三峡左岸电站水内冷发电机绝缘电阻测量问题分析.docx

(湖北省电力试验研究院,湖北武汉430077)摘要:三峡左岸电站安装的是进口超大型水轮发电机,定子线圈采用水内冷方式,投运以来一直未能准确测量定子线圈绝缘电阻。对测量误差产生的原因进行了分析,介绍了在5台机上的试验研究情况,并根据试验结果提出了分析意见。关键词:三峡电厂;水轮发电机;水内冷定子线圈;绝缘电阻测量中图分类号:TM312;TM934.3文献标识码:B文章编号:1006-6519(2007)03-0031-04AnalysisonInsulationResistanceMeasurementofWaterCoolingStatorWindingGeneratorintheThree-gorgesPowerPlantCHENMing铁心有510槽(1020根线棒),5个并联支路,共175个水支路,每6根线棒为1个支路(有3个水支路为4根线棒),另有4个出线环管支路。两种机型出水总管绝缘法兰的直径均为150mm,绝缘法兰厚度为3mm。VGS型发电机定子线圈的空心导线为铜质材料,为减小内冷水产生的腐蚀作用,必须在纯水中加一定的碱,因此导电率较大,一般运行值为1.7μS/cm。ALSTOM型发电机定子线圈的空心导线为不锈钢材料,抗腐蚀性较好,故导电率可保持较低值,一般运行值为0.12μS/cm。问题的提出测量发电机定子绕组的绝缘电阻,是检查发电机定子绕组绝缘状况的最简单和最常用的方法,无论在发电机投运、检修、绝缘试验还是日常运行开机都是必须要进行的项目,在各类有关标准和规程中对定子绕组的绝缘电阻值都有相应的要求。因此准确测量发电机定子绕组的绝缘电阻,是保证发电机安全运行的必不可少的手段。三峡左岸电厂装有14台700MW的超大型水轮发电机组,发电机的定子线圈是水内冷方式,即冷却水从定子线棒的内部空心导线中流过。该厂发电机自投运以来,在对发电机进行定子线圈绝缘电阻测量时,发现绝缘电阻值分散性很大,有时甚至多台发电机测得的绝缘电阻值接近零,导致长期无法根据测量绝缘电阻来判断发电机在开机前的定子线圈绝缘状况。由于该厂发电机的体积大和水回路多等一些结构上的特殊性,该问题一直未能得到有效解决。因此,在2005年底至2006年初长江枯水季节这一时段,对该问题进行试验研究以确定解决该问题的办法。1问题分析对于水内冷方式的定子线圈,由于冷却水管在外部是接地的,在测量定子线圈绝缘电阻时电流会通过冷却水流向接地,从而分流了流经兆欧表检流计的电流,引起测量误差。因此,对定子线圈水内冷发电机通水测量绝缘电阻时,应使用低压屏蔽法原理的专用兆欧表,将流经冷却水的电流屏蔽掉,使流经检流计的电流仅为通过线圈绝缘的泄漏电流。定子线圈水回路结构原理和绝缘电阻测量示意图见图1。3设备的结构特点三峡左岸电厂装的14台700MW水轮发电机组,根据结构特点可分为两种机型:其中6台(1、2、3、7、8、9号)为VGS机型,8台(4、5、6、10、11、12、13、14号)为ALSTOM机型。ALSTOM机组定子铁心有540槽(1080根线棒),5个并联支路,共210个水支路,其中线棒回路180个,出线环管30个;VGS机组定子2图1定子线圈水回路结构原理和绝缘电阻测量示意图收稿日期:2007-04-05作者简介:陈明(1955-),男,湖南湘乡人,高级工程师,长期从事电机试验研究工作.华中电力2007年第3期第20卷图中:RY-绝缘引水管等效电阻;RH-汇水管绝缘法兰等效电阻;C-倍压电容对目前采用标准的分析目前电厂测量发电机绝缘电阻的标准是由制造厂(外方)提出的,即用1000V普通兆欧表测量定子线圈绝缘,其绝缘电阻值不小于0.2MΩ。根据图1的定子线圈水回路结构特点,如果用普通兆欧表测量定子线圈绝缘电阻,则相当于图1中①和②点之间的屏蔽线断开,检流计接至高压侧,则测量绝缘电阻的电路原理图可简化为图2形式。由图2可看出线圈主绝缘等效电阻与水回路电阻是并联的,测量绝缘电阻时兆欧表要向两条回路提供电流,测量的也是两条回路的并联电阻。按施加1000V直流电压计算,当绝缘电阻为0.2MΩ时,兆欧表必须提供5mA电流,现在电厂使用的普通电子式兆欧表,最多只能提供1～3mA左右电流,因此当绝缘电阻真正只有0.2MΩ时,由于兆欧表的负载能力太小,此时测得的绝缘电阻值是一个虚假的结果。因此对于制造厂提出的“用1000V普通兆欧表测量定子线圈绝缘,其绝缘电阻值不小于0.23.1图3专用兆欧表测量绝缘电阻原理图由图3可知,通过RX的电流是先流进地(铁心)后,再通过RH和检流计两条回路流回兆欧表电源端。因此流经检流计的电流并不是真正通过RX的电流,也就是兆欧表测得的不是真正的线圈绝缘电阻,而是RH分流后的电阻值。这说明RH的大小会影响到绝缘电阻测量的准确度,只有当RH检流计内阻时才能满足一定的