TS550/79-28型发电机定子线圈绝缘击穿的应急处理方法
2006-08-25 16:28:10 来源：石家庄混合蓄能水电厂
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电力18讯： 作者：刘占京
摘要：介绍了TS550/79-28型发电机在运行中定子线圈一点接地事故发生后,一种非常规的线圈应急处理方法。
关键词：发电机 定子线圈 接地 非常规 处理方法
岗南3号发电机型号为TS550/79-28，于1960年3月29日投运，到2001年已运行41年，发电机定子铁心和线圈性能变差。2001年10月11日， 3号发电机在运行中突发C相上层边第77号槽线圈接地事故，机组停机。
1 用常规的方法更换绝缘击穿线圈存在的问题
若3号发电机采用常规办法更换接地的线圈，应拔出绝缘击穿接地的线圈，然后换上新线圈。由于线圈为圈式多匝线圈，节距为1-9，所以必须起开至少8个线圈。由于线圈已运行40多年，绝缘变脆、发胖，起开的线圈绝缘都会受到破损。用常规的更换接地线圈的办法在当时已经不能使用。机组接地停机的时间已到10月末，距年底只有72天，完成年度发电任务还差775万千瓦时电量。如果全部更换线圈，检修工期长，3号机年内不能发电，加重了完成年度发电任务的难度。再者，当时已有某重型机器厂更换线圈人员到现场，该厂已经了解到我厂迫切更换线圈的心理状况，在市场经济环境下，自然会提高更换线圈的要价。（2002年招标更换3号机定子铁心和线圈，几个厂家报价从一百几十万元到二百七十万元。）如果通过研究分析，能找出较合理的非常规的方法处理线圈接地故障，使机组尽早恢复运行，一则有利于我厂完成年度发任务，二则更有利于留有充分的时间进行招投标，降低成本。另外，根据目前定子铁心局部松动、短路、折断的问题，采取较合理的非常规的方法处理线圈故障，能为以后全部更换定子铁心和线圈安排合适的时间。
2 用对称法甩掉包括C相上层边第77号槽线圈在内的各支路6个线圈的可行性
岗南3号发电机定子线圈主要参数:槽数264，极数28,节距1-9，双Y形接线，每支路44个元件，每个元件为圈式多匝型。线圈连接如图所示。
对于三相发电机，对称地甩掉包括第77号槽上层边C相线圈在内各支路6个线圈后，要实现机组稳定运行，从理论上必须保证：
(1)甩掉线圈后每个Y形连接线圈中三相电势对称，即各相电势大小相等、相角互差为1200，并且要使两个Y形连接线圈中各相两个并联线圈中电势大小相等。此时，两个Y形线圈中点的机组横差保护电流互感器中电流为零。
(2)甩掉的6个线圈元件沿圆周均布或按机组中心线径向对称，运行中使转子在径向受磁拉力平衡，不增加轴承受力，定子受力趋于均匀，机组运行中不会加大震动。
(3)甩线圈后，在每个支路中甩掉线圈处,把两断开点连接起来形成完整支路，使各线圈连接相序正确，同一磁极沿整个气隙一周能依次扫过A、B、C各极相组线圈。
(4)甩掉的线圈必须保持在开路状态。
由于发电机第77号槽上层边C相线圈击穿接地，根据保证条件，必须甩掉第77号槽上层边C相线圈和与其对称的其它5个线圈。考虑到同相两个支路甩掉的两个线圈按定子圆心方向对称，且原线圈各相线圈按槽数沿圆周各槽均匀分部，因此选甩掉上层边槽号是77和209的C相两个线圈、上层边槽号是121和253的B相两个线圈、上层边槽号是33和165的A相两个线圈。甩掉的六个线圈元件位置如图所示。
甩掉线圈后，需要验证被甩掉线圈的槽号和相邻线圈相序正确性，防止误甩线圈：
某磁极依次扫过A1相上层第33 - 35号槽线圈、B2相上层第36 - 38号槽线圈、C2相上层第39 - 41号槽线圈。某磁极依次扫过A2相上层第165- 167号槽线圈、B1相上层第168 - 170号槽线圈、C1相上层第39 - 41号槽线圈。
某磁极依次扫过B 1相上层第121 - 123号槽线圈、C 1相上层第124 - 126号槽线圈、A2相上层第127 - 129号槽线圈。某磁极依次扫过B2相上层第253-255号槽线圈、C2相上层第256-258号槽线圈、A 1相上层第259 - 261号槽线圈。
某磁极依次扫过C 1相上层第77 -79号槽线圈、A2相上层第80 - 82号槽线圈、B1相上层第83 - 85号槽线圈。某磁极依次扫过C 2相上层第209- 211号槽线圈、A 1相上层第212 - 214号槽线圈、B 2相上层第215- 217号槽线圈。
这样，能保证各相电势对称，且甩掉的线圈沿圆周均匀分部不会增大机组震动，不增加轴承受力，机组运行稳定。
不足之处和相应措施：由于每支路有44个元件，每支路甩掉1个元件后正常励磁条件下机组电压会降低，对于机相组为3个线圈时，机组电压会降低2.3% UFe，机组最高运行电压、最低运行电压都降低2.3%，而根据规程规定机组容量不会降低。因此，为保证机组的安全，必须对机组某些保护定值作相应的改变，如过电压保护、低压闭锁过电流保护、强励和强减励磁定值也需相应地降低2.3%。调整机组出线变压器高压侧分头，使低压侧电压降低2.5%为宜。
