雷 鳴，田維平，丁世全

(四川二灘國(guó)際工程咨詢(xún)有限責(zé)任公司，四川成都 611130)

1 概述

錦屏二級(jí)水電站總裝機(jī)容量為8臺(tái)×600 MW/臺(tái) =4800MW，是世界上同類(lèi)型機(jī)組同等容量下水頭最高(額定水頭288m)的水輪發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)設(shè)備由天津阿爾斯通水電設(shè)備有限公司(ALSTOM)制造，定子繞組雙層布置，采用條式波繞組、三相六支路并聯(lián)、“Y”形連接接線(xiàn)方式。線(xiàn)棒在槽內(nèi)部分經(jīng)羅貝爾編織換位而成，線(xiàn)棒為VPI真空壓力浸漬成形，線(xiàn)棒接頭采用銀焊。定子下線(xiàn)工藝采用阿爾斯通總公司的絕緣規(guī)范、制造工藝和質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)。

2 發(fā)電機(jī)主要參數(shù)

發(fā)電機(jī)主要參數(shù)見(jiàn)表1。

3 定子繞組整體交流耐壓試驗(yàn)

3．1 試驗(yàn)項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)

3．1．1 定子繞組絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)?zāi)康?檢驗(yàn)定子繞組絕緣局部或整體受潮的程度和臟污，以及定子繞組絕緣的其它缺陷。

(2)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):絕緣電阻≥2．61MΩ(換算到100℃);吸收比≥1．6;極化指數(shù)≥2;平衡系數(shù)≤2。

3．1．2 定子繞組交流耐壓試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)?zāi)康?檢驗(yàn)發(fā)電機(jī)絕緣的耐電強(qiáng)度、機(jī)組絕緣，并能承受過(guò)電壓侵襲的能力。

(2)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):試驗(yàn)電壓為2Un+3=43(kV)，歷時(shí)1min。試驗(yàn)過(guò)程中，觀察定子繞組端部在1．1倍(22kV)線(xiàn)電壓下應(yīng)無(wú)明顯的電暈亮點(diǎn)和閃絡(luò)。

3．2 試驗(yàn)成果及分析

3．2．1 定子繞組交流耐壓試前絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)試驗(yàn)

由于試驗(yàn)容量大，測(cè)量時(shí)采用電動(dòng)兆歐表。試驗(yàn)時(shí)每相分別進(jìn)行，對(duì)全部測(cè)溫電阻及非試驗(yàn)相可靠接地。定子繞組交流耐壓試前絕緣電阻(吸收比、極化指數(shù))實(shí)測(cè)結(jié)果(實(shí)測(cè)溫度:22℃)及換算后的分析比較情況見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn):定子繞組交流耐壓前60s實(shí)測(cè)絕緣電阻值換算到100℃的值三相均為7．67 MΩ，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)≥2．61MΩ的要求;吸收比最小值為8．57，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范≥1．6的要求;極化指數(shù)最小值為3．33，滿(mǎn)足規(guī)范和設(shè)計(jì)≥2的要求;平衡系數(shù)為0，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)≤2的要求。因此，定子繞組的絕緣情況滿(mǎn)足進(jìn)行定子整體交流耐壓的要求，可以進(jìn)行定子耐壓試驗(yàn)。

3．2．2 定子繞組交流耐壓試驗(yàn)

當(dāng)對(duì)一相定子繞組進(jìn)行耐壓時(shí)，其余繞組、測(cè)溫電阻和機(jī)殼等可靠接地。試驗(yàn)前將試驗(yàn)電壓控制回路進(jìn)行過(guò)電壓及過(guò)電流整定。零起升壓至110%額定線(xiàn)電壓(22kV)，在黑暗狀態(tài)下觀察定子繞組端部無(wú)明顯的電暈亮點(diǎn)和閃絡(luò);逐步升壓，直到電暈出現(xiàn)，記錄起暈電壓。當(dāng)試驗(yàn)電壓升至43kV、歷時(shí)1min、無(wú)任何異常時(shí)試驗(yàn)通過(guò)。

