350MW发电机定子绕组直流泄漏电流不平衡查找及原因分析

阻、吸收比以及定子绕组在不同直流耐压下的泄漏电流•发现2次都是由定子泄漏电流偏大引起的•机组于第2次 检修时更换了 12.30.31号槽下层绕组和1 1 .28.34号层槽上层绕组•并重新对绕组端部进行加固处理。通过本次

机组A级检修•彻底消除『该机〔相定子绕组泄漏电流不平衡的缺陷•满足DL/T 596 — 1996《电力设备预防性试 验规程》要求。关键词：350 MW发电机；泄漏电流；超标中图分类号:TM311 文献标志码：B 文章编号:1009-5306（2019）01-0044-04Detection and Reason Analysis of DC Leakage Currentof 350 MW Generator Stator WindingYANG Ming1 , JIANG Hao1 ,CUI Ming* , REN Zhiqun2 ・ WANG Chengshen2, SONO Tao2(1. State Grid Jilin Electric Power Co. . Ltd. Electric Power Research Inst it ute» Changchun 130021,China；2. Guodian Jilin Longhua Changchun No. 1 Thermoelectric Plant .Changchun 130114 ,China)Abstract: Aiming at the two problems of unbalaneed IX' leakage current of secondary winding of 350 MW generator in a power plant, the insulation resistance, absorption ratio and leakage current of the three-phase stator winding under different DC withstand voltages were tested, and it was found that the leakage current of the stator was both

caused by overproof of large leakage current. During the second unit overhau 1・ the lower windings of slots 12 ♦ 30

and 31 and the upper windings of slots 11, 28 and 34 were replaced, and the ends of the windings were reinforced

again. Through this A-level overhaul of the unit. the defect of unbalanced leakage current of the three-phase stator winding of the unit has been completely eliminated, and the requiremenls of DI, T 596 - 1996 Preventive Test C'ode for Power Equipment have been met.

Key words： 350 MW generator； leakage current ；overproof发电机绕组直流泄漏电流若有不平衡，会引发

述.为同型号发电机处理类似缺陷提供借鉴。端部绝缘缺陷，进而导致绕组端部出现放电击穿现

象⑷。某发电厂发电机型号为QFSN-350-2,于

1 B级检修泄漏电流不平衡查找及处理2015年8月.机组B级检修时发现在2. 5倍额

定电压下.定子绕组泄漏电流三相之间的差别达到

2011年12月投入系统运行,2015年和2017年先后

两次在机组检修期间发现绕组直流泄漏电流不平衡

问题，通过测试三相定子绕组绝缘电阻、吸收比

J以及定子绕组在不同直流耐压下的泄漏

电流，最终在2017年A级检修时彻底解决了这一 问题。本文即针对这一缺陷的两次处理过程进行阐 收稿日期:2018-12-11862%。（标准为100%）。经过现场处理后，进行发

电机定子泄漏电流和直流耐压试验偏差仍然不合

作者简介：杨明（1971）,男.高级工程师，从事高压试验技术研究工作。• 44 •2019年2月第47卷 第1期（总第260期）吉林电力Jilin Electric PowerFeb.2019Vol. 47 No. 1(Ser. No. 260)格.即缺陷未能真正消除.经研究决定，计划在下次 机组A修时彻底消除缺陷。11 2015年机组B级检修前试验数据在2015年8月机组进行B级检修.在修前进行

三相定子绕组绝缘电阻和泄漏电流及直流耐压试 验，额定电压U„ = 20 kV,定子绕组绝缘电阻&”（60

s）与R“（15 s）的比值分别为3. 71 GC/2.04 GC（比

值 1. 81）、4. 19 Gfl/1. 39 GO （比值 3. 01）、5. 09

Gd/2. 04 Gn（比值2. 49）,可以看出，三相定子绕组

绝缘电阻（Rg、R“）和吸收比均满足DL/T 596

1996《电力设备预防性试验规程》要求。B级检修前

定子绕组在不同直流耐压下的泄漏电流见表1.表1 B级检修前定子绕组在不同直流耐压下的泄漏电流

“A直流耐压/kV相别0.5 Un1.0 S1. 5 Un2.0 S2.5 口A245715B241445 〜125C234713由表1可以看出，B相定子绕组泄漏电流偏大，

定子绕组泄漏电流不平衡达到了 793%,不满足

DL/T 596- 1996 的要求。1.2 2015年机组B级检修B相泄漏电流偏大查找对可能引发故障的原因采用清洗端部、表面电 位试验、拆除怀疑夹件、紫外成像、敲击法和卤素气

