探讨发电机定子线圈绝缘结构优化设计

发表时间:2020/9/11   来源:《中国电业》2020年10期   作者:宋丽
[导读] 随着我国社会的快速发展,人们对生活水平的需求越来越高,电能源的消耗是其中一个现象。在发电、输电系统上,若某一环节出现问题
        摘要:随着我国社会的快速发展,人们对生活水平的需求越来越高,电能源的消耗是其中一个现象。在发电、输电系统上,若某一环节出现问题,都会造成大面积断电的现象,尤其是发电工程,需要满足当今人们生活、生产需要。但是,目前我国电网发展水平仍需提高,在高耗电的地区或时间段,会有断电的情况,所以,一些需要大量用电的地区,为了保证当地的生活能够正常的进行,需要对大型发电机定子线圈结缘结构进行优化,以保证其能够进行正常的发电功能。因此,本文以发电机定子线圈绝缘结构优化问题展开讨论,并为电机定子线圈绝缘优化提出一些相应的解决方法。
关键词:定子线圈绝缘、电压耐久性、标准化

        对电能需求量非常大的今天,大型发电机也逐渐走向清洁发电、高效能发电的发展方向中,但是在对于电能源需求大的阶段,经常会造成发电机损坏、出现故障等情况,根据相关的调查研究,发电机出现故障一般是在电机定子线圈绝缘结构上。绝缘失效,是造成发电机产生故障的一个重要原因,所以,人们需加强对电机当中绝缘装置的检测以及标准化测试,以达到降低绝缘故障的目的。
一、电机定子线圈绝缘结构存在的问题
        在电机进行发电做功当中,定子线圈绝缘结构是其中一个十分重要的组成部分,其性能的好与坏直接影响着发电机能否正常运作、持续发电。但是,如今的定子线圈绝缘结构在安装使用及日常维护中尚且存在一些问题。
1、电腐蚀问题
        在发电机进行发电做功当中,会产生大量且高压的无用电弧,这些电弧不仅难以进行收集利用,而且长期持续的电弧放电,还会导致定子线圈绝缘介质造成损坏。定子线圈外包采用的是一些绝缘包裹体,能够起到很好的绝缘效果,保证发电机的正常运行,但是由于无用电弧的长期释放,会对线圈外围的绝缘保护措施造成一定的损坏,时间久了会造成绝缘设备故障,其中一个典型的故障就是导致绝缘失效,进而造成发电机故障,导致无法进行发电,影响人们的生产、生活。
2、定子绕组击穿问题
        发电机故障问题,有半数左右都是由于定子绝缘结构的设计及后期的使用发生问题,严重的发生定子绕组击穿情况。定子绕组,是发电设备当中,定子上面缠绕的铜线,定子绕组击穿,主要就是定子上面所缠绕的铜线发生断裂或者是损毁,直接造成绝缘失效的问题,影响发电机的正常做功。
二、发电机定子线圈绝缘结构优化设计
        针对发电机定子线圈绝缘结构设计及使用有着诸多的问题,要保证发电机能够正常的进行运作发电,保证人们的生产生活,所以针对定子线圈绝缘结构的设计优化是有效的解决措施。
1、进行定子线圈绝缘介质损耗因素测试
        在发电机做功运作当中,定子及转子的做功是发电的基本做功方式,尤其是定子线圈上的绝缘介质进行的绝缘保护,是保证定子能够正常运行的基础。但是在当今发电机设备发生的一些故障当中,定子线圈绝缘介质产生损坏是其发生故障的主要原因。线圈当中的绝缘介质,所使用的主要材料是云母,通过将云母、胶黏剂和补强材料进行混合制成。这种材料在当今电子线圈绝缘使用当中普遍存在。但是这类混合材料,由于电弧长期的进行电腐蚀,很容易就会导致绝缘介质的时效,进而造成绝缘试下,导致发电机故障。


