发电机转子绝缘不合格原因分析及处置

运行与维护2019.18 电力系统装备丨101Operation And Maintenance2019年第18期2019 No.18电力系统装备Electric Power System Equipment 1 实际案例1.1 概述某厂两台超临界660 MW 燃煤机组，发电机由东方电机有限公司制造，型号为GFSN-660-2-22B ，额定功率660 MW ，采用水氢氢冷却方式，励磁系统为ABB 公司UNITROL 6800控制系统。

其中#1发电机于2015年投入商业运行，至今已正常运行4年。

在今年机组检修期间，将发电机碳刷拆除后，单独测量发电机转子绕组对地绝缘仅为0.3 M Ω，较上一年测试历史数据比较（18年转子绝缘4500 M Ω）变化较大，且不满足厂家技术要求和电气预防性试验规程要求。

初步判断发电机转子绕组绝缘存在局部受潮的情况。

1.2 处理工艺针对初步检查的结果，将转子绕组绝缘问题作为本次发电机检修的一项重要工作。

查阅厂家相关资料，转子绕组是通过导电螺钉将转子引线、导电杆、集电环三部分进行连接，构成完整的转子绕组回路。

其中导电杆分别由两个半圆构成两极，通过绝缘绑扎后，整体放置于发电机转子大轴中心孔内，而后由本体堵板采用冷套技术将导电杆进行封堵，堵板中心留有堵塞螺钉，也可叫做锥型螺钉，作为中心孔端部密封。

首先把发电机转子两极引线拆除，将发电机转子绕组从励端护环处一分为三，分别测量外集电环、内集电环、转子本体绕组对地绝缘。

各部位试验数据见表1。

表1 转子绕组受潮后各部位绝缘情况转子本体绕组对地绝缘内集电环对地绝缘外集电环对地绝缘内、外集电环之间4800 M Ω50 M Ω0.3 M Ω50 M Ω由表1可以发现发电机转子绝缘缺陷集中在端部，其中包括集电环、导电杆、导电螺钉。

由于转子具体受潮的部位不明确，首先对中心孔开展气密试验，通过试验发现内、外环集电环小螺钉（见图1）多处均有漏气的情况，分别将内、外集电环与导电杆连接的导电螺钉逐一拆除，在拔出的螺钉内侧发现螺钉上附着有小水珠的情况（见图2）。

#3发电机转子绝缘低原因分析及检修方案原因分析：#3发电机自2006年A级检修以来一直长期运行，转子绝缘水平始终在200M 以上，运行情况良好。

2007年7月19日，转子绝缘降至4M，初步怀疑主要原因是机组运行时间较长，电刷磨损积粉较多，积粉部位是刷架绝缘板与固定螺栓绝缘套管缝隙间，由于机组运行无法得到彻底清理。

另外，转子线圈绝缘材料老化，劣化，线圈端部积灰，积油污或碳粉也能造成绝缘性能降低。

于是对刷架主要绝缘部位使用电气绝缘清洗剂处理绝缘，当天处理后绝缘恢复到18M。

7月25日，转子绝缘再次降至3M以下，反复几次彻底清洗后，转子绝缘提高无效果。

7月30日，维护更换6块电刷后，绝缘由1.8M降至1.2M，已接近运行低限。

8月1日，再次清洗后，绝缘恢复至18M。

为了保证#3发电机安全稳定运行，需彻底治理提高发电机转子绝缘水平。

为确保此项工作安全、顺利、圆满地完成，特制定本方案。

1.组织机构总指挥：白德地现场指挥：费伟东安监部：李涛生产部：韩宏基电气工区负责：王龙尹彦禄技术负责：王志本孟广新安全负责：于滢深尹峰班组负责：电机班-尹峰继电班-王英志试验班-冯贵文施工人员：电机班、继电班、试验班2.#3发电机转子绝缘低提高治理工作程序：2.1现场设置围栏，工作区域铺好胶板，明确拆下件位置。

2.2机组停运，氢气置换。

2.3打开发电机底部人孔门，分解发电机定子绕组内冷水出、入口水管法兰，检查内冷水出、入口水管法兰对口是否不正及存在应力，如有应力存在，联系汽机工区改造内冷水管路，消除应力。

