160.如何查找和处理发电机定子绕组接地故障
答:发电机定子绕组接地在以前黑绝缘的发电机组中屡有发生,其中以制造上的原因居多.在B级绝缘以上的发电机中,其出现的几率已很少了.
查找绝缘故障,应首先解开每相绕组出口的连接,按每个支路检查.采用绝缘电阻表,万用表等先确定是金属性的还是绝缘性的故障.大型发电机每个支路的线棒数量都不多,如果问题出在线棒端部,则基本上凭目测可以发现故障.如果故障处在直线段即铁芯槽内,则目测很难发现.由于大型发电机绕组分支直流电阻很小,即使是金属型接地,采用直流电阻比较法也无法判断.目前检查这类故障缺少先进的测试定位仪器,传统的方法是采用直流加压和交流加压的方法.
直流加压法与做直流耐压的方法和接线是一样的.其原理是使线棒上承受直流电压,当故障点首先击穿时,根据放电处的声音和火花判断具体的故障槽.因此,宜在晚上关灭照明后进行,便于观察火花.在确定故障分支后,此时应对照绕组方块图,确定该故障线棒所在分支在发电机内的分区部位,以便有的放矢地观察.加压检查时,升压速度可比耐压试验稍快.
交流加压法:有的故障线棒虽已出现绝缘故障,但仍然有较高的阻值,因此用直流加压的方法可能难以查出,因此采用交流加压法,加入较高的电压使故障点绝缘电阻进一步降低,便于查找.
此外还有加大电流的所谓"电流烧穿法",这对大型发电机来说并不可取,因为局部电流可能使线槽局部铁芯造成损伤,很难处理,使问题变得更大.
161.为什么线棒上下层间垫条防晕处理不当也会烧坏发电机线棒
答:由于防晕的需要,线棒在铁芯直线段部分进行了低阻处理.其阻值在1×103～1×105Ω之间,太高不能起到防晕作用,太低则会造成损耗过热.层间垫条夹在上下层线棒之间,同样出于防晕的考虑,层间垫条也采用低阻半导体垫条.如果材料使用不当也会出现问题.如果阻值偏高,则上下线棒的两个端面可能出现电晕;阻值过低,则因涡流过热而损坏线棒.
某水电厂进口机组#6机,刚投入试运行,就发现发电机定子线棒冒烟.首先检查故障明显的某故障槽,发现故障槽下层线棒的对地绝缘已为零,线棒绝缘击穿.拔出该槽的上层线棒,发现带有RTD的层间垫条(RTD测温电阻完全埋置在层间垫条之内,从垫条的上端引出测温线)严重烧损,部分已烧成粉末状,线槽内线棒靠RTD垫条侧的表面半导体层烧掉,主绝缘烧伤深度0.5～1mm,好在铁芯未受损伤.经检查,定子线棒烧损的主要原因是供应商提供的RTD垫条表面所涂的漆不是按要求涂敷的半导体漆,而是"导体漆"——表面电阻偏低.在机组运行中由于感应电压高,垫条与定子铁芯接触形成回路,产生电流,造成RTD垫条发热,烧毁RTD垫条,并最终烧损线棒的绝缘,造成定子接地事故.随后又拔出其他带有RTD层问垫条所在槽的上层线棒,现象与该槽故障一样,只是烧损程度轻些.后来共更换线棒104根,其中,上层线棒98根,下层6根.损失不可谓不惨重.这次事故是缘于RTD垫条存在的质量问题,实际上也是层间垫条防晕处理方面的问题,应该使大家都要吸取教训,也应取得相应的安装和检修经验,以避免发生类似的事情.这虽是一个比较极端的例子,但从事故的严重性可以看出槽内防晕处理不当所带来的危害.
