发电机定子绝缘老化试验及分析

2018-12-21张一波金清山刘旭阳

水电站机电技术 2018年12期

许翔，于潇，张一波，金清山，刘旭阳

（河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北石家庄 050300）

1 前言

河北张河湾蓄能电站3号发电电动机由日本富士公司制造，发电电动机为立轴、半伞、空冷可逆式同步电机，定子绕组形式为双层叠绕组，绝缘等级F，于2008年投产。2017年3号机组进行了投运以来首次A级检修，期间进行了定子绕组手包绝缘改造，按照《水电站设备预防性试验规程》要求，机组首次A修时需进行定子绕组绝缘老化鉴定试验，根据《发电机环氧云母定子绕组绝缘老化鉴定导则》内容编制试验措施并进行试验，3号机组定子绕组绝缘良好。

2 鉴定试验周期

（1）新机投产后；

（2）第1次A级或B级检修时；

（3）累计运行20年以上的每次大修后；

（4）运行或预防性试验中多次发生绝缘击穿或必要时；

（5）在线局部放电数据（如有）表明定子绕组绝缘有分层等老化特征的。

3 试验范围及项目

试验的主要范围是3号发电电动机定子绕组，试验项目包括：

（1）整相绕组对地及其他绕组的tanδ及Δtanδ；

（2）整相绕组对地及其他绕组的电容增加率；

（3）整相绕组的局部放电试验。

4 试验方案

4.1 试验仪器

电脉冲局部放电检测仪XD5102 Y 5102080；

大功率校准脉冲发生器 XD21 JD GY-DJ-01；

自动抗干扰精密介质损耗测量仪AI6000 6001；

工频交流加压装置（包括调压器、分压器、升压变压器、并联谐振电抗器、补偿电容等）。

4.2 试验标准

（1）介损标准：额定电压UN下的介质损耗因数tanδN＜ 6%，tanδN和 0.2UN下的介质损耗因数tanδ0的差值即介质损耗因数增量ΔtanδN＜4%，ΔtanδN=tanδN- tanδ0；

（2）电容增加率：额定电压UN下绕组对地电容量CN与0.2UN下绕组对地电容量C0相比的增量ΔC＜ 8%，ΔC=（CN-C0）/C0；

（3）相电压下整相绕组局部放电量：＜10 000 pC。

4.3 试验接线

（1）局部放电测量试验接线及设备参数见表1、图1。

表1 设备参数表

图1 局放测量试验接线图

（2）介损及电容量测量接线图见图2。

图2 介损及电容量测量接线图

1）介损测量

输入电流：5 μA～5 A，自动切换量程

分辨率：0.001%

测量精度：0.2%±0.02%

2）电容量测量

测量范围：2 pF～0.5 μF

测量精度：0.2%±0.1 pF

4.4 试验步骤

（1）试验前，将定子三相绕组中性点打开，将发电机出线与母线断开。

（2）试验分相进行，在进行每相试验前，应将其他两相接地，同时将母线侧接地。

（3）每相试验前，测量该相定子绕组的绝缘电阻，应满足规程要求。

（4）接好试验电源，对升压设备空载升压，检查装置的升压功能。

（5）根据被试品的电容量，连接好电抗器，满足并联谐振的要求。

（6）按照介损测量接线图进行接线，零起升压分别记录三相绕组 0.2UN、0.4UN、0.6UN、0.8UN、1.0UN下的介损值及电容量。

（7）按照局部放电测量接线图进行接线，接入耦合电容及局放仪，每相测量前采用脉冲发生器进行视在放电量的校准，分别升压至3 kV、6 kV，（9.09 V）、12 kV、15.75 kV 测量局放值，然后再按照相同的测量点降压记录各电压下的局部放电量，三相分别进行，试验过程中应注意采用加窗区分真正的局放信号以及外部电源等的干扰信号。

（8）试验完毕后，断开电源，拆除加压线和接地线，恢复现场。

4.5 注意事项

（1）所有试验仪器及附件、工具由乙方自备，甲方负责提供现场试验电源接入点。

（2）乙方委派有试验资质的工程师担任此次专业试验工作。

（3）试验人员应掌握必备的电力安全知识，必须严格遵守电力行业所有安全规定和工作规程。

（4）试验前，加强对危险作业的安全检查，配备专职的监护人员。

（5）作业开始前，应对作业人员进行安全技术交底；进入作业现场，必须戴好安全帽，并正确使用个人劳动防护用品。

（6）现场工作负责人需加强安全监督，防止违规作业。

（7）保持作业场地环境整洁，通道畅通，设备、材料摆放有序，做到工完场清。

4.6 检查与验收

（1）所有试验项目应按照相关规程规范中规定的方法、流程进行。

（2）所有试验项目的结果应满足相关试验规程中的规定，如有超标，应及时通知甲方进行核对确认。

（3）所有试验措施在检修试验结束后应全部恢复，并得到甲方确认。

（4）所有试验数据应符合相关规程规范的要求。

（5）所有措施均已恢复至工作前状态。

（6）工作现场无遗留物品。

5 试验数据与分析

5.1 介损电容量测量数据

《发电机环氧云母定子绕组绝缘老化鉴定导则》（DL/T 492-2009）中规定，对定子电压等级为10.5～24 kV的同步发电机，额定电压下，各相绕组的介质损耗因数增量小于4%，介质损耗因数小于6%；电容增加率小于8%；该发电机的定子绕组绝缘的介质损耗因数符合DL/T 492-2009 的规定（表 2）。