2.4用压缩空气吹扫后，从人孔门进入发电机内部，清理内部油污之后，拆开内冷水汇水环下方接管上的疏水管卡箍，拆开疏水管接头，拆下汇水环与引水瓷套管之间的接管。

拆开引水瓷套管螺栓，取下半环和衬垫，清除发电机外壳与引水瓷套管之间的密封填料。

用软绳将引水瓷套管固定。

2.5发电机下方，分解引水瓷套管固定法兰螺栓，取下法兰环和第一道衬垫，解开发电机内部固定软绳，取下引水瓷套管，取下引水瓷套管与发电机壳之间衬垫。

发电技术POWER GENERATION TECHNOLOGY0引言水轮发电机的转子绝缘直接影响到机组的安全运行，而导致转子绝缘降低常见的因素有转子受潮和碳刷、滑环上碳粉清扫不彻底。

当发生转子绝缘降低时，如不及时查找原因进行处理，将引起保护动作，严重时可能导致转子匝间短路，造成设备损坏事故。

1故障概述江西赣能股份有限公司居龙潭水电厂（以下简称“居电”）位于江西省赣州市赣县区大田乡夏湖村，距离县城23km 。

坝址控制流域面积7739km 2，电站总装机容量60MW ，多年平均发电量1.97亿kWh 。

发电机组是由东芝水电设备（杭州）有限公司生产的灯泡贯流式，容量30MW ，冷却形式是强迫风冷，定、转子绝缘等级均为F 级。

发电机技术参数见表1。

表1发电机技术参数2015年10月29日，2号发电机组汛后C 级检修拆除安全措施时，用1000V 兆欧表测得2号发电机转子绝缘电阻仅为0.2M Ω（退出备用时测量值转子绝缘电阻为0.7M Ω），未达到《Q/GJD-JO2－SC.00—2015居龙潭水电厂发电机维护规程》和《DL ／T 596—2005电力设备预防性试验规程》（以下简称《规程》）规定的不低于0.5M Ω要求。

2故障原因分析故障发生后，技术人员根据工作经验对此情况进行了分析，认为导致发电机转子绝缘电阻降低可能的原因主要有以下几个方面。

1）检修期间对机组的碳刷架、滑环中的碳粉清扫不彻底而造成绝缘降低；2）机组检修期间转子受潮而引起的绝缘低（之前曾经发生过类似情况）；3）转子磁极因制造工艺问题而存在绝缘降低。

3故障检查及处理根据上述分析原因，生产人员分步骤对该故障进行了检查处理。

先用无水酒精对碳刷架和滑环清扫，再对碳刷架及滑环内、外检查，未发现异常，最后测得绝缘电阻仍为0.2M Ω，故障未消除。

排除以上原因后，结合曾经发生过汛前检修后转子绝缘电阻降低的情况和本次检修期间环境空气湿度较大的情况，推断转子绝缘降低可能是受潮所导致。

发电机转子及附属设备绝缘偏低原因和处理摘要本文主要针对发电机转子及附属设备绝缘偏低原因和处理方式进行分析，通过分析总结有效的处理方法，从达到处理技术推广的目的。

文章研究分为两部分，第一部分主要探讨发电机转子及附属设备绝缘偏低的主要原因，研究过程中结合文献资料和工作经验，从理论角度总结了转子及附属设备绝缘偏低的主要原因，并且提出了多种处理方法。

第二部分，为了确保研究具有实践性，以某发电机转子绝缘降低故障为例，总结了绝缘降低的现象，分析了偏低以及具体处理方式。

关键词：发电机转子；附属设备；绝缘偏低原因发电机转子及附属设备是发电机运行的关键结构，对于发电机运行有非常重要的影响。

而通过工程实践发现，发电机转子及附属设备在应用过程中最常见的故障为绝缘偏低故障，在该故障的不断影响下，发电机转子及附属设备有可能逐渐失效，也会造成发电机工作异常。

