熊 榮，徐青彪，袁 林

(國(guó)能大渡河檢修安裝有限公司，四川 樂(lè)山 614000)

某電站為壩后地面廠房，裝設(shè)有4臺(tái)單機(jī)容量為165 MW的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF600-48/14800，機(jī)組額定轉(zhuǎn)數(shù)125 r/min，最大容量時(shí)電流19 254.6 A，額定電壓15 750 V，額定功率因數(shù)為0.9，發(fā)電機(jī)定子為585槽雙層繞疊，連接方式為3Y型連接，中性點(diǎn)經(jīng)接地變壓器接地，定子測(cè)溫裝置布置在繞組層間、鐵芯齒壓板、槽底等區(qū)域，發(fā)電機(jī)絕緣等級(jí)為F級(jí)。

2019年4月至2020年3月，該站3號(hào)發(fā)電機(jī)定子在線(xiàn)局部放電數(shù)據(jù)異常升高，并伴有明顯的上升的趨勢(shì)。

1 局部放電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常情況

某電站3號(hào)發(fā)電機(jī)于2017年12月裝設(shè)了定子局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，待設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定后，監(jiān)測(cè)該發(fā)電機(jī)定子局放的數(shù)據(jù)為A相為200 mV左右，B相為700 mV左右，C相為1 500 mV左右。在2019年4月23日局部放電數(shù)據(jù)突然升高，A相為941 mV，B相為800 mV，C相為2 850 mV。在2019年4月26日局部放電幅值大幅度升高，其中C相升高到接近8 000 mV，A、B相也相應(yīng)增大。在隨后的6個(gè)月內(nèi)，局放水平幅值一直保持在較高水平，其中A相升高至1 400 mV左右，B相升高至4 400 mV左右，C相升高至12 000 mV左右[1]。發(fā)電機(jī)定子局部放電趨勢(shì)如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 A相局部放電趨勢(shì)圖

圖2 B相局部放電趨勢(shì)圖

圖3 C相局部放電趨勢(shì)圖

由圖1、圖2、圖3可知：3號(hào)發(fā)電機(jī)自從2019年4月23日開(kāi)始，局放數(shù)據(jù)有上升趨勢(shì)，A、B、C三相都有7倍左右的增長(zhǎng)。

2 缺陷的定位與原因分析

根據(jù)局部放電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并未明確引起局部放電超標(biāo)的具體部位與原因，需要通過(guò)離線(xiàn)局部放電試驗(yàn)、端部電暈試驗(yàn)開(kāi)展進(jìn)一步的檢查與測(cè)試，并利用超聲波局部放電檢測(cè)儀與紫外成像儀進(jìn)行輔助檢測(cè)，通過(guò)試驗(yàn)現(xiàn)象與各項(xiàng)數(shù)據(jù)比對(duì)，進(jìn)行綜合分析判斷，開(kāi)展缺陷定位與原因分析[2]。

1)離線(xiàn)局部放電試驗(yàn)是從發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)逐相加壓，分別在相電壓9 000 V和線(xiàn)電壓15 750 V的情況下[3]，進(jìn)行離線(xiàn)局部放電與在線(xiàn)局部放電進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)，離線(xiàn)局部放電試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 離線(xiàn)局部放電試驗(yàn)結(jié)果

2)端部電暈試驗(yàn)是從發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)逐相加壓，三相分別加壓至1.1倍相電壓和線(xiàn)電壓，通過(guò)局部放電檢測(cè)儀與紫外成像儀對(duì)定子繞組端部、匯流排、出口、中性點(diǎn)等部位進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄與匯總[4]。具體試驗(yàn)現(xiàn)象如下：①各相加壓至相電壓時(shí)，均有明顯的局部放電聲，B、C兩相尤為明顯；②超聲波測(cè)量數(shù)據(jù)超過(guò)限額240分貝的約180處，且分布無(wú)明顯的規(guī)律；③由于測(cè)量時(shí)，未拆除上下端部圍屏，利用紫外成像儀進(jìn)行局部放電檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)有明顯放電部位[5]。

3)在端部電暈試驗(yàn)后，對(duì)定子做全面排查時(shí)，發(fā)現(xiàn)的情況與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，具體如下：①部分發(fā)電機(jī)定子測(cè)溫線(xiàn)布置不符合規(guī)范要求，搭接在線(xiàn)棒端部高阻區(qū)，造成輕微放電，測(cè)溫線(xiàn)與線(xiàn)棒接觸面有發(fā)黑跡象。同時(shí)由于超聲波具有傳遞性，測(cè)溫線(xiàn)區(qū)域的局部放電與超聲波測(cè)量超標(biāo)區(qū)域基本吻合，詳細(xì)情況見(jiàn)圖4；②部分匯流排與絕緣夾件之間存在較大縫隙，部分縫隙內(nèi)有白色粉末狀物質(zhì)。該部分局部放電與超聲波測(cè)量超標(biāo)區(qū)域吻合；③部分線(xiàn)棒端部出現(xiàn)電暈腐蝕現(xiàn)象，該部分局部放電與超聲波測(cè)量超標(biāo)區(qū)域也基本吻合，詳細(xì)情況見(jiàn)圖5；④部分線(xiàn)棒端部表面有明顯的油性污垢，且極難清理，這些部分的局部放電量均在100分貝以下，詳細(xì)情況見(jiàn)圖6；⑤部分線(xiàn)棒支承塊與線(xiàn)棒端部之間存有縫隙，線(xiàn)棒接觸面有明顯的放電痕跡，存在局部放電，詳細(xì)情況見(jiàn)圖7。

