660MW汽轮发电机定子绕组直流电阻不平衡原因分析及处理

660MW汽轮发电机定子绕组直流电阻不平衡原因分析及处理

张世杰

国家能源集团国电电力大同发电有限责任公司 山西大同 037043

【摘要】 本文对发电机定子绕组三相直流电阻不平衡的原因进行了详细的分析，通过对发电机定子绕组水电接头的处理，消除了直流电阻不平衡的安全隐患，提高了发电机运行的安全、可靠性。

【关键词】发电机；定子绕组；直流电阻；接头；隐患处理

一、概述:

某厂三期安装两台660MW机组，发电机型号为QFSN-660-2，三相同步汽轮发电机，冷却方式为水氢氢冷，额定有功功率660MW，额定电压20KV，额定电流22415A，功率因数0.85，定子绕组接线方式YY，定子槽数42槽，定子每槽导体数2，定子每相串联匝数7匝，2009年10月投产。

2015年10月，在该机组A级检修修前试验定子直流电阻测试时发现直流电阻相间差达到4.95%，相间差已远远超过1.5%，因此说明发电机定子绕组存在直流电阻不平衡缺陷。该发电机与2015年10月A级检修处理后，三相直流电阻达0.65% 在合格范围内。处理后运行中至今又出现直流电阻偏差达关注值。根据《电力设备预防性试验规程》要求：发电机定子绕组各相或各分支的直流电阻值，在校正了由于引线长度不同而引起的误差后，相互间差与初次（出厂或交接时）测量值比较，相差不得大于最小值的1.5%，超出要求者，应查明原因，相间差超过2%则必须彻底处理。经与哈尔滨电机厂、华北电科院、国电南环院及本厂技术人员共同研究分析认为该发电机定子绕组C相还存在直流电阻不平衡的缺陷。决定利用2021年8月份该机组A修，对该发电机C相水电接头全部进行处理。

处理后该发电机三相直流电阻偏差为0.7% 在合格范围内，历年该发电机定子直流电阻测试数据见表1.

表1 发电机定子直流电阻测试数据

二、直流电阻不平衡原因分析：

1、从该发电机运行状况分析，该发电机电气各项参数运行正常，未发现温度高、电流大等异常情况，发电机运行情况良好。发电机三相电流输出是平衡的，因此初步判断除发电机线棒接头连接处阻值可能存在偏差以外，线棒铜导体应该没有问题。

2、发电机直流电阻为毫欧级别，直流电阻很小。如果导电回路接触面发生氧化、连接不紧固或接触面有油污等原因，测量出发电机直流电阻的阻值应该较大。

3、利用停机机会，对绕组裸漏的导电回路检查，如引出线连接部位、中性电导电板测量位置均打磨氧化层后用测试专用卡子夹住后测试，直流电阻值均未明显变化。通过现场检查及哈尔滨电机厂技术人员以及电科院试验人员研究后认为定子线棒接头焊接处存在缺陷的问题较大。

4、从该发电机定子直流电阻测试数据分析，该发电机C相的定子绕组的直流电阻阻值较其他A、B两相大，认为C相的线棒端部接头存在开焊的可能性较大。

三、定子绕组线棒接头修复工艺：

3.1用螺丝刀、榔头、刀片等工具将线棒的环氧树脂填料及硅橡胶套剔除。

3.2用酒精对裸露连接股线、引水管与线棒固定卡子表面进行清洗处理。见附图：

3.3焊接前用防火布将引水管卡子（包括引水管）以及线棒下部做防火包扎，防止将其他部位绝缘烧损，焊接时加热端部连接股线，将专用焊丝在连接股线周围进行熔化后灌满股线缝隙，同时将连接股线固定螺丝紧固，防止加热后螺丝松动，焊接结束后关闭气源以及检查是否遗留火芯，检查无隐患后封闭定子膛。

3.4自然冷却24小时后，再次测量定子直流电阻，测量值为A相1.231mΩ，B相1.236mΩ，C相1.239mΩ，相间差最大值为0.65%，试验结果合格符合《电力设备预防性试验规程》要求。

3.5绝缘包扎时，先包2层硅胶橡胶自粘带，然后在整个水接头表面涂一层填充胶泥。引水管和水电连接之间距离用填充胶泥处理的涤纶毡填充。

3.6扣水盒绝缘套前，将胶泥填于绝缘套的角部，绝缘套的搭接面应平整，保持一致。绝缘搭接至少13mm。绝缘套与线圈绝缘的搭接距离至少30mm，绝缘套的引水管处延伸包扎硅橡胶自粘带及云母带到绝缘套外至少50mm。

3.7云母带包扎前用目测和手摸的方法检查并确认绝缘套内完全充实。

3.8整个绝缘他外面包云母带，组间包6层，相间包10层，层间刷53841YQ胶，外层绝缘表面刷两遍53841YQ。绝缘包完后，之间的最小间隙大于1mm，室温固化大于24小时。

3.9硅橡胶自粘带与云母带均为1/2叠绕。见附图：

四、结束语：

DL/T5961996《电力设备预防性试验规程》中规定：发电机大修时，必须测量定子绕组的直流电阻。其目的是：绕组在制造或检修中可能产生的接线连接错误、导线断股、焊接部分开焊等重要缺陷。另外，由于安装工艺问题造成的接头接触不良（如虚接、开焊），特别是在运行中长期受电动力的作用或短路电流的冲击后，使接头接触不良的问题更加恶化，进一步导致定子绕组过热，而使接头烧损，影响机组的安全稳定运行。

4.1加强机组的运行监视，对线棒出水温度发现异常的应立即查明原因，及时处理。
4.2加强工艺管理和人员培训，应加强发电机工艺管理，利用机组停运检修机会，应仔细检查接头，如有发空，应剥开检查、处理，对发电机定子绕组进行直流电阻测试跟踪检查，相间和历年的直流电阻差均不超过1%，超出时应查明原因，及时处理，提高检修人员技能水平，确保检修质量。

4.3根据工艺要求编制作业指导书，要求检修人员严格按照作业指导书工艺要求完成相关检修工作，保证检修质量，确保修后发电机的安全稳定运行。
4.4新投产机组首次大修时应对定子绕组端部的紧固件、端部填充毡、并联环引线夹板松动情况应彻底检查，必要时拆除紧固件释放应力后重新装配，以确保发电机各部件的良好状态。

4.5机组大修时按照《电力设备交接和预防性试验规程》进行全部试验，对发电机各部件的运行状况进行验证。

参考资料：

【1】DL/T 5961996，电力设备预防性试验规程

【2】防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义

【3】国家能源集团北京大同第二发电厂（国电电力大同发电有限责任公司）检修规程。