        因此,针对上述情况,要进行绝对的绝缘介质损耗因素及损耗测试。将绝缘介质进行反复的绝缘测试,寻找造成其绝缘失效的原因。首先是电弧放电造成电腐蚀,电弧长期对绝缘介质进行消耗,长时间下就会造成绝缘介质的绝缘能力降低,进而造成失效。针对此类情况,对于发电当中产生的一些无用电弧,可以采用输引的方式,将一些无用电流引向别处,降低其对绝缘介质产生的损耗影响。
        其次,造成线圈绝缘介质损耗的另一个重要原因就是磁场的干扰在进行发电做功当中,定子与转子之间会产生与周围环境不同的磁场变化,绝缘介质长期暴露在其当中,也会造成绝缘失效的情况。
        针对上述的两种原因,可以通过改变发电机做功方式或者是进行多定子、转子的循环做功,降低对绝缘介质的损耗情况,也可以通过更换绝缘介质组成材料或者是组成比例,达到强化绝缘介质绝缘能力的目的,进而降低绝缘介质的损耗问题。
2、应对定子受潮状况
        电子受潮,也是造成绝缘失效,导致线圈绝缘能力下降的一个主要原因,在发电机进行发电的过程中,会产生一些水雾或者是造成线圈上面有水珠的凝结,这都会造成定子线圈绝缘能力的下降,进而严重的情况下导致绝缘失效。针对这种情况,一个首要的问题就是发电设备密封性不够好,在发电设备生产,安装以及使用当中,一定要注意其密闭性的设计,尤其是定子、转子及线圈的密闭情况,一定要达到绝对密封的状态,降低周围空气在发电做功当中产生的一些水汽、水膜,对定子线圈的绝缘效果产生影响。
        第一,对于一些空气湿度大的地区,要强化母线、支持瓷瓶、套管的密封性能,可以采用多层密封的办法,降低周围潮湿环境对定子线圈绝缘效果产生的影响。第二,发电机的停机时间不能过长,要严格控制发电机的停机时间,进行检修等工作的时候,要以最短的速度完成,减低电机停机的时间,这样也能够减少定子受潮情况的发生。第三、电气设备表面的浮尘会吸湿,对于一些发电设备,尤其是定子周围的浮尘要进行及时的清理,保证定子及线圈最小程度的受潮。
3、定子线圈耐久性问题
        定子线圈以及周围的绝缘介质长期处于工作状态,对其耐久性是一个极大的考验,有很多电机故障都是由于定子线圈老化所造成的绝缘故障。所以,针对这类问题,首先要对绝缘材料以及线圈的材质、缠绕方法进行改进,提高其耐久性,另外还要尽可能多的控制外界因素对线圈及绝缘介质造成的侵蚀,以达到设备能够更长久的运作目的。
相关的工作人员,要及时的对线圈及绝缘介质的使用情况进行监控和检测,发现其存在老化情况发生之初,就要进行及时的保养维修,不要等到设备出了问题之后在进行线圈或者是其他设备的更换,造成更大的经济损失。
结语:发电子当中的电子与转子以及线圈是发电机的核心设备,绝缘介质在其中起着重要的绝缘保护作用,因此,对于绝缘结构的设计以及绝缘材质的优化,是保证发电子当中定子正常做功,发电机正常发电的主要因素。因此,有关的设计单位要积极的对定子线圈及绝缘结构进行优化设计,以及在发电机做功当中要积极的对其定子线圈和绝缘介质进行监控,保证发电机能够平稳正常的运行。
参考文献:
[1]闫迎. 一起发电机定子绕组绝缘电腐蚀问题分析及处理方法探讨[J]. 大电机技术, 2017(1):29-32.
[2]邹祖冰, 陈铁. 水轮发电机定子线圈绝缘试验项目及标准探讨[J]. 人民长江, 2017(18).
[3]李宏安. 浅论发电机定子线圈绝缘电热老化试验研究[J]. 科研, 2017(2):00270-00270.
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