浅谈水淹发电机组定子绝缘处理方法

摘要：吉林两江水轮发电机（SF20-20/4250）装机容量为3×2万kW·h机组，绝缘等级为B级，采用粉云母带环氧热固性绝缘，由湖南零陵水力发电机制造有限公司生产。年设计发电量为1.93亿kW·h。装机水头67m，年利用率达3216h，2013年8月16日电站遇到二百年一遇的洪水，发电机组整体淹没，整个发电机几乎被油、水、泥沙浸泡7天。洪水过后经过排水、抢修、试验等过程，于2014年01月20日发电机重新投产运行。本文对发电机定子修复过程进行总结分析，旨在为相关行业的技术人员提供参考。

关键词：定子线圈  外绝缘层  交、直流耐压试验

1 项目背景

三台发电机组，处理顺序为二号发电机组、一号发电机组、三号发电机组，因为每台机组抢修耗时间较长，一般为30多天，导致三台机出现不同状况，采取了不同的处理方法，并对现场存在的问题进行研讨。现对存在现象进行了分类。二号发电机在经烘干干燥之后，进行直流耐压时，加至2.0Ue电压时，A相击穿，B、C相通过。一号机使用纯干燥方法，后运行一段时间后，发生端部断线，于2014年5月重新更换局部线圈。三号机以干燥处理运行至今比较稳定。在一、二、三号发电机定子绝缘处理过程中，发现存在以下现象：外观绝缘层有起包或层面鼓起，二号发电机组损坏线棒，有明显的起层。在二号发电机击穿线棒解释中发现，击穿端部尤为明显;一号机下端部绝缘端盒里的树脂，出现不同程度的裂缝，端盒蹦裂，存在五十多处不同程度的损坏;在拆二号机定子线棒用碳极加热时，明显能看到有细气流（白色）喷出（随焊锡的烤落，气流方向应向内）;三号发电机绝缘测试：按规程要求利用2500V摇表进行测量时，三相绝缘绝对值相对平衡，使用5000V摇表进行测试时，发生三相不平衡现象。

2 水淹发电机绝缘处理方法

①发电机定子线圈绝缘进行干燥处理。

②拆除定子线圈两端端盒，烤去焊锡，再进行干燥处理。

③局部定子线圈进行更换处理。

④起出定子线圈，烤净焊锡，再进干燥室进行干燥处理。

⑤更换定子线圈及重新下线。

⑥更换定子线圈及定子钱芯。

在各项方法中因为转子电压低、绝缘强度要求不高（高于0.5ΩM），主要考虑发电机定子绝缘处理，转子绝缘经清理、清扫、冲洗（绝缘洗涤济）、干燥一般都能够满足要求。

3 针对处理方法分析

3.1 水淹发电机定子线圈绝缘进行干燥处理

适用于短时间内水浸发电机定子绕组，绝缘受到破坏程度较低，通常会用不断去加温（低于80℃）干燥方法提高绝缘，当绝缘提高到一定的恒定值后，去掉热源，进行绝缘跟踪。

3.2 拆除定子线圈两端端盒，烤去焊锡，再进行干燥处理

水淹发电机定子线圈不拆除的情况下进行，优点：此方法省工省料，绝缘强度有明显的提高，稳定性能好。缺点：端部二道箍部位的油泥物、线棒层间油碳混合物清理不清，存在隐患。

3.3 局部定子线圈进行更换处理

水淹发电机定子经过清洗、清理后，进行简单干燥处理，待绝缘基本稳定以后。忽视泄漏电流（偏高）进行强迫交、直流耐压。直流试验电压采用2Ue电压，交流试验电压采用1.3Ue电压进行耐压，产生击穿，更换击穿的局部线圈，绝缘电阻有大幅提高。例如本电站二号发电机参数见表1。

表1  二号发电机定子线圈测试数据

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两江电站二号发电机，经过一周的清理、清扫工作后，经过一次72小时的干燥。做直流耐压试验，击穿A相线圈，考虑到发电机定子线棒需要更换，直接做B、C项的交流耐压试验，各击穿一点，更换击穿线圈。线圈起出后在干燥室加热干燥，未损坏线圈经2.5Ue交流耐压试验，重新下线。绝缘值达到受灾前期的90%以上。