3 用非常规方法处理定子线圈后
摘要：介绍了TS550/79-28型发电机在运行中定子线圈一点接地事故发生后,一种非常规的线圈应急处理方法。
关键词：发电机 定子线圈 接地 非常规 处理方法
岗南3号发电机型号为TS550/79-28，于1960年3月29日投运，到2001年已运行41年，发电机定子铁心和线圈性能变差。2001年10月11日， 3号发电机在运行中突发C相上层边第77号槽线圈接地事故，机组停机。
1 用常规的方法更换绝缘击穿线圈存在的问题
若3号发电机采用常规办法更换接地的线圈，应拔出绝缘击穿接地的线圈，然后换上新线圈。由于线圈为圈式多匝线圈，节距为1-9，所以必须起开至少8个线圈。由于线圈已运行40多年，绝缘变脆、发胖，起开的线圈绝缘都会受到破损。用常规的更换接地线圈的办法在当时已经不能使用。机组接地停机的时间已到10月末，距年底只有72天，完成年度发电任务还差775万千瓦时电量。如果全部更换线圈，检修工期长，3号机年内不能发电，加重了完成年度发电任务的难度。再者，当时已有某重型机器厂更换线圈人员到现场，该厂已经了解到我厂迫切更换线圈的心理状况，在市场经济环境下，自然会提高更换线圈的要价。（2002年招标更换3号机定子铁心和线圈，几个厂家报价从一百几十万元到二百七十万元。）如果通过研究分析，能找出较合理的非常规的方法处理线圈接地故障，使机组尽早恢复运行，一则有利于我厂完成年度发任务，二则更有利于留有充分的时间进行招投标，降低成本。另外，根据目前定子铁心局部松动、短路、折断的问题，采取较合理的非常规的方法处理线圈故障，能为以后全部更换定子铁心和线圈安排合适的时间。
2 用对称法甩掉包括C相上层边第77号槽线圈在内的各支路6个线圈的可行性
岗南3号发电机定子线圈主要参数:槽数264，极数28,节距1-9，双Y形接线，每支路44个元件，每个元件为圈式多匝型。线圈连接如图所示。
对于三相发电机，对称地甩掉包括第77号槽上层边C相线圈在内各支路6个线圈后，要实现机组稳定运行，从理论上必须保证：
(1)甩掉线圈后每个Y形连接线圈中三相电势对称，即各相电势大小相等、相角互差为1200，并且要使两个Y形连接线圈中各相两个并联线圈中电势大小相等。此时，两个Y形线圈中点的机组横差保护电流互感器中电流为零。
(2)甩掉的6个线圈元件沿圆周均布或按机组中心线径向对称，运行中使转子在径向受磁拉力平衡，不增加轴承受力，定子受力趋于均匀，机组运行中不会加大震动。
(3)甩线圈后，在每个支路中甩掉线圈处,把两断开点连接起来形成完整支路，使各线圈连接相序正确，同一磁极沿整个气隙一周能依次扫过A、B、C各极相组线圈。
(4)甩掉的线圈必须保持在开路状态。
由于发电机第77号槽上层边C相线圈击穿接地，根据保证条件，必须甩掉第77号槽上层边C相线圈和与其对称的其它5个线圈。考虑到同相两个支路甩掉的两个线圈按定子圆心方向对称，且原线圈各相线圈按槽数沿圆周各槽均匀分部，因此选甩掉上层边槽号是77和209的C相两个线圈、上层边槽号是121和253的B相两个线圈、上层边槽号是33和165的A相两个线圈。甩掉的六个线圈元件位置如图所示。
甩掉线圈后，需要验证被甩掉线圈的槽号和相邻线圈相序正确性，防止误甩线圈：
某磁极依次扫过A1相上层第33 - 35号槽线圈、B2相上层第36 - 38号槽线圈、C2相上层第39 - 41号槽线圈。某磁极依次扫过A2相上层第165- 167号槽线圈、B1相上层第168 - 170号槽线圈、C1相上层第39 - 41号槽线圈。
某磁极依次扫过B 1相上层第121 - 123号槽线圈、C 1相上层第124 - 126号槽线圈、A2相上层第127 - 129号槽线圈。某磁极依次扫过B2相上层第253-255号槽线圈、C2相上层第256-258号槽线圈、A 1相上层第259 - 261号槽线圈。
某磁极依次扫过C 1相上层第77 -79号槽线圈、A2相上层第80 - 82号槽线圈、B1相上层第83 - 85号槽线圈。某磁极依次扫过C 2相上层第209- 211号槽线圈、A 1相上层第212 - 214号槽线圈、B 2相上层第215- 217号槽线圈。
这样，能保证各相电势对称，且甩掉的线圈沿圆周均匀分部不会增大机组震动，不增加轴承受力，机组运行稳定。
不足之处和相应措施：由于每支路有44个元件，每支路甩掉1个元件后正常励磁条件下机组电压会降低，对于机相组为3个线圈时，机组电压会降低2.3% UFe，机组最高运行电压、最低运行电压都降低2.3%，而根据规程规定机组容量不会降低。因此，为保证机组的安全，必须对机组某些保护定值作相应的改变，如过电压保护、低压闭锁过电流保护、强励和强减励磁定值也需相应地降低2.3%。调整机组出线变压器高压侧分头，使低压侧电压降低2.5%为宜。
3 用非常规方法处理定子线圈后
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