亭子口电站定子绕组直流电阻不平衡故障分析和处理

侯俊宏

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司,四川 苍溪，628400)



亭子口电站定子绕组直流电阻不平衡故障分析和处理

侯俊宏

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司,四川 苍溪，628400)

主要对亭子口水电站3号发电机定子绕组直流电阻不平衡进行分析，采用直流电桥监测法，查找出汇流母排螺栓连接处故障，解决了发电机设备的重大安全隐患。

亭子口电站 定子绕组 直流电阻不平衡故障 原因分析 处理方法

亭子口水电站3号发电机组2014年3月投产，由东芝水电设备(杭州)有限公司生产制造，为立轴、三相、有阻尼绕组的同步水轮发电机。结构型式为半伞式，即上导轴承布置在转子上方，推力轴承和下导轴承布置在转子下方。采用密闭径向自循环的空气冷却通风系统，发电机采用自并激可控硅静止励磁。本文主要分析发电机定子绕组直流电阻不平衡故障及其处理方法。

1 定子绕组直流电阻不平衡的原因

亭子口水电站3号发电机组在C级检修中，测量定子各分支绕组的直流电阻时，发现C相下分支相互差达到50%。根据规程要求，各相或各分支绕组的直流电阻在校正了由于引线长度不同而引起的误差后，相互间差别与初次(出厂或交接时)测量值比较，相差不大于最小值的1.5%(水轮发电机为1%)。通过测量定子绕组的直流电阻，可有效地分析和判断接头焊接质量，判断接头因松散振动而断股以及汇流母排压紧螺栓松动等缺陷。由于发电机定子接头在运行中长期通过工作电流，还可能发生短时承受短路电流及冲击电流。因此，在发电机定子线棒接头及汇流母排压紧螺栓存在问题时，在运行过程中会逐步暴露出直流电阻不平衡的现象。根据3号发电机测量的数据说明，C相下分支存在着严重的缺陷问题。

2 定子绕组直流电阻不平衡处理的常用方法

2.1 外观检查法

仔细检查定子上下端部的并联引线、汇流母排接头附近有无过热、变色、松动、磨损、流胶等现象，对有疑点的接头，要剖开绝缘，检查整个接头处的表面情况，并利用工具检查判断接头的缺陷位置。

2.2 直流电桥检查法

首先查阅发电机定子绕组展开图及定子端部接线图，确定直流电阻大的故障相在定子槽内的分布情况，及各焊接头和汇流母排连接处的实际位置，然后将被试绕组按要求接入灵敏度及精确度高的直流双臂电桥，并打至测量位置，用木榔头或胶皮锤轻轻敲击有疑点绕组端部接头和汇流母排连接处，观察检流计有无反应，可准确判断虚焊或脱焊、松动的位置。该方法简单、实用、快速、准确。

2.3 直流压降法

试验电源采用放电容量最大的蓄电池组、直流电焊机或硅整流器，测量时电压、电流同时读数，测量电流应不超过绕组额定电流20%，通电时间应尽量缩短，以免由于绕组发热而影响测量的准确度。为减少测量误差需用专用测量线，若焊接头已包绝缘，则用钻孔刺针方法测量(测量完成后将绝缘修补好)。如接头尚未包绝缘或接头绝缘已剥开，则可在等长度的地方多测几点，对重点怀疑的接头可对线圈导线逐股进行测量，取其平均值。

2.4 热红外监测法

一般电站使用大电流设备对定子绕组缺陷相进行电流加热，用热红外成像仪对比测量线棒接头温度，求取平均温升，超出平均温升较高的接头，应结合其他方法进一步测试、诊断。该方法不用剥开接头绝缘，但应考虑接头处的绝缘温降，若测得端部温度较高，还应考虑接头处传导热量因素，不能盲目剥开接头绝缘。现场监测时，除控制通电时间和电流值外，还应注意观测定子绕组所埋测温元件的温度和红外仪温度的一致性，任何情况下均不允许超过该绝缘等级所允许的温升。

3 3号发电机定子绕组直阻不平衡故障的简要处理

亭子口电站3号发电机在C级检修中，根据大唐预防性试验规程，对定子绕组进行定子绕组直流电阻的测量。通过测量，发现定子绕组下分支C相直阻过大，不平衡率达到50.4%，超过规程标准，C相下分支定子绕组存在故障。测量数据见表1。

表1 3号发电机定子绕组不平衡数据

针对C相下分支定子绕组直阻偏大，采用了直流电桥检查法进行检查。首先根据图纸确定了检查的接头和汇流母排连接处的数量，在检查到C相下分支1/2分支靠出口处的汇流母排时，发现双臂电桥的数据变化。为了确定该故障点，又使用了直流电阻测试仪进行复核测量。测量数据见表2。

表2 3号发电机定子绕组不平衡诊断时数据

通过对故障点汇流母排的剥开检查，发现其连接板的压紧螺栓松动，造成了直阻过大。对其汇流母排重新压紧以及绝缘包扎后，测量数据符合规程规定。测量数据见表3。

表3 3号发电机定子绕组不平衡处理后数据

4 结论

通过采用直流双臂电桥测量外加敲击焊接头和汇流母排连接处的检查法，对发电机定子绕组端部接头虚焊或脱焊、汇流母排连接处松动位置引起的直流电阻不平衡的故障，可以非常灵敏、快速、准确、有效地找到故障点，为设备的稳定运行提供安全保证。

〔1〕李伟清，王绍禹.发电机故障检查分析与预防[M].北京：中国电力出版社，1996.

〔2〕单文培，王 兵，齐 玲.电气设备试验及故障处理实例第二版[J].北京：中国水利水电出版社，2012.

■

TK730.8

B

2095-1809(2015)06-0020-02

侯俊宏(1985-)，男，四川南充人，本科，电气工程师、二级机电建造师，从事水电厂一次设备维护管理。