定子回路绝缘电阻偏低原因分析与处理

卜繁薇，杜俊生

（华电国际邹县发电厂，山东 邹城 273522）

定子回路绝缘电阻偏低原因分析与处理

卜繁薇，杜俊生

（华电国际邹县发电厂，山东 邹城 273522）

对335 MW发电机开机前定子绝缘电阻偏低的原因进行分析，确定主变压器低压侧、高厂变压器高压侧套管升高座内绝缘电阻降低是导致发电机绝缘偏低的原因。提出在主变压器低压侧、高厂变压器高压侧升高座套管、封闭母线盆式绝缘子表面、扣瓦和密封橡胶盘套内表面喷涂室温硫化硅橡胶（RTV），在升高座的密闭空间加装呼吸器等解决方案，实际运行表明解决方案具有良好防潮防污效果。

发电机；绝缘；原因；方案；RTV；呼吸器

0 引言

某电厂335 MW发电机组采用单元式接线方式。发电机为双水内冷发电机，型号为QFS-335-18-2，额定电压18 kV，额定功率335 MW；主变压器型号为SFP-360000／220，额定容量360 MW，变比220 kV／18 kV；高厂变压器为分裂绕组变压器，型号SFF-50000／18，额定容量50 MW，变比18 kV／6.3 kV；发电机出口经过QFM-18／13000-Z型封闭母线与高厂变压器及主变压器连接，封闭母线安装有WZK-I型微正压控制装置。

1 问题的提出

DL／T 1164—2012《汽轮发电机运行导则》5.1.3规定发电机启动前定子及励磁回路绝缘电阻应符合下列要求：测量发电机定子回路绝缘电阻，可以包括连接在该发电机定子回路上不能用隔离开关断开的各种电气设备，并采用2 500～5 000 V兆欧表测量，其绝缘电阻值不作规定。若测量结果较前次有显著降低时（考虑温度和气体湿度的变化，如降低到历年正常值的1／3以下），应查明原因并设法消除［1］。

335MW机组自投产以来，在测量发电机定子回路绝缘电阻时，经常出现绝缘电阻低的问题。在春、秋、冬季，天气比较干燥的时候，整体绝缘仅为2～10 MΩ；在夏季或阴雨天等空气湿度大的情况下，发电机整体绝缘有时会直接降为0 MΩ。由于不符合机组投运要求，开机前需要对设备进行干燥处理，这不仅造成了开机并网的延迟，还造成了很大的经济损失。

2 原因分析

发电机绝缘测量值是由发电机定子线圈及出线、封闭母线、主变低压侧套管及绕组、高厂变高压侧套管及绕组、机组的电压互感器、避雷器和中性点设备（消弧线圈）共同决定的。应对各部分的绝缘降低可能性进行分析。

机组电压互感器、避雷器、消弧线圈。由于在发电机启动前绝缘测试时，机组的电压互感器、避雷器、消弧线圈均在断开位置，排除了其对发电机绝缘的影响。

发电机本体及出线。检查发电机的出线室，空气干燥，无漏水迹象，相关因素得到排除。发电机停运后，冷却水维持运行，温度在40℃左右，冷风温度不高于30℃，不存在发电机结露的条件。虽然曾出现发电机汇水管排气管脏污导致的发电机绝缘偏低问题，但是清洁排气管后，发电机绝缘能够立即恢复。因此排除发电机本体及出线在外界空气湿度偏高的情况下导致绝缘降低的可能性。

封闭母线。封闭母线微正压装置一直在投入运行，且密封性良好。装置本身具有滤除进入封闭母线压缩空气内潮气的功能，且封闭母线内部空气压力略大于外部大气压力，外部潮气不能进入封闭母线内部，排除了封闭母线受潮而导致母线绝缘电阻下降的可能性。

主变压器低压绕组、高厂变压器高压绕组。高厂变压器、主变压器绝缘油定期检验正常，且为全密封机构，排除了绕组受潮的因素。

主变压器低压套管、高厂变压器高压套管。根据发电机定子回路绝缘电阻大小与季节、天气的相关性，进一步排查室外设备，发现主变压器低压侧、高厂变压器高压侧套管升高座内绝缘降低是导致发电机绝缘降低的主要原因。以高厂变压器高压套管升高座为例说明，其外部连接及内部结构如图1、图2所示。

图1 升高座与封闭母线外部连接

图2 升高座内部套管与封闭母线连接结构

高厂变压器高压侧绕组通过高压套管、铜软连接与封闭母线连接。封闭母线通过盆式绝缘子与大气隔绝和对地绝缘；变压器高压侧引线通过瓷套管保持对地绝缘；铜软连接暴露在空气中，通过空气与大地绝缘，四周的反磁铝质扣瓦下端与升高座连接，上端通过密封橡胶盘套与封闭母线外壳连接。升高座、反磁铝质扣瓦、密封橡胶盘套、封闭母线盆式绝缘子构成一个相对密闭的空间，此空间得不到微正压装置的保护。升高座的下端面上还有放气孔通过放气管、阀门与外界大气连通，用来观察高压侧是否有变压器油泄漏、升高座上部空间是否有积水等情况。

