600MW及以上级汽轮发电机定子冷却水回路的快速吹水方法
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600MW及以上级汽轮发电机定子冷却水回路的快速吹水方法
摘 要 本文就西屋、日立技术生产的发电机，如何在最短时间内，吹干定子水回路中的水，提供相应的方法；同时，列出了相关注意问题，以防人为误操作，给发电机带来不应有的故障。
关键词 发电机；定子冷却水回路；吹水方法
中图分类号tm31 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）94-0031-02
0 引言
随着我国国民经济的飞速发展，电力投入也越来越大。特别是在节能、减耗、增效的情况下，火力发电机组的容量越来越大。目前，600mw及以上级火力发电机组已成为我国主力机组。当下，缩短大机组检修工期，提高检修质量已成为各发电企业的头等大事。
然而，在火力发电机的检修过程中，按照《电力设备交接和预防性试验规程》要求，发电机在停机后和检修结束后时，都要进行定子绕组泄漏电流测量和直流耐压试验（其中：还包括发电机定子绕组端部手包绝缘（简称电位外移）测量工作）。据了解，600mw及以上级汽轮发电机定子绕组汽、励两侧的汇水管多为直接接地方式，这样就要求在对发电机进行定子绕组直流耐压和泄漏电流测量试验前，将定子绕组水回路里面的水吹掉后，才能进行相关试验。
如何将发电机定子绕组水回路里面的水吹干净，对检修单位而言，确实是个头疼的大问题（据了解，个别单位吹水工作用时将近一个月）。 笔者经过多年的实践，将我公司的西屋公司和东方电机厂（日立技术）生产的600mw级汽轮发电机定子水回路吹水的方法概括如下，以供同行们在类似机组检修时参考。
1西屋公司生产的600mw级汽轮发电机定子水回路吹水方法
1.1西屋发电机定子绕组水回路示意图
1.2西屋公司提供的吹水方法（压力+真空循环法）
1）压力循环（pressure cycle）
将发电机定子线圈冷却水系统与外部水管隔离。即：
（1）将与发电机定子线圈进、出汇水管相连的法兰进行隔断密封，并将发电机下方的出水连接法兰（法兰5或法兰6）隔离密封；关闭定冷水箱处的452阀门。
（2）关闭485、486、400阀门。
在512阀门处向定子线圈冷却水系统充入n2，当n2压力达100psi（约0.7mpa）时，停止充气，关闭512阀门后，立即打开400阀门排出水系统中的水。如此循环10次以上，直至无水出来。
2）真空循环（vacuum cycle）
（1）把真空泵与486阀门连接好；
（2）将n2源与512阀门连接（注意：512阀门连接前要清洗干净），充入4psi（约为0.028mpa）的n2后关闭512阀门；
（3）开真空泵，打开486阀门，使真空达28inches hg或更高。保持3个小时，以便除去冷却水系统中的残余水分。3小时后关闭486阀门和停真空泵； （4）再打开512阀门，向系统中充入4psi的n2后，关闭512阀门；
（5）打开486阀门，开真空泵，以便带走n2；
（6）重复上述（2）～（5）的操作步骤4至5次，在第5次时保持28incheshg真空压力2至3小时，直至在485阀门处的露点低于450f°；
（7）测量定子线圈的绝缘电阻和吸收比，吸收比应大于2；否则，须继续重复上述操作。
1.3复合吹水法
由于西屋公司提供的吹水方法比较繁锁，吹水过程较长，一般在5-7天，而且对发电机定子绕组内部的水是否彻底吹出，仍不得而知。因此，我们在现场的多次试验中，摸索出1套行之有效的方法（简称复合吹水法）。其主要操作步骤如下：
第一步：将发电机定冷水回路与外部系统隔离。隔离方法与西屋公司方法基本相同（将图中进、出水法兰、485、486、452、400阀门关闭）。从512阀门处接1根仪用气管道（接入前先将管道内吹干净），向定子线圈冷却水回路充入仪用气。
同时，观察与486阀管道相连的压力表，当表压达75psi（约0.5mpa）时，立即打开400阀门排出水系统中的水。如此循环20次以上，直至400阀排出口处无水出来。
第二步：用闷板将法兰1隔死后，再打开法兰4，从512阀门处向定子线圈冷却水回路充入仪用气，并将进气压力控制在75psi（约0.5mpa）以下，直到法兰4出口处无水出来（此步骤可称做“对汽侧水回路吹水法”）。
第三步：用闷板将法兰4隔死后，再打开法兰1处的隔离闷板，并从512阀门处向定子线圈冷却水回路充入仪用气[注意：进气压力须控制在75psi（约0.5mpa）以下]，直到法兰1出口处无水出来（此步骤可称做“对励侧水回路吹水法”）。
第四步：用闷板将法兰4隔死后，打开400排水阀、打开法兰1，另接1根仪用气橡皮管，将橡皮管头伸入法兰1处的管道内，向发电机主引线、中性点处的引水管冲气（注意：进气压力控制在0.4mpa以下）；同时，从512阀门处向定子线圈冷却水回路充入仪用气，并将进气压力控制在75psi（约0.5mpa）以下，直到法兰1出口处无水出来（此步骤我们称做“双路吹水法”）。用时15分钟后，测量发现发电机定子绕组的绝缘电阻将会有显著提高。
1.4以我公司近期对西屋制造的#2发电机吹水方法为例，在各吹水阶段所测绝缘电阻数值
完成第一步吹水工作后，发电机定子绕组绝缘电阻为：
a/bc地：80mω；b/ca地：90mω；c/ab地：90mω。
完成第二步吹水工作后，发电机定子绕组绝缘电阻为：