(1)試驗(yàn)前試驗(yàn)設(shè)備容量計(jì)算:定子每相對(duì)地電容值(設(shè)計(jì)值):C0=1．783μF;電容電流:IC=UcωC=43 ×2πf×C0×10-3=24．07(A);試驗(yàn)設(shè)備輸入功率:P=S/Q=UcIC/10=43×24．07/10=103．5(kW);試驗(yàn)設(shè)備輸入電流:I=P/Ue=103．5/0．4=258．7(A)。

(2)試驗(yàn)設(shè)備:串聯(lián)諧振試驗(yàn)變壓器CHX(I)-L1650/55一臺(tái)(套);2500V電動(dòng)兆歐表ZC48-1一臺(tái);交直流分壓器SGB—100A一臺(tái);數(shù)字秒表一只;溫濕度計(jì)一只。

(3)試驗(yàn)接線(xiàn)情況見(jiàn)圖1。

(4)第一相(C相)交流耐壓試驗(yàn)中途終止情況簡(jiǎn)析。

在進(jìn)行第一相(C相)交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)試驗(yàn)電壓加升到35kV時(shí)，定子中性點(diǎn)銅環(huán)引出線(xiàn)出現(xiàn)急劇的爬、放電現(xiàn)象，為此，試驗(yàn)及時(shí)終止?，F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)中性點(diǎn)引出線(xiàn)在與中性點(diǎn)支架環(huán)氧玻璃布板接觸的部位有一個(gè)明顯的擊穿點(diǎn)。經(jīng)仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)設(shè)計(jì)意圖存在理解偏差。根據(jù)“支板”部件圖，要求在中性點(diǎn)支架環(huán)氧玻璃布板的“……范圍內(nèi)(兩面)及孔(出線(xiàn)孔)內(nèi)表面涂LL16防暈漆一層?！?。而在《定子繞組安裝說(shuō)明書(shū)》中多處提及“根據(jù)圖紙對(duì)繞組伸出端噴涂必要的電暈保護(hù)漆”。故部件圖和說(shuō)明書(shū)的技術(shù)要求存在偏差。因此，現(xiàn)場(chǎng)施工將中性點(diǎn)引出線(xiàn)、中性點(diǎn)支架環(huán)氧玻璃布板兩面及環(huán)氧玻璃布板出線(xiàn)孔內(nèi)表面均涂刷了一層LL16防暈漆，導(dǎo)致在主引出線(xiàn)加壓時(shí)中性點(diǎn)引出線(xiàn)通過(guò)LL16發(fā)生放電擊穿現(xiàn)象。

根據(jù)上述檢查、分析，現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)對(duì)所有分支中性點(diǎn)引出部位環(huán)氧玻璃布板的兩面及其出線(xiàn)孔內(nèi)表面、環(huán)氧玻璃布板和中性點(diǎn)裸露聯(lián)端子之間中性點(diǎn)引出線(xiàn)上涂刷的LL16防暈漆及C相中性點(diǎn)引出線(xiàn)上的放電擊穿點(diǎn)進(jìn)行了徹底清理和處理，再次重新加壓，C相加壓到43kV，歷時(shí)1min，順利通過(guò)。B相、A相也順利一次性通過(guò)交流耐壓試驗(yàn)。

(5)定子繞組交流耐壓試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

(6)由表3可見(jiàn):在定子繞組交流耐壓過(guò)程中，單相最低起暈電壓為29kV，符合設(shè)計(jì)＞22 kV的要求。1#機(jī)定子繞組三相均在43kV試驗(yàn)電壓下歷時(shí)1min耐壓通過(guò)。因此，定子繞組的整體交流耐壓試驗(yàn)合格。

3．2．3 定子繞組交流耐壓試驗(yàn)后絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)試驗(yàn)

定子繞組交流耐壓試驗(yàn)后絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)實(shí)測(cè)結(jié)果(實(shí)測(cè)溫度:22℃)及換算后分析比較情況見(jiàn)表4。