虽然历次大、小检修过程中对升高座上部空间的密封工作很重视，用密封胶进行了密封处理，但受振动、涡流效应或气温等因素影响，密封效果并不理想。密封不良，使其受天气的影响较大，有时会有受潮、积水现象的发生。内部受潮、积水的原因主要有3个方面：升高座内部空间受日夜温差变化产生呼吸作用吸入湿空气，间接进入水分；橡胶套存在裂缝，雨天直接进入水分；橡胶套与铝外壳的对接处密封不良，雨水直接进入。水分和潮气在相对密闭的区间，不能及时排除，一旦发电机停机，将会在变压器引线套管与盆式绝缘子表面形成连续性水滴，在其表面形成一层水膜，加上表面脏污，构成沿引线套管、绝缘子表面的导电回路，导致发电机定子系统整体绝缘电阻大幅度下降［2-3］。

3 处理方案

根据变压器套管和封闭母线的盆式绝缘子受潮导致发电机绝缘降低的问题，先后提出3种不同处理方案。

方案1是通风驱湿。每次机组启动前如发生绝缘降低问题，则打开主变压器低压侧、高厂变压器高压侧升高座上部密闭空间的扣瓦和密封橡胶盘套，加装风机，进行强制通风除湿。该方法使用多次，费时费力，虽然有效果，但是发电机绝缘上升亦不明显，勉强接近开机条件。此方案没有从根本上解决问题，下一次开机时，绝缘低的可能性依然较高。

方案2是恒温防潮。由于绝缘降低主要是受温度、湿度影响，曾提出采用恒温伴热带对上述密闭空间进行外部加热恒温的方法，利用伴热带的自动温控原理保持空间温度恒定，提升升高座的内部温度，从而使升高座内部空间不会发生因水汽凝结引起的绝缘降低。因内部导体为18 kV高电压，加装加热器或伴热带的危险性较大，只能缠绕在扣瓦外部，受外界环境的影响较大，加之需要外接交流电源，实施较为困难，也不节能。

方案3是喷涂室温硫化硅橡胶（RTV）进行防污防潮。RTV本身具有良好的憎水性和憎水迁移性，具有优良的防污闪性能。借鉴变电站支持瓷绝缘子刷涂RTV防止污闪的经验，在变压器套管和盆式绝缘子的瓷质表面喷涂RTV，防止在绝缘件的表面形成连续的水膜而形成的导电路径。工艺如下：1）对套管与盆式绝缘子的表面进行清理，将灰尘、油污等清理干净，并保持干燥［4］；2）对套管与盆式绝缘子喷涂RTV，喷涂均匀，不得挂丝，同时对各导电部位进行防护；3）对扣瓦内部和密封橡胶盘套内部也全面喷涂，提升整体憎水性，其外部各结合面也做好密封措施，形成一个整体的密闭空间。考虑运行时的升高座内部和外界气温的变化的影响，在升高座下部的放气管装设呼吸器，如图3所示。呼吸器内部装设吸潮硅胶，阀门保持敞开，保证升高座内部压力与外部大气压力一致，防止了外部潮气因升高座内部的压力变化而被吸入。这样既能监视升高座密闭空间的受潮和漏油问题，也能实现密闭空间的呼吸作用。

由于方案3具有简单易行，节能、效果明显的优点，所以被采用。方案3实施后，2号发电机开机前，在通水状态下的绝缘电阻值，由原来的2～10 MΩ提升到200～1 000 MΩ，效果非常显著，发电机停运期间定子回路绝缘偏低的问题得到有效解决。

图3 放气管装设呼吸器

4 结语

在主变压器低压侧、高厂变压器高压侧升高座、套管和封闭母线盆式绝缘子表面、扣瓦内部和密封橡胶盘套内部刷涂RTV，在升高座、扣瓦、密封橡胶盘套、封闭母线盆式绝缘子构成的密闭空间加装呼吸器，可有效提高双水内冷发电机在开机前的绝缘水平，且方法简单易行，效果显著，可在同类问题中推广应用。

［1］DL／T 1164—2012 汽轮发电机运行规程［S］.

［2］张恩超，李旭，苏玉婷，等.RTV防污闪涂料在西安电网的应用研究［J］.陕西电力，2012，40（2）：50-51.

［3］毛洪武，方浩.6 kV共箱封闭母线结露事故的防范措施及改造方案［J］.中国科技博览，2013（38）：335-336.

［4］王俊杰.RTV憎水性检测及影响因素的研究［D］.保定：华北电力大学，2009.

卜繁薇（1974），高级工程师，从事电气检修管理工作；

杜俊生（1970），高级技师，从事电气检修管理工作。

Reason Analysis and Treatments of the Low Insulation Resistance of Generators

BU Fanwei，DU Junsheng
（Huadian Zouxian Power Plant，Zoucheng 273522，China）

The reason of the low insulation resistance of a 335 MW generator during the shutdown period is to be found that the main transformer enclosures and auxiliary transformer enclosures have got damp.The RTV technology is proposed to be sprayed on the surface of enclosures，insulator and sealing elements，and the transformer breathe is suggested to be added in the confined space，those measures mentioned above have achieved a good result in the application.

generator；insulation resistance；reason；RTV；transformer breathe

TM311

：B

：1007-9904（2017）04-0071-03

2016-12-10