一种发电机定子绕组通流试验的新方法

王新红，王彦辉，司昌健，宋 涛，任志群，王成申

（1.国电吉林龙华长春热电一厂，长春 130114；2.国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春 130021）

以往查找发电机定子绕组接头接触不良和过热都是采用直流电焊机对定子绕组通入直流电流，用红外热像仪查找。由于目前运行的机组容量较大，通流试验所需直流电流若是由直流电焊机提供，需要的直流电焊机数量较多，试验接线复杂，调整及控制电焊机的输出电流都不方便。2013年国电吉林龙华长春热电一厂2号发电机在机组A 级检修期间进行定子绕组直流电阻试验时，相差最小值为1.16%（75℃），与发电机出厂试验报告中三相直流电阻相差最小值0.52%相比增加较大。为了进一步查找发电机定子绕组所有接头是否存在焊接质量和接触不良及过热等现象，采用本机励磁调节器的输出电流对发电机定子绕组通入2 600 A 直流电流，使定子绕组的最高温度达到45℃左右，再利用红外线热成像仪检查发电机定子绕组所有接头，确定是否存在接触不良及过热现象，并用红外线热成像仪分析软件进行图谱分析，发现定子绕组A、C 相弓形引线和B 相中性点引出线接头均存在不同程度接触不良现象。

1 试验准备

2号发电机型号QFSN－350－2，额定容量350 MW，额定电压20kV，额定电流11 887A。励磁变压器（以下简称励磁变）型号ZLSCB－3500／20，容量3 500kVA，一次电压20kV，二次电压760V，一次电流101A，二次电流2 659A，该机组于2012年1月投产。

当励磁变输入6kV 电压时，其二次电压应为228V，计算出励磁调节器的输出电流为2 600A，满足励磁调节器额定电压工作要求。

拆开2号机励磁变高压侧引线软连接，用绝缘板做好隔离措施，拆开发电机出口和中性点的引出线（软连接）及励磁调节器至发电机转子集电环下方的直流母线，将励磁调节器输出电源从发电机集电环罩下方励磁引出，用8根120mm2电缆与发电机三相定子绕组首、尾串联接到发电机定子绕组A 相头和C 相尾上。用YJV－10－3×120mm2电缆将励磁变高压侧与2号机6kV 母线室内备用开关下端口连接，作为励磁变试验用6kV 电源，并投入备用开关保护（采用临时定值）。将2 号发－变组保护内励磁变保护及对应的跳闸压板投入，作为试验期间励磁变的保护，测量电缆、励磁变一次回路绝缘良好，检查励磁变电流互感器二次回路无开路。

2 定子绕组通流试验步骤

a.测量临时电源电缆和开关绝缘电阻合格，检查灭磁开关在分闸位置、整流柜交直流刀闸在分闸位置、整流柜脉冲把手在切除位置。

b.在励磁变受电前，合上调节器柜内正上方的供电交流电源开关和供电直流电源开关，合装置的脉冲电源插件、装置电源插件面板上的电源开关，检查励磁调节装置处于等待状态，此时装置面板上“运行”指示灯闪烁，闭锁触发脉冲输出，持续检测输入控制命令是否满足投励条件。装置面板上指示灯在各通道中至少有一个主从灯亮，其余主从灯灭；CAN1灯亮；CAN2灯亮；告警灯熄灭；故障灯熄灭；限制灯熄灭；在主画面，没有故障动作报文。

c.将6kV 母线室内通流试验开关合闸，励磁变受电后，检查励磁调节装置，模拟量测量里可控硅电源值是否与6kV 电压经过励磁变降压后的低压侧理论值相符，再检查频率测量里的同步电压三相相差是否均为120°，频率是否为50 Hz，相序是否为869，同步电压幅值、相序、频率确认无误后，就地合上灭磁开关、整流柜交直流刀闸，整流柜脉冲把手打到投入位，检查各部位有无异常现象。

d.将励磁调节器控制方式选为“就地”，操作方式选为“励磁电流闭环调节”。励磁电流闭环调节方式以发电机励磁电流作为调节变量。投入励磁升压方式为手动零起升压，控制速度为3.3ms。励磁调节装置增磁及减磁操作采用脉宽式操作方式。增磁及减磁速度与操作脉冲的宽度和整定速度定值相关，在同一个增减速整定值下，在有效脉宽范围内（小于10s，大于40 ms），脉宽越长，增磁及减磁的幅度越大。

e.在调节器屏缓慢提升发电机定子电流（即励磁调节器输出电流），注意观察励磁电流、励磁电压等参数有无明显变化。当励磁电流提升至200 A时，检查励磁调节器、发电机及励磁变本体等部位有无异常现象，确认所有设备无异常后，将励磁电流提升至2 600A，稳定2h后用红外线热成像仪对定子绕组所有接头进行温度检查，在温度较高的部位进行图片拍摄。

f.发电机定子绕组通流试验结束后，操作调节器柜上的“就地逆变”把手，调节器发出逆变脉冲，将发电机电压降至零，励磁调节装置回到初始设置状态，装置面板上“运行”指示灯闪烁，恢复到励磁变受电前。

3 试验结果判断

励磁调节器输出电流对2号发电机定子绕组通入电流为2 600A，占定子额定电流的21.9%，通流时间2h稳定后，利用红外线热成像仪检查定子绕组各接头温度时发现，定子绕组温度由28℃升到最高温度44.8℃，温升为16.8K。其中上、下层定子绕组各接头温度一般30℃，温升为2K，说明上、下层定子绕组各接头焊接质量较好，不存在接触不良现象。利用红外线分析软件进行图谱分析所获取各部位的最大值、最小值、平均值温度，结合A、B、C三相定子绕组各引线的位置，采用最高（最大值）温度进行横向比较，用红外线热成像仪测得的三相定子绕组及其各相中性点的弓形引线、引出线最高温度值见表1。

表1 三相定子绕组弓形引线和中性点弓形引线、引出线和中性点引出线最高温度值 ℃

通过分析判断：A 相中性点弓形引线最高温度与B相中性点弓形引线最高温度差为2.1℃，说明三相定子绕组中性点弓形引线接头部位接触良好；A、C相弓形引线最高温度与B 相弓形引出线最高温度差分别为5.5℃和7.1℃，说明A、C相弓形引线接头部位接触不良；B 相中性点引出线与A 相中性点引出线最高温度差为3.3℃，说明B 相中性点引出线接头部位也存在接触不良；A 相与B 相引出线中性点最高温度差为0.7℃，说明三相定子绕组引出线接头部位接触良好。

4 结束语

通过本次利用2 号发电机励磁调节器输出电流，对发电机定子绕组通入直流电流查找定子绕组接头接触不良和过热的试验方法，是一种新的发电机定子绕组通流方法。该方法不但能保证通入定子绕组的直流电流平稳及便于调节控制，而且试验接线简单、操作方便及节省试验费用。此外，应注意定子绕组通入电流的大小与励磁变的容量有关；如果对水内冷发电机，再配合定子绕组内冷水加温的方法，即可实现对发电机定子绕组端部受潮缺陷的加温和干燥的处理。