3.4 起出定子线圈，烤净焊锡，再进干燥室进行干燥处理

此方法，适用于运行十年以上机组，发电机定子线圈绝缘可靠，铁芯的绝缘良好。拆下整体线圈、干燥处理后，进行试验，下线。关健工作为下线前线棒的试验电压采用2.5倍的额定电压（2.5Ue）合格后，重新回装。推荐此方法。

3.5 更换整体定子线圈

适用于运行二十年以上的老机组。发电机定子线圈绝缘有些老化，在水淹之前发电机定子线圈绝缘不到出厂时绝缘的60%，或短时间内绝缘有明显的下降的发电机组。

缺点：定制线圈时间与下线圈时间较长;重新起线棒，下新线等工作量大;投入资金大。优点：提高整体绝缘强度。

3.6 更换定子线圈及定子钱芯

适用于运行二十年以上的老机组。发电机定子线圈绝缘有些老化，在水淹之前发电机定子线圈绝缘不到出厂时绝缘的60%。发电机出力明显下降。外观检查，铁芯有明显锈蚀现象或经铁损试验确定发电机铁芯绝缘下降较严重。

缺点：资金投入大;恢复周期长;工作量大。

优点：完全改善发电机定子绝缘，提高发电机出力。

4 发电机定子绝缘下降原因及现状说明

发电机组定子线圈外部受浸一般都是短时间内水浸渍，长时间水淹的机组，发电机内部绝缘受到水浸渍，导致绝缘等级下降的，一般情况下的干燥方法都不见得见效。能达到受潮前的百分之五十到七十就算不错的要求。其原因：

①内部受潮，经烘干干燥后，渗进去的水，不会轻易经烘干，排挤到绝缘层外，而是经干燥后，变化成水汽，分散在内绝缘层内。

②由于水变成水汽，产生汽压，而使一部分绝缘层受到气压的破坏。

③由于气压，而导致其水汽分子，在内绝缘层内移动，造成新的破坏。

④在干燥及耐压过程中，绝缘层受到了一定程度的损伤。

5 水淹发电机定子线圈绝缘下降处理方案综合比较

推荐方法一：最佳方案起出线圈，经烘干室烘干，经试验合格后，重新下线。线棒内的水汽得到充分的发挥，减少加热时线棒伸缩而带来的机械力损坏，提高整体绝缘。有利于更换绑线、套箍、垫条、端盒等受损部件。使发电机部件得到了改善。

推荐方法二：出于经济考虑，采用拆除定子线圈两端端盒，烤去焊锡，再进行干燥处理。整体绝缘得到大幅度的提高。

6 结束语

在发电机被水淹后，由于水中存在着油污、沙、泥等许多杂质，应及时采取不同方法对发电机本体和定子线圈及铁芯等部位进行彻底清扫和处理，以免油、沙、泥混合污物对线棒的绝缘及铁芯产生浸渍腐蚀。烘干室的温度不易超过80℃。在各种推荐方法使用中，注意清理、清扫发电机定子铁芯锈蚀的处理，认真检查有锈蚀地方，有必要做防锈处理。水淹发电机定子不要简单使用烘干的方法去提高绝缘，最佳方案起出线棒，在烘干室内进行干燥，进行单线棒试验后，重新下线。

参考文献：

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[2]王以军，王小建，刘云鹏.沙河抽水蓄能电站2号机上导摆度超标的分析与处理[J].水力发电，2007（09）.

[3]段德荣，谈永忠，王小建，魏力.沙河抽水蓄能电站机组运行缺陷浅析[J].水力发电，2007（09）.

[4]杨斌文，苏满红.电动机绕组的绝缘干燥处理[J].上海大中型电机，2006（01）.

作者简介：李今哲（1965-），男，吉林安图县人，技术监督专责工程师，吉林两江水力发电股份有限公司生产技术部。