162.定子绕组开机前泄漏电流增大的原因是什么
答:在发电机检修中可能出现这样的现象:检修前,发电机的三相定子绕组测试的泄漏电流是平衡且合格的,但检修期完后,却出现某一相泄漏电流偏高,三相绕组泄漏电流不平衡的现象.在排除绕组确实受损的情况下,这种"故障"多半是假性的.出现的原因有:
⑴因检修时间长,机组整体表层轻度受潮.由于各绕组表面的污垢并未完全清扫干净,特别是出槽口部位,在未吊出转子的情况下,受转子磁极的遮挡,很难将槽口部位清扫干净.各相个支路清洁情况不一,也可能出现这种情况.当然,三相泄漏电流都增大的情况也是有的.
⑵清扫定子绕组线圈端部后,使用的溶剂尚未充分挥发,加上各支路清洁状况不一致,也可能出现这种情况.
这种情况只要适当干燥即可恢复正常.可以在关闭机组空冷器冷却水的状况下,将机组空转,一般几个小时后,停机再测,都可恢复正常.对于转子绝缘电阻出现的类似的情况也可按此处理.
163.转子绕组回路哪些部位容易发生故障或绝缘降低 应如何查找和处理
答:转子绕组回路从灭磁开关由励磁电缆经滑环到磁极的诸多环节,都存在运行中或检修过程中出现接地的问题,因此应区别对待,分别查找.
⑴容易接地的部位有:
1)励磁电缆:主要是因绝缘老化的原因.
2)刷架和滑环:由于碳粉油污混合,造成刷架和滑环正负两极间绝缘击穿或接地绝缘处对地短路.
3)大轴引线与滑环连接处:此处也易因污垢造成绝缘降低.
4)大轴引线:有的大轴引线没有采用全部外包绝缘而是裸汇流排形式,其对地绝缘处也易因污垢造成绝缘降低.
5)磁极线圈主绝缘:主要也是因为污垢的原因造成绝缘降低.尤其是在磁极的上下两个端部迎风面.
6)磁极连接线:有的转子磁极之间的连接是磁极与磁极直接相连的,与转子磁轭不相关联,因此就不存在接地的问题;但有的转子磁极间的连接是以磁轭为中介的,这种结构就容易出现接地故障.一是连接板与磁轭间的绝缘部分,与磁极主绝缘的情况类似.二是固定磁极连接线的固定螺栓(属接地部分,与磁轭是直接金属连接)与磁极连接线之间是通过绝缘套管绝缘的.如果套管破裂则可能造成接地,或检修中由于粗心大意少装了套管也会造成接地,这种情况当然是金属性接地.由于悬空,可能在转子静止时测试还发现不了,但会在以后的运行中暴露出来.这种情况还可能由于多点接地造成绕组部分短路.这种漏装绝缘管的例子无论在安装阶段还是检修过程中是屡有发生.
⑵发生转子接地故障后,应首先确定是金属性的接地还是因污秽造成的绝缘降低,有时仅凭绝缘电阻表很难确认,可使用万用表辅助查测.然后,取出电刷,区分故障发生在那一段.区分出段落和性质后,才能准确查找.如果确定接地发生在磁极部分,则只能从中间磁极连接线处分解,然后逐次查找.不同的机组结构重点部位可能不一样,但只要能把握重点和要点,接地点是不难找到的.
164.如何用直流电压法查找转子绕组金属性接地
答:在转子磁极间出现的一点接地或多点接地,有时也很难快速查清,此时可采用在转子绕组中加入直流电压的方法.利用直流电压表(万用表的直流电压挡亦可,最好使用指针式表计)的表针方向和电压大小,判断接地点.原理见图2—22直流电压法查找磁极接地故障示意图.
图2—22直流电压法查找磁极接地故障示意图
设b点已接地,而外加电压a为正极,c为负极.电压表的探针在ab段时,电压表指针的方向是磁极a侧为正,接地侧为负;而在bc段则磁极c侧为负,接地侧为正.当采用指针式表计时,逐个测到故障点时,指针会反转,反向点即为故障点.
采用此法时,直流电压不要太高,根据实际情况,以表计能显示有读数即可.