因此，为了确保发电机良好运行，需要对发电机转子及附属设备进行定期检查，确认其绝缘性能，如果确认结构绝缘降低，则需要立刻采取必要的方法解决绝缘偏低问题。

1.总结发电机转子及附属设备绝缘降低的根本原因和处理方法1.1文献分析，总结发电机转子及附属设备绝缘降低原因发电机运行对于发电厂而言至关重要，发电机在整个电力生产中无停止工作，给设备造成严重的损耗，影响到设备运行效果，因此发电机故障问题也比较常见。

尤其是发电机转子及附属设备运行过程中，常见的故障问题便是设备绝缘降低问题。

而本文为了研究该问题，结合文献资料以及实践工作经验，总结发电机转子及附属设备绝缘降低的主要原因包括以下几方面：（1）外部环境原因发电机转子及附属设备运行过程中，势必会受到外部环境的影响，同样外部环境变化也会引起故障问题。

而在本文研究中发现，外部环境因素的变化，会引起发电机转子及附属设备绝缘降低问题。

如，外部湿度过大，将会造成绝缘降低问题，湿度过大、说明空气中的盐分含量较大，而盐中Na离子具有一定的导电性，研发过多，空气的电子搬运能力更强，继而使环境内的转子及附属设备绝缘性能先下降。

水轮发电机定子转子绝缘故障原因及预防汪伟【摘要】电力系统中,发电机扮演着重要角色,地位与作用显著.因此,保证发电机的稳定、可靠运行具有重要价值.就发电机的具体分析来看,其安全性与定子、转子的绝缘性能具有显著关系.因此,实践中必须要分析和评价发电机转子、定子的绝缘性,实现对发电机的安全控制.水轮发电机实际利用中发现,定子和转子会发生绝缘故障.为了有效消除该故障,需具体分析故障产生的原因,并基于故障构建预防措施.基于此,分析了水轮发电机定子、转子产生绝缘故障的原因,提出了预防措施,旨在为实践提供帮助和参考.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2019(036)003【总页数】2页(P210-211)【关键词】水轮发电机;定子;转子;绝缘故障【作者】汪伟【作者单位】湖北省谷城银隆电业有限公司,湖北襄阳 441700【正文语种】中文0 引言目前，水轮发电机广泛应用于电力系统，表现出了较好的应用效果。

分析目前水轮发电机的具体应用，发现其在实践中会出现定子、转子绝缘故障，严重威胁水轮发电机的安全性必须给予解决。

1 水轮发电机定子绝缘故障原因分析第一，水轮发电机存在潜伏性故障。

从目前的实际分析来看，水轮发电机在设计、制造、运输和安装过程中存在较为明显的局部质量问题。

虽然有些问题较小，在出厂验收和交接验收中不会产生异常，但是随着水轮发电机运行时间的增加，这种问题会越来越明显，问题部位也易出现绝缘击穿事故，进而造成定子绝缘故障。

第二，铁芯硅钢片存在局部短路的情况。

就目前分析来看，水轮发电机铁芯硅钢片存在局部问题，如碰伤、电腐蚀、松动和高温等情况的持续作用会对片间的绝缘造成破坏，进而造成局部短路[1]。

依目前的资料来看，铁芯硅钢片发生局部短路时，铁损现象显著，如果不及时处理，铁芯会发生严重烧损，甚至出现定子绝缘击穿事故。

第三，定子主绝缘损坏会引发绝缘故障。

水轮发电机定子绕组在机组检修时，因起吊、搬运等工作的碰撞、刮擦，会引发局部变形或者绝缘面受损。

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。

发电机转子匝间绝缘的缺陷和处理发电机转子匝间绝缘的缺陷和处理（作者：XXXXXX限责任公司检修公司XX ）摘要：在处理一起转子一点接地故障中发现转子冷却水泄漏存在的隐患，介绍了对这一缺陷的处理情况，提出了加强运行监视的建议。

