电站运行大课堂

水轮发电机知识问答（五）

——水轮发电机启动前要进行的试验或操作项目；发电机内部突然短路的现象与原因分析；发电机定子绕组产生电晕的原因、危害与采取的措施

一、水轮发电机启动前和启动过程中，运行人员要进行哪些试验或操作？要进行哪些监视？

启动前，应收回发电及其附属设备的全部工作票并交代有关试验数据；拆除临时安全设施及恢复常设遮拦，并对有关设备和回路进行外观检查；测量发电机定子回路和转子、励磁回路的绝缘电阻。

在启动前应做的试验有：

1.断路器和灭磁开关的分合闸试验。

2.断路器和灭磁开关的联动试验。

3.调速电动机和磁场变阻器的动作试验。

无论是手动还是自动启动，当发电机转速达到约额定转速的1/2时，值班人员应检查下列各点：

1.细听发电机、励磁机（或励磁变压器）、永磁机的内部声响是否正常。

2.轴承油温、振动及其运转部分是否正常。

3.整流装置或滑环上电刷是否因振动而发生接触不良、跳动或卡死现象。

4.发动机各部分温度有无异常升高现象。

5.发电机冷却器水门、风门是否在规定的开、关位置，冷却器上是否凝结水珠。

经以上检查一切正常后，可继续升速。达到额定转速后，如工作正常，即可升压，然后合灭磁开关、发电机断路器母线侧隔离开关和其他有关的隔离开关。再给转子通入励磁电流，缓慢增加励磁电流，直至发电机电压达到电网电压。在升压过程中和升压至额定值后，应检查发电机、励磁机（或励磁变压器）有无异常振动，电刷接触是否良好，出口风温是否正常等。

发电机启动、升压是一项重要的操作。为了防止产生和扩大事故，加强启动、升压过程中的监视是完全必要的。

运行值班员应进行以下监视：

1.当转子电流达到空载励磁电流的1/2时，应用定子电压表转换开关检查三相电压是否平衡。检查的目的是为了防止升压过程中，由于电压测量回路保险熔断或熔管未装而造成误指示，使发电机电压升得过高。

2.注意监视三相定子电流，此时发电机断路器未合，未带负载，电流表应无指示，如发现有电流，说明回路有短路，应降压灭磁，进行检查。

3.当转速达额定值，定子电压应为额定值，并检查转子电流是否与以往数值相同，以判断转子绕组是否匝间短路。

二、发电机内部突然短路有哪些现象？分析其原因何在？

发电机内部突出短路主要现象是：

1.发电机可能有强烈的冲击声及机组发生振动。

2.定子电流表及转子电流指标均异常增大。

3.发电机电压表指示降低。

4.发电机差动（纵差或横差）保护动作，一方面发信号，同时使发电机出口断路器和灭磁器开关自动跳闸，机组自动停机。

主要原因有：发电机定子绕组长期高温运行，使绝缘老化或因机械振动使绝缘损坏，相间击穿；两点接地；制造、安装或检修质量不良，留下隐患而短路；机组过速使转动部分甩出；运行中绝缘受潮引起短路等。

三、发电机定子绕组产生电晕的原因是什么？有什么危害？

产生电晕的主要原因：发电机定子绕组的出槽口、通风道、绝缘空隙、槽内间隙、绕组端部固定处及端部引线等处，由于这些部位电场集中，其附近的空气发生游离，即中性的原子变成带负电的电子和带正电的原子核，从而形成电晕。电晕产生后，形成可见的蓝色光圈并伴随响声放出臭氧。

电晕的危害：

1.由于电晕使定子绕组周围的空气发生游离而产生臭氧，又与空气中氮化合生成氮氧化合物，进而与电机内部的潮气结合而呈酸性物质。这种酸性化合物对电机内部的金属部件及绝缘材料起着腐蚀作用，促使绝缘老化。

2.电晕形成必将增加发电机的损耗，影响其效率。还会导致定子绕组一些部位的电场分布很不均匀，电力线密集。在发电机突然甩负荷或短路故障时，发电机的电压将较正常运行时的电压增高很多，使一些部位易发生绝缘击穿故障。

四、采取什么措施防止水轮发电机定子绕组端部及槽内的电晕现象？

1.对不同额定电压等级的水轮发电机，设计合理的不同的端部绕组结构，可以防止或减轻端部绕组的电晕现象。

2.发电机绕组槽内部分的防晕措施，常用的有：

（1）防止绝缘内部因有气隙而出现电离。在制作绕组绝缘时，采用无溶剂的多胶粉云母带经热压制成，或采用无溶剂少胶粉云母带经真空浸渍制成，用以消除绕组绝缘内部的间隙。

（2）绕组槽部采用低电阻防晕层。防晕带的表面电阻系数ρ=5×103～5×104Ω，由低电阻防晕带绕制。防晕层与绕组绝缘的黏接应良好。

（3）槽内采用半导体漆。其电阻率稳定，涂刷或喷涂半导体漆前，应把漆搅拌均匀。

（4）槽内所用的垫条，应采用半导体玻璃面板制成。

（5）槽内线圈与槽壁铁芯之间的间隙应小于0.5mm。

“电站运行大课堂”下期内容预告：水轮发电机知识问答（六）——检修后的发电机升不起电压的原因及处理方法；发电机停机后应如何对其励磁系统进行维护。