体检测均未发现异常，最后采用定子绕组二分之一 分割法才最终查找到。a. 确定查找所使用的仪器：首先将发电机定子

空芯导线内的水用干燥的压缩空气吹干，然后用普 通型直流耐压试验装置.对该机三相定子绕组进行

直流耐压试验，通过试验结果发现，三相定子绕组泄

漏电流值与通水情况下试验数据基本相同，这样就 可采用该装置进行B相定子绕组泄漏电流偏大的

查找工作。b. 排除引出线、中性点套管：为了排除引出线

和中性点套管存在缺陷.影响到B相定子绕组泄漏 电流偏大，在拆除引出线和中性点套管的连接线后，

对B相定子绕组进行了泄漏电流和直流耐压试验， 试验结果，在试验电压40 kV下.泄漏电流在280〜

320 #A摆动，说明引出线和中性点套管对B相定子

绕组泄漏电流偏大无影响。c. 绕组分割：首先将B相绕组将两个并联之路

分开，即22号槽上至30号槽上层和3号槽上至49 号槽上层实心导线分割（焊）开，分别进行定子绕组

泄漏电流和直流耐压。通过试验发现，在试验电压

在30 kV时.22号槽上至30号槽上之间绕组的泄 漏电流最大为4 “A；而3号槽上至49号槽上层之 间绕组的泄漏电流达到100 “A,说明影响B相绕组

泄漏电流部位在3号槽上至49号槽上层绕组之间。

为了进一步查找B相定子绕组泄漏电流偏大部位，

将3号槽上至49号槽上层绕组分两组，并按照“二 分之一分割法”将实心导线焊（割）开，分别进行定子 绕组的泄漏电流和直流耐压试验.然后通过试验结 果来判断在哪两个槽之间，按照该分割法将实心导 线割开，再进行定子绕组的泄漏电流和直流耐压试

验.通过试验结果来判断在哪两个槽之间，以此类 推。最后.通过对28号槽下和29号槽下定子绕组

的泄漏电流和直流耐压试验结果的对比，在试验电

压20 kV下.28号槽下层绕组的泄漏电流在1 mA, 而29号槽下层绕组的泄漏电流就达到了 21 mA,29

号槽下层绕组的泄漏电流是28号槽下层绕组的21

倍.由此判断影响B相泄流电流偏大位置就是29 号槽下层绕组。d.留在槽内的绕组泄漏电流和直流耐压试验：

抬出29号槽下层绕组后，对留在槽内的B定子绕

组进行交流耐压试验.交流试验电压为34. 4 kV,时

间为1 min,通过。然后对留在槽内的三相定子绕

组施加不同倍数的额定电压，测得不同直流耐压下 的泄漏电流，见表2。表2绕组分割法测得的定子绕组在不同直流耐压下的泄漏电流

mA直流耐压/kV相别0.5 S1.0 Un1. 5 5A1. 76.549. 0B3. 530. 0160. 0C0. 54.029. 0通过表2可以看出，试验电压为30 kV（l. 5

U”）时.B相绕组泄漏电流达到160 \"A.B相绕组的

泄漏电流是A泄绕组漏电流的3. 27倍.是C相泄

漏电流的5. 52倍，这说明留在槽内的B相定子绕

组绝仍然存在缺陷，但由于检修工期、供热等方面原

因•未再进行下一步查找。1 3 2015年机组B级检修处理结果在本次查找B相绕组泄流电流偏大过程中，认

• 45 •2019年2月第47卷第1期（总第260期）吉林电力Jilin Electric PowerFeb.2019Vol. 47 No. 1(Ser. No. 260)为29号槽下层绕组是影响B相绕组泄流电流偏大 绕组，于是将29号下层绕组进行更换.并按照定子