由表4可見(jiàn):定子繞組交流耐壓前60s實(shí)測(cè)絕緣電阻值換算到100℃的值三相均為7．67 MΩ，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)≥2．61MΩ的要求;吸收比最小值為8．57，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范≥1．6的要求;極化指數(shù)最小值為3，滿(mǎn)足規(guī)范和設(shè)計(jì)≥2的要求;平衡系數(shù)為0，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)≤2的要求。因此，定子繞組交流耐壓試驗(yàn)后絕緣情況良好。

4 試驗(yàn)總結(jié)與改進(jìn)

LL16漆是一種高阻漆，ALSTOM工藝要求定子裝配主引出線(xiàn)和中性點(diǎn)引出線(xiàn)絕緣支板、銅環(huán)支架絕緣墊塊均涂覆一層LL16漆，形成一種全防暈結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可使定子整個(gè)端部的電位趨于平衡，以減小機(jī)組運(yùn)行中電暈現(xiàn)象的產(chǎn)生。但是，由于中性點(diǎn)端部與支架環(huán)氧玻璃布板之間的電氣距離偏小，現(xiàn)場(chǎng)施工將中性點(diǎn)引出線(xiàn)、中性點(diǎn)支架環(huán)氧玻璃布板兩面及環(huán)氧玻璃布板出線(xiàn)孔內(nèi)表面均涂刷了一層LL16防暈漆，導(dǎo)致在主引出線(xiàn)加壓時(shí)，中性點(diǎn)引出線(xiàn)通過(guò)LL16發(fā)生放電擊穿現(xiàn)象。

ALSTOM主設(shè)、絕緣專(zhuān)家通過(guò)對(duì)定子整體交流耐壓試驗(yàn)的電暈電壓、極化指數(shù)等參數(shù)進(jìn)行分析后明確表示離中性點(diǎn)端子100mm的引出線(xiàn)絕緣表面(包括中性點(diǎn)支架環(huán)氧玻璃布板表面)不再涂刷LL16漆，對(duì)后續(xù)機(jī)組實(shí)施同樣要求。ALSTOM隨后將做圖紙改版。

5 主要工藝特點(diǎn)

錦屏二級(jí)水電站發(fā)電機(jī)定子繞組采用的防暈絕緣處理均是在下層線(xiàn)棒引出端、端箍、上層線(xiàn)棒引出端、跨接線(xiàn)、引線(xiàn)頭、銅環(huán)引線(xiàn)接頭處，包括支撐墊塊、斜邊墊塊(及其適形氈)完成絕緣包扎且在固化后的絕緣表面涂刷一層高電阻防暈漆LL16。這是與國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)定子下線(xiàn)絕緣工藝相比較為突出的特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)同類(lèi)型機(jī)組定子下線(xiàn)過(guò)程中，大多是對(duì)各部位進(jìn)行絕緣包扎時(shí)在每層絕緣包扎的表面涂刷高電阻防暈漆，在防止電暈的產(chǎn)生和影響的同等要求下，結(jié)合絕緣材料的優(yōu)越性，法國(guó)阿爾斯通的絕緣工藝存在明顯的省工、省時(shí)、高效的優(yōu)點(diǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

錦屏二級(jí)水電站1#機(jī)組發(fā)電機(jī)定子在安裝間完成機(jī)座組裝、鐵芯疊壓和鐵芯損耗試驗(yàn)后，吊入機(jī)坑進(jìn)行定子下線(xiàn)施工，于2012年3月15日一次性整體通過(guò)交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果優(yōu)于廠(chǎng)家標(biāo)準(zhǔn)。此臺(tái)機(jī)組定子下線(xiàn)的改進(jìn)工藝為后續(xù)7臺(tái)機(jī)組定子下線(xiàn)工作提供了成功的范例和寶貴的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也為其它類(lèi)型機(jī)組的制造工藝、下線(xiàn)工作提供了一定的參考。