关键词：发电机；转子；线棒绝缘；处理新沪热电有限公司60ＭＷ汽轮机发电机组是一台2007年从南市发电厂拆迁的上海发电机厂生产的汽轮发电机。

2台汽轮机发电机组已于2008年7月投入商业运行。

发电机为60000ＫＶＡ，双水内冷机组。

2号发电机带40ＭＷ负荷正常运行时，经运行人员在现场巡检发现有水从发电极端盖处甩出，确认发电机转子冷却水泄漏。

并立即通知值长下令停机检查，针对转子冷却水泄漏打开端盖检查的结果，就转子转子冷却水泄漏的原因和预防进行了分析和探讨。

1转子绕组端部绝缘损坏的发现及原因分析1.1绝缘隐患的发现抽出发电机转子后打压试验发现转子汽侧大护环出有水泄漏，导致绝缘下降。

在对转子滑环损坏部分进行分离后，测量不带转子滑环的直流电阻为0.2560Ω（34℃），折算到25℃后为0.2474Ω，与投产时直流电阻0.2472Ω（25℃）基本一致，同时对发电机转子的交流阻抗的测试结果均正常。

经过技术分析，引线的烧蚀和发电机转子绝缘下降的原因是，滑环引线与通往绕组的导电棒的连接处折螺丝紧力不够，长期承受大电流运行，逐渐发热而松动。

最后引起滑环引线接头熔化、移位，产生火化，导致正负极间弧光短路和接地。

在处理发电机转子滑环引线大面积烧坏，导致绝缘下降的故障期间，根据上海发电机厂专家对发电机转子端部的绕组线圈进行了检查，发现转子绕组匝间的绝缘介质发生大面积的移位。

1.2绝缘发生移位的原因分析一般情况下转子匝间短路有2方面的原因：（1）制造、运输或保存等原因。

由于制造工艺不良，在绕组下线、整形等工艺过程中损伤了匝间绝缘；或绕组铜导体边角毛刺末打光，导电金属屑等清理不彻底；或选用不当的绝缘胶粘剂，由于运输、保存不当导致转子内部受潮、铁芯生锈，随后铁锈进入绕组，造成匝间短路。

可能引起定、转子绝缘低的原因：定、转子比较脏，滑环上碳粉过多定子、转子受潮严重定子、转子绝缘老化定子、转子本身存在接地短路检查方法转子：断开集电环和碳刷之间的连接，对转子进行绝缘检测（500V 挡）。

定子：断开机坑下的发电机出口电缆及中性点的连接；断开开关柜中发电机出口电缆和其他一次设备的连接，然后对定子出口电缆绝缘进行测量（2500挡）；注意：测量电阻绝缘时应对当时的湿度及温度进行记录。

处理步骤一、清洗电缆接头及集电环步骤：对每个检查时断开电缆接头进行清理，用汽油对集电环进行清理。

如果在清洗后转子绝缘还是很低，建议将集电环和转子线圈的连接断开以确认是转子绝缘低还是集电环绝缘低，因为在清洗时有可能因为某个集电环和转子的夹缝没有清洗干净，使碳粉因汽油而凝集导致绝缘低，但又没有发现。

注意：清洗时，对每个夹缝都要认真清洗。

（危险点：汽油燃烧。

安全措施：在使用汽油时远离火源，禁止在工作地点吸烟）二、干燥法1、外部升温步骤：用电暖器对机坑空气进行烘干，烘干时应将盖板打开使机坑通风，空气湿度到20—30%为宜，时间为24h_48h。

注意：在烘烤时起暖器应以设备保持一定的距离，不得与设备过近，尤其是电缆与互感器（危险点：烧坏设备。

安全措施：在使用起暖器时应和设备保持一定距离，定时调动起暖器的位置，注意监控。

）2、、空转除湿步骤：关闭发电机空气冷却器阀门，将发电机通风口及定子上、下风板全打开，起到更良好的通风效果，然后将机组开起到额定转速，使其空转18—24个小时。

注意：在空转时注意发电机各温度变化。

（危险点：误关冷却水阀门。

安全措施：关闭发电机空气冷却器阀门时防止轴承冷却水被关闭。

）3、以上处理方法后，绝缘如果还是很低时，考虑对发电机定、转子进行清扫。

4、发电机定、转子外电源加热步骤：将定子出口、中性点断开，并短接，转子与集电环连接断开，用直流电焊机对定子、转子绕组进行加热，利用铜损消耗所产生的热量进行加热干燥。