所有已拆开的绕组使用硅橡胶带进行端部绝缘处

理,将绝缘引水管拆除后，封堵空心导线的水接头， 这样使定子绕组与外部水回路断开，排除了内冷水

绕组下线和加固工艺.对抬出的绕组重新下线、焊 接、连接绝缘引水管、包扎手包绝缘、扣云母盒.端部 绑扎、烘干固化、端部绕组表面喷漆等。处理后对该

对定子绕组泄漏电流的影响。按照定子绕组的接线图.将B相定子绕组分为

机组三相定子绕组绝缘电阻和泄漏电流及直流耐压 试验.试验结果，在三相定子绕组绝缘电阻绝缘和吸

2个分支（双Y）：第1个分支为3号槽上至49号槽

上；第2个分支为30号槽上至22号槽上。收比合格情况下，三相定子绕组的泄漏电流仍然不

a. 首先对B相定子绕组第2分支30号槽上至 22号槽上绕组进行定子绕组泄漏电流和直流耐压

试验。在试验电压50 kV下，泄漏电流为175 mA, 说明B相绕组泄流电流偏大部位不在第2分支30

平衡.B相绕组的泄漏电流与修前相比没有变化。 由此得出.在本次查找B相定子绕组的泄漏电流偏 大过程中.未消除B相定子绕组的泄漏电流偏大的

缺陷，待下次机组A机检修中进行处理。号槽上至22号槽上之间。b. 然后对B相定子绕组第一分支3号槽上至

2 A级检修泄漏电流不平衡查找及处理2017年8月，该机组经过两年运行后进行了 A

级检修。检修前在2. 5倍额定电压下定子绕组泄漏

49号槽上绕组进行定子绕组泄漏电流和直流耐压，

试验结果，当试验电压加到50 kV时，泄漏电流已 大到711 “A.当试验电压加到60 kV时，发生定子

绕组发生了放电现象。由此判断.影响B相泄漏电 流值偏大的位置，应在3号槽上至49号槽上之间。电流和直流耐压试验.三相定子绕组泄流电流之间 差别达到38倍。c. 为了进一步查找B相泄漏电流值偏大的位置

和槽号，将第1分支3号槽上至49号槽上定子绕组

2. 1 2017年机组A级检修前试验数据在2017年8月机组进行A级检修，在A级检 修前进行定子绕组绝缘电阻和泄漏电流及直流耐压

分成2组：其中1组为（3号槽上至53号槽匕）；2组

为（31号槽下至27号槽下），对两组绕组分别进行

试验，三相定子绕组绝缘电阻Rz/R「分别为2. 73

定子绕组泄漏电流和直流耐压.其中一组试验结果， 在试验电压50 kV下，泄漏电流为206 “A.说明B

Gn/4. 54 GQ（比值 1. 66） ,2. 96 GC/1. 38 GC（比值

2. 13）,1. 22 GH/0. 79 GO（比值 1. 54）。A 级检修

前定子绕组在不同直流耐压下的泄漏电流见表3。表3 A级检修前定子绕组在不同直流耐压下的泄漏电流

mA相绕组泄流电流偏大部位不在3号槽上至53号槽 上之间。d. 测量2组31号槽下至27号槽下的9根绕组

的绝缘电阻，其绝缘电阻为零，将31号槽下至27号

直流耐压/kV相别槽下所有联接的实心导线焊开，测量30号下槽绕组

0.5 Un1.0 U“1. 5 U„2.0 S2.5 Un180的绝缘电阻值为零.而其他槽绕组的绝缘电阻值都

AB（、43712 〜30no330在2 500 M（1以上，由此判断，影响B相泄漏电流偏 大部位应是30号槽下层绕组。171307450〜550e. 为了进一步验证30号下槽绕组是影响B相

泄漏电流值偏大槽号.将30号下槽绕组抬出.分别

251014对剩下的两组（31号槽下至27号槽下）8根和一组

通过表3可以看出.除上次未处理好的B相定 子绕组的泄漏电流偏大外.又发现了 A相定子绕组 的泄漏电流也偏大。（3号槽上至53号槽上）9根定子绕组泄漏电流和直

流耐压进行试验，试验结果表明.在试验电压50 kV

下.泄漏电流为140 “A,泄漏电流值与查找过程中 泄漏电流值相比•没有明显变化。由此确定影响B

2.2 2017年机组A级检修B相泄漏电流偏大查找鉴于2015年机组B级检修经验.直接在定子

相泄漏电流值偏大的部位就是30号槽下层绕组。绕组不通水情况下，采用定子绕组的“二分之一”分

2 3 2017年机组A级检修A相泄漏电流偏大查找对于A相定子绕组泄漏电流偏大的查找方法

割法。但此次的查找方法与上次查找方法不同的 是：拆除所有A、B相所涉及绕组端部绝缘盒.拆绝 缘引水管.焊开上、下层联接实心导线和水接头.对

与B相绕组的查找方法相同.也是采用绕组“二分

之一分割法”进行查找.根据该方法，最后确定A相

・46・2019年2月第47卷第1期（总第260期）吉 林 电 力Jilin Electric PowerFeb.2019Vol. 47 No. 1(Ser. No. 260)13下、34上、12下号槽的绕组为缺陷绕组。为了进