165.如何进行磁极分解检修
答:转子磁极由于使用电压低,相对电气故障较少,一般无须分解检修.但由于是转动部件,因此有它特殊的一面.如出现下列情况则须分解检修:电气试验不合格,如磁极主绝缘不良,磁极线圈存在匝间短路;磁极线圈软接头需要更换或接头过热处理等.在确定故障原因后,有针对性的分解检修.
⑴磁极分解.磁极从转子上拔出后,在专用的支架上进行分解检修.如无专用支架,应在地面铺有枕木,磁极的下面垫以橡胶垫或涤纶毡.在分解磁极过程中,应注意防止主绝缘,铜线及绝缘垫圈受损伤.线圈与铁芯分解时,应使用专用工具,以免线圈受力不均造成散盘;必要时再翻转线圈,翻转线圈应采用专用木胎或其他专用夹件夹紧线圈,以免翻转中线圈开裂变形.
⑵修理.故障修理的同时,对非故障部位的铁芯及线圈应清扫,检查,尤其是线匝间的缝隙;用清洁干燥压缩空气吹扫磁极铁芯及线圈,清除尘垢.
⑶磁极线圈与铁芯组装.组装前应清扫检查铁芯,线圈及绝缘垫圈;多个磁极处理时应注意编号,铁芯与线圈号码回装时应相符,磁极里外接头引线端头位置不要装反;铁芯套人线圈时,四周应以0.1mm环氧玻璃布板导人;磁极组装后,在铁芯与线圈上下端应打入绝缘楔,要求紧固.接头高低不合适时,可调整上,下端间隙,并用浸过环氧树脂漆的涤沦毡及环氧树脂胶将缝隙填塞.
⑷磁极组装后,应检查绝缘压板的高度应略高于铁芯平面0.5mm左右,这样磁极挂上转子后才会将线圈压紧.
⑸磁极组装完成后,应进行匝间交流耐压试验,合格后才能装入转子.
166.转子磁极引出连接线的接头过热应如何处理
答:转子磁极线圈是由铜板绕制的,其磁极接头引出连接线有硬,软两种方式,软连接线(大多数采用由薄的软铜片叠成的引线)与磁极线圈铜板是铆接后焊接在一起的,一般采用锡焊.如果原来安装时质量不良,运行时间长后,就可能出现过热的问题,软接头与线圈铆焊不良者,则须拆下搪锡处理后重新铆焊.采用硬铜板钎焊硬连接的结构则可靠性好一些.
处理磁极接头的过热故障,应先将磁极吊出,将其平放在枕木上,按磁极线圈分解的工艺将主绝缘,线圈与磁极铁芯脱开,然后单独处理线圈部分.线圈及其层间绝缘是热压在一起的整体.处理接头,应仔细撬开首匝导线,防止导线平面变形过大,否则回装时难以恢复.采用合适的木楔从导线首匝的顶部打人,逐渐将导线与匝问绝缘分离,注意用力不可过猛.导线与绝缘分离后,在导线下塞好木楔,使首匝导线与其余线圈有一个合适的可以作业的空间.在接头下部垫好防火的石棉板或石棉布,应注意防止工作中损伤其余部分的绝缘.
⑴软接头磁极的处理.
接头挂锡,可以采用碳阻焊或中频焊.用加热装置烫掉接头部分的焊锡,然后用手枪钻头钻开铆钉头,即可取下旧的铆钉,将磁极连接头取下.
取下连接头后,对连接头的接触面和磁极导线上的接触面分别处理平整,然后挂锡处理,过热严重不能再用的连接头应予以更换.
将连接头铆接在磁极线圈的导线上,注意铆合敲击铆钉时不可损伤导线和下部线匝的绝缘.铆接的接触面,目前并没有合适的标准可以引用,可以参照母线接触面螺栓连接的标准检查质量.对锡焊的磁极接头连接,应符合下列要求:铆接的接头错位不应超过接头宽度的10%,接触面电流密度应符合设计要求;锡焊接头焊接应饱满,外观光洁.
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