丘有为
国家电投集团广西长洲水电开发有限公司 广西梧州市 543002
【摘要】：绝缘性是判断发电机组生产寿命的关键指标。若长时间检修可能导致灯泡贯流式水电站发电机绝缘性下降。现针对某灯泡贯流式水电站发电机绝缘较低问题进行分析，相关检修措施一并总结如下。
【关键词】：灯泡贯流式水电站；发电机；绝缘处理
1.案例简述
某灯泡贯流式水电站发电机装机容量为15×42MV，某日开机检查发现机组定子绝缘无法开机，检测为绝缘性过低。
初步分析绝缘电阻较低的原因如下：
（1）绕组加工工艺问题，
发电机组的检修期过长，可能导致开机前发电机定子、转子的绝缘性降低；或可因发电机进水导致发电机组受潮，考虑到本发电机组采用的是热固性材料，大多是表面受潮，可能性不大。
（2）受潮影响，因为发电机组的停机时间过长，加热器没有及时投产，因此生产机械易受潮。
（3）绝缘损伤、老化，发电机运行时候受到外力影响导致绝缘层受损或检修时间过长导致绝缘体老化。
2.定子绕组受潮处理方法分析
很多水轮发电机都存在定子绕组更换不及时、绕组时候存在漏水问题，这可能和绝缘试验不合格有直接关系。常规的处理方式是对其表面或者内部进行干燥处理。主要方式有三个，第一个是加热烘干；第二个是铜损干燥法，第三个是常见的短路干燥。
2.1加热烘干
加热烘干的方式和原理最简单，管理人员只需关闭冷却水、开启通风循环、投入加热器即可，为了预防干烧问题发生，工作人员要加强监督管理，定期巡视发电机组的运行状况，通过多个温度表盘来记录温度变化值。
2.2铜损干燥法
铜损干燥法适用于短路干燥不理想的环境，由于发电机内部处理设置较特殊，需要铜损干燥法来保障处理质量。这种方式操作也不难，工作人员需要在定子绕组的位置接通直流电流，并通过直流电流的定子绕组处理产生铜损发热，实现干燥目标。干燥时候为了保证加热质量，建议将发电机三相定子绕组串联成一个回路，针对干燥要求调节电源大小，以保证干燥效果达标。
2.3三相短路干燥法
三相短路干燥法的处理方式最多，实用性最广。现针对常见的处理方式进行分析。首先，三相短路干燥法可以采用励磁处理来检验各个巡查点的温度情况。检察人员发电机出口的母线上安装三相短路母排，按照额定电流来确实母排的截面积，且要保证母线连接紧密性（图1所示）。其次，若发电有中性点励磁采用了串联变压器，建议去除中性点的消弧线圈和接地变压器，并采用短路母排连接串联的变压器，避免长期通流量烧毁变压器。再者，生产管理时候要注意关闭机组的空冷气且要关闭发电机上部的盖板，注意不要切断线路。因为发电机短路干燥是通过加热处理，因此对发电机会造成侧面的加热损伤，为了避免生产隐患，提升处理的安全性，工作人员在干燥过程中要注意巡查，若在干燥过程中发生了异常问题就要及时降下励磁，视情况缓慢增加励磁，使定子电流缓慢升至 50％额定电流，以温升每小时不大于 10℃为宜。受潮严重的发电机每小时测取一次（轻度受潮的发电机可以每半小时测一次，判据也以半小时为度）绝缘电阻和绕组、铁芯的温度。具体的绝缘值应参照该发电机的历史数据。一般吸收比大于 1.6 或极化指数大于 2，绝缘电阻连续 5h 稳定不再变化，则干燥过程即告结束。不同的发电机情况不一，如受潮严重而气温又低，视定子温度情况也可适当增加电流，但不得超过定子额定电流，可切断该装置后停机检查且整个干燥过程中都应当有人监护。干燥结束后检查人员需要缓缓地降低励磁，切除后再拆除短路线。
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（图1 发电机接线图）
3.案例处理
本次研究针对三种不同的处理方法进行了研究，针对电站的实际操作要求选用了科学的处理方式，首先采用加热烘干法处理，先加入定子加热器和除湿器，通过即时开启风机通风循环，再关闭冷却水；这种处理方式良好，发电机的绝缘性能提升，初步操作下，绝缘性能已经提升到了50MΩ；
为了进一步加快绝缘修复，工作人员考虑到电站的位置沿海十分潮湿，受到气候条件影响下周围的气温和湿度较高，一月后实地测量绝缘性又下降到了25MΩ。技术人员按照说明书拆除定子，链接内部母排，并对电缆头进行加热干燥，经过检查后，拆卸测量的绝缘性在26-75MΩ，不满足实际需求。针对以上两种处理方式，确定采用加热器量和除湿器、通风循环系统不理想，因为灯泡贯流式机组在水环境下运作，热量会直接被水分带走，因此升温时候会消耗大量的能量且无法达到温度标准值。现决定进入尾水门，先抽干管道内部的水分后在进行加热烘干处理，同步加入一台除湿器，后再运用三相短路干燥法。以上处理方式后加强干燥同步测量绝缘性，经过反复试验，开机后终于测定定子三相绝缘性≥300MΩ，发电机组正常运作，发电良好，表示处理方式有效。
4.结论
综上所述，发电机干燥时候对周围的保温环境有直接要求，若没有做好现场监督可能诱发大量的安全事故。为了提升生产质量，相应的生产技术人员要做好以下几点工作。
在生产中若温度较低，可以采用帆布包裹发电机罩，效果不佳或可选用无名火电气装置升温；加热处理时候要选择绝缘性良好的导线，避免高温损坏影响导线的绝缘性；干燥时候要饮用温度检测热软件控制干燥温度和湿度，不能够超出限额；为了保证现场的安全质量，应当在现场设置灭火器材，避免易燃易爆物入场。与此同时，处理人员要记录绝缘电阻、温度、空气温度和铁芯温度数值，同步计算出定制温度和绝缘电阻的曲线图，以保证在最佳温度下完成干燥工作。随着干燥时间的增加，绝缘电阻的温度也会直接上升并在一定的温度极限值下恒定不变，检查人员要观察数值，若温度一直不变，经过三到五个小时后也没有变化，且测定转子的绝缘性较高，就可以认为干燥工作结束。处理中，若发电机启动到额定转速后对发电机可以正常发送励磁，建议此时就可以采用电机励磁手动处理方式，可以减少自动、强励运行频率。
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