圖4 測(cè)溫線(xiàn)與線(xiàn)棒端部高阻區(qū)搭接

圖5 線(xiàn)棒端部電暈腐蝕

圖7 支承塊與線(xiàn)棒接觸面存在局部放電

4)根據(jù)局部放電檢查情況，引起發(fā)電機(jī)定子局部放電超標(biāo)的原因有以下幾個(gè)方面：①發(fā)電機(jī)定子測(cè)溫線(xiàn)安裝不符合規(guī)范要求，未從鐵心槽口平行引出，引出的測(cè)溫線(xiàn)也未進(jìn)行絕緣處理，造成測(cè)溫線(xiàn)與線(xiàn)棒端部高阻區(qū)搭接，發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生懸浮電位，造成局部放電；②發(fā)電機(jī)定子匯流排與絕緣夾件之間存在較大縫隙，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，造成灰塵堆積，造成局部擊穿放電；③線(xiàn)棒端部有局部放電，造成電暈腐蝕；④部分線(xiàn)棒支承塊與線(xiàn)棒端部之間存在雜質(zhì)，并伴有明顯放電；⑤部分線(xiàn)棒端部表面有明顯的油性污垢，存在電暈腐蝕。這些都將導(dǎo)致局部放電超標(biāo)。

3 局放超標(biāo)缺陷的處理及效果

1)針對(duì)測(cè)溫線(xiàn)設(shè)置不規(guī)范，結(jié)合實(shí)際情況，利用玻璃絲繩調(diào)整部分可調(diào)測(cè)溫線(xiàn)的走向，保證測(cè)溫線(xiàn)距離線(xiàn)棒高阻區(qū)1 cm以上的間距，并對(duì)所有層間及槽底測(cè)溫線(xiàn)可包扎部位，利用云母帶及0410絕緣膠進(jìn)行絕緣包扎處理，現(xiàn)場(chǎng)處理圖片見(jiàn)圖8、圖9。

圖8 槽底測(cè)溫線(xiàn)絕緣處理

圖9 層間測(cè)溫線(xiàn)(從槽口平面引出)

2)針對(duì)發(fā)電機(jī)定子匯流排與絕緣夾件之間縫隙，利用酒精清理縫隙內(nèi)雜質(zhì)，然后利用絕緣硅膠進(jìn)行封堵。

3)針對(duì)線(xiàn)棒端部電暈，首先利用脫漆劑對(duì)電暈腐蝕區(qū)域進(jìn)行清理，清除表面腐蝕物質(zhì)及188絕緣瓷漆，然后均勻涂抹兩遍高阻漆，待高阻漆徹底干透后，刷涂188絕緣瓷漆。

4)針對(duì)支承塊與線(xiàn)棒端部之間放電，對(duì)支承塊進(jìn)行拆除，打磨清掃支承塊表面并刷涂0410絕緣膠，清理線(xiàn)棒表面電暈腐蝕區(qū)域，并刷涂高阻漆與絕緣漆，回裝支承塊并綁扎兩道玻璃絲繩。

5)以上處理完畢后，利用帶電清洗機(jī)全面清掃定子端部，保證線(xiàn)棒端部清潔無(wú)臟污。

6)通過(guò)以上處理后，監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)定子局部數(shù)據(jù)，A相由1 400 mV將至1 000 mV左右，B相由4 400 mV將至2 100 mV左右，C相由12 000 mV將至3 000 mV左右，處理效果明顯。

4 結(jié) 語(yǔ)

在對(duì)水輪發(fā)電機(jī)定子安裝(或檢修維護(hù))過(guò)程中，應(yīng)密切關(guān)注定子測(cè)溫線(xiàn)、定子匯流排、絕緣夾件、線(xiàn)棒支承塊等關(guān)鍵部件的安裝規(guī)范(或運(yùn)行狀況)。若運(yùn)行中出現(xiàn)定子局部放電數(shù)據(jù)超標(biāo)，應(yīng)基于發(fā)電機(jī)定子局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)模擬局部放電趨勢(shì)圖，找出定子局部放電數(shù)據(jù)的特征與發(fā)展趨勢(shì)；輔以發(fā)電機(jī)定子離線(xiàn)局部放電試驗(yàn)，進(jìn)一步挖掘定子局部放電狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過(guò)定子線(xiàn)棒端部電暈試驗(yàn)和利用超聲波局部放電檢測(cè)儀與紫外成像儀對(duì)定子線(xiàn)棒端部進(jìn)行掃描檢測(cè)，標(biāo)注出局部放電異常部位；再根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與缺陷部位現(xiàn)象，分析造成定子局部放電數(shù)據(jù)偏高的原因；然后采取有針對(duì)性的措施對(duì)缺陷進(jìn)行處理，以確保發(fā)電機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。