a/bc地：300mω/500mω；b/ca地：3000mω/8000mω；c/ab地：3000mω/9000mω。
完成第三步吹水工作后，发电机定子绕组绝缘电阻为：
a/bc地：40mω/90mω；b/ca地：400mω/1400mω；c/ab地：4500mω/11000mω。
完成第四步吹水工作后，发电机定子绕组绝缘电阻为：
4a/bc地：500mω/11000mω；b/ca地：4000mω/10000mω；c/ab地：4000mω/10600mω。
从上述反映的数据可见，在天气条件不变的情况下，发电机定子绕组绝缘电阻的数值与定子水回路内部有无积水有关。
由于西屋公司制造的（或采西屋公司技术制造的）发电机定子绕组引出线和中性点处的瓷套管是用水冷却的，而瓷套管又处在发电机的最低部位。因此，只有将瓷套管内的水彻底吹出，才能算对发电机内部定冷水系统吹水工作结束；也只有将瓷套管内的水吹出后，对发电机定子绕组进行直流耐压及泄漏电流测量、发电机端部绕组电位外移测量的数据才具有真实性。
在本次吹水工作结束后，发电机定子绕组直流耐压及泄漏电流测量数据如下：
a/bc地：utest=40kv，1min，8?a；
b/ca地：utest=40kv，1min，10?a；
c/ab地：utest=40kv，1min，9?a。
通过本次检修还发现，定子水回路内的水是否被吹干净，对发电机定子绕组端部电位外移的测量数据亦有很大的影响。
如在本次吹水工作结束后（吹气工作未停），进行了发电机汽、励两侧定子绕组端部电位外移数据的测量，现场测得的数据在10～130v，而该机组在2008年度大修期间，测得的数据最大值有2500v。 2 东方电机厂（日立技术）生产的汽轮发电机定子水回路吹水方法
2.1 东方电机厂发电机定子绕组水回路示意图
2.2 东方电机厂发电机定子绕组水回路吹水方法——直吹法
由于，东方电机厂（或日立技术制造）的发电机端部引线（含引出线和中性点）的冷却介质为氢气冷却，所以，该型机组定子冷却水系统吹水工作比较简单。其吹水步骤如下：
第一步：将发电机定子冷却水系统隔离，即将cu-374线棒进水门、cu-343线棒出水门、cu-363门、cu-340励侧汇水管排门关闭。
第二步：打开cu-339汽侧汇水管排水门，从cu-338门处接入1个3通阀，3通阀上装有1只压力表（量程为0～1.5mpa），另一端接入干净的仪用气管道后，打开cu-338阀门，向发电机内定子冷却水回路进气（进气压力控制在0.4mpa以下），直到cu-339汽侧汇水管排水门处无水为止。
第三步：并闭cu-339汽侧汇水管排水门，打开cu-340励侧汇水管排水门后，再打开cu-338阀门，向发电机内定子冷却水回路进仪用气（进气压力控制在0.4mpa以下），直到cu-339汽侧汇水管排水门处无水为止。
第四步：在完成上述工作后，测量发电机定子绕组绝缘电阻。如果发电机定子绕组绝缘电阻低于5000mω、吸收比低于1.5时，须重复上述第二、第三步骤，直到绝缘电阻数值符合要求为止。
2.3 我公司由东方电机厂制造的#3、#4发电机在大修中按此吹水法吹水后进行直流耐压及泄漏电流测量和电位外移测量数据情况
2.3.1 #3发电机在大修中吹水后进行直流耐压及泄漏电流测量数据情况
（1）试验前绝缘电阻测量情况： （试验日期：2009年3月15日，环境温度：13℃）
a/bc地：r15″/r60″--3400mω/11200mω；
b/ca地：r15″/r60″--4100mω/12000mω；
c/ab地：r15″/r60″--2950mω/10300mω。
（2）直流耐压及泄漏电流测量数据情况：（试验日期：2009年3月15日，环境温度：13℃）：
a/bc地：utest=55kv，1min，26?a；
b/ca地：utest=55kv，1min，24?a；
c/ab地：utest=55kv，1min，34?a。
（3）发电机定子绕组端部手包绝缘电位外移测量情况：数据在10～50v之间。
2.3.2 #4发电机在大修中吹水后进行直流耐压及泄漏电流测量数据情况
（1）试验前绝缘电阻测量情况： （试验日期：2011年1月2日，环境温度：6℃）
a/bc地：r15″/r60″--3000mω/20000mω；
b/ca地：r15″/r60″--3500mω/20000mω；
c/ab地：r15″/r60″--4000mω/25000mω。 （2）直流耐压及泄漏电流测量数据情况：（试验日期：2011年1月2日，环境温度：13℃）
a/bc地：utest=55kv，1min，29?a；
b/ca地：utest=55kv，1min，22?a；
c/ab地：utest=55kv，1min，29?a。
（3）发电机定子绕组端部手包绝缘电位外移测量情况：数据在100～300v之间。
2.3.3两台机组试验数据的差异原因
（1）主要是受试验季节、天气、设备表面脏污的程度等方面的影响；
（2）特别是定子水回路内部水分的多少，对定子绕组端部手包绝缘电位外移测量结果影响较大。
（3）从试验所得数据来看，都符合电力设备交接和预防性试验规程要求。
3 对发电机定子水回路吹水时，必须注意的几个问题：
注意问题1：吹水气压问题
建议以不大于被吹发电机运行中的额定氢气压力为标准。因为，进气压力一但失控制，有可能引起发电机定子线棒在运行中发生渗水、漏水问题，给设备带来不应有的损坏。
注意问题2：杂物问题
接气前，应先用仪用气对外接管道进行吹扫、对接口进行检查清理，以防杂物进入发电机定子水回路，引起水回路堵塞。