一步确定在哪个绕组中，将焊开13下、34上、12下

号槽绕组的实心导并联环.分别对三根绕组进行不

同直流耐压下的泄漏电流测试，试验结果见表4。由表4可见.13号槽下绕组在试验电压50 kV

（2.5 U”）时.泄漏电流为23卩A.而34号槽上和12

号槽下绕组在试验电压50 kV下.泄漏电流值分别

是13号槽下绕组泄漏电流的13. 30倍和15.04倍. 可见，引起A相绕组泄漏电流偏大部位就是34号 槽上层和12号槽下层2个绕组。表4 A相定子绕组在不同直流耐压下的泄漏电流“A直流耐压/kV0. 5 S1.0 L7n1.5 S2.0 Un2.5 Un13号槽下001192334号槽上094216730612号槽下08651883462.4更换新绕组的直流电压和泄漏电流试验由于对留在槽内的单根绕组要进行泄漏电流和

直流耐压试验，但泄漏电流和试验电压值都没有标 准；在槽内单根绕组漏泄电流数值（已排除水回路的

影响）的范围是多大时.才能判断绕组为合格。为此 在膛外对6根新绕组进行了泄漏电流和直流耐压试 验，试验结果，在试验电压在60 kV时，新绕组的泄

漏电流值在12 mA左右。结果可作为留在槽内单

根绕组泄漏电流和直流耐压试验参考。在本次查找和处理B、A相定子绕组泄漏电流 偏大过程中，更换了 12、30、31号槽下层绕组和11、

28.34号层槽上层绕组，并重新对绕组端部的加固

处理后，进行了三相定子绕组绝缘电阻和泄漏电流 及直流耐压试验。通过试验结果，三相定子绕组绝 缘电阻和吸收比合格，在试验电压50 kV下，三相

定子绕组泄漏电流平衡.泄漏电流值均在10 以

下，满足DL/T 596 1996的要求。通过本次机组A级检修.彻底消除了该机三相定子绕组泄漏电流

不平衡的缺陷。3定子绕组泄漏电流偏差大原因分析通过对30号槽下层绕组端部绝缘解体过程中 发现.端部绕组R处绝缘层较松散，存在较多空隙.

结合定子绕组直流耐压试验结果分析认为：发电机

定子绕组泄漏电流偏差大的原因是绕组端部在制作 过程中.因为端部绝缘（R的拐角处绝缘不容易包 扎）包扎不实、固化不好以及防晕层施工工艺原因，

加之结构上绕组端部R处场强较集中.在试验电压

下.场强集中导致绕组端部低阻向高阻过渡段防晕 层发生局部放电.进而产生表面放电.当表面放电发

展到一定程度时，沿绕组外端到低阻防晕端的方向. 绕组的表面电流增大，表现为直流耐压试验过程中 直流泄漏电流增大，随着试验电压升高时.其泄漏电 流继续增大，如果发电机机内氢气湿度大，端部绝缘

存在缺陷，承受不了较大的泄漏电流时，最终会导致 绕组端部出现放电击穿现象。4结束语在两次查找发电机定子绕组泄漏电流偏差大的 处理过程中，为了能准确查出水内冷发电机定子绕

组泄漏电流偏差大部位，彻底消除缺陷，应注意如下

问题：查找过程中.水内冷发电机的定子绕组绝缘电

阻和吸收比的测量，不能真正地反映发电机定子绕 组绝缘状况（水回路和水质等方面的影响）；如条件

允许，应尽量将发电机绝缘引水管拆除.将空心导线 吹干.排除内冷水对定子绕组漏泄电流试验数据的

影响.同时应注意试验环境温度、条件等对试验结果 的影响；在查出定子绕组直流漏泄电流偏大部位后， 应对留在槽内该相绕组进行单根绕组应进行泄漏电 流和直流耐压试验，漏泄电流不应大于20 \"A；在两

次查找定子绕组泄漏电流不平衡过程中，在定子绕 组不通水情况下，将定子空心导线内存的水，应用干

燥的压缩空气吹干.采用普通型直流耐压试验装置，

并应用“二分之一分”割法是可行的。参考文献：[1] 钟祖杰•张丽梅•发电机定子绕组泄漏电流不平衡率超

标分析及处理[J].广西电力,2016,39（6）:35-38.[2] 宁峻，曾雅琼.廖坊电厂发电机泄漏电流不平衡处理

[J].江西电力.2011,35（2）:41-42.[3] 崔孝强.杨宝梁.牟明.小山电站1号机组定子绕组泄

漏电流不平衡原因分析[J].水电与抽水蓄能.2012,35（2）:51-52.

（编辑李健平）• 47 •