定了发电机定子绕组端部手包绝缘状态测量方法及相应标准，其测量方法主要是“端部绕组表面电位测量法”和“端部绝缘泄漏电流法”。

发电机定子绕组绝缘监督1 外观检查发电机定子绕组十分娇贵，工艺要求十分严格，在运输保管过程中易发生各种损坏现象。

因此，很有必要进行开箱检查，及早发现线棒是否有变形、绝缘破损、受潮等缺陷。

如有上述现象，应及时向监理工程师反映，由安装单位提出处理措施进行处理后方可进行验收。

2 发电机定子线棒试验2.1 定子线棒下线前试验定子线棒下线前试验包括绝缘电阻测试、交流耐压试验、起晕试验、介损测量等项目。

2.1.1 线棒绝缘电阻测试2.1.1.1 试验目的绝缘电阻测试主要是检查线棒的绝缘状况,如受潮、绝缘损坏、裂纹等贯穿性缺陷，是判断线棒是否合格的重要指标之一。

2.1.1.2 试验标准应使用2500V兆欧表进行测量,要求冷态下每根线棒的绝缘电阻不得小于4MΩ。

绝缘测试结果见表1。

2.1.2 线棒交流耐压试验2.1.2.1 试验目的交流耐压试验是检测线棒质量一道严格的工序。

主要考验线棒的抗电强度,保证运行电压下的绝缘水平,发现集中性的局部缺陷,如局部损伤、受潮、气泡等。

交流耐压试验是一种破坏性试验，对线棒的损坏具有累积效应。

因此应严格控制耐压次数，延长线棒使用寿命。

2.1.2.2 试验标准试验电压为2.75倍额定电压加2.5kV。

即Us=2.75×15.75+2.5=45.8 (kV)耐压时间为1分钟，耐压过程中不应出现闪洛放电及绝缘击穿（破压）现象。

2.1.3 线棒起晕试验2.1.3.1 试验目的定子绕组的绝缘，在运行电压下常在绝缘内部的空隙中、处槽口、通风道附近和端部的绝缘表面产生电晕放电现象。

电晕放电产生腐蚀和化学降解，导致绝缘性能裂化直至损坏，是促使发电机绝缘迅速老化的重要原因之一。

绝缘的耐电晕性能对定子绕组的长期安全运行有重要影响，是发电机绝缘的重要性能指标。

测量单根线棒的起晕电压，检查线棒防晕层（半导体层）有无破损。

如起晕电压低于标准要求，将会在运行电压或过电压的作用下产生电晕放电，引起严重的电晕损耗，对线棒绝缘产生电腐蚀，损坏线棒绝缘。