(西安中车永电捷力风能有限公司 陕西西安 710016)
摘要：发电机具有良好的绝缘电阻，在绝缘电阻的作用下能够更好的促进直驱发电机运行，确保电力系统的安全。但是从发展实际情况来看，直驱发电机定子回路绝缘电阻偏低现象时有发生，干扰了电力系统的稳定。为此，文章结合某直驱发电机绝缘电阻运行规定要求和运行过程中电阻偏低现象和原因，为如何优化处理直驱发电机定子回路绝缘电阻偏低的问题进行策略分析。
关键词：直驱风力发电机；定子回路；绝缘电阻偏低；处理
从当前电力系统运行发展实际情况来看，我国普遍采用水、氢、氯冷却的方式对大型发电机组进行冷却。直驱式风力发电机组的风轮直接驱动发电机，主要由风轮、传动装置、发电机、变流器、控制系统等组成。在操作的过程中为了防止发电机内部的泄露气体或者外部空气进入到发电机的内部，一般需要对发电机进行密封处理。某大型发电机是当地汽轮发电机公司生产的，发电机的额定功率为135MW，出口额定电压为15.75KV，直驱式风力发电机发电机冷却方式是风冷技术，定子绕组采用F级环氧粉云母带连续绝缘设备，绝缘之后经模加热固化形成，使得整个发电机显示出良好的绝缘性能。在多次使用该发电机之后发现，发电机在多次开机的过程中都出现了发电机定子绝缘低的问题，严重影响了机组的启动。为此，文章结合发电机的实际应用情况，就如何解决直驱发电机定子回路绝缘电阻偏低问题进行探究。
某电厂一号、二号发电机是当地电气集团股份有限公司生产的，型号为QFSN-300-2，额定容量为300MW，出口额定电压20kV，冷却方式是水氢氢，定子绕组应用F级环氧粉云母带连续绝缘，绝缘之后经过模压加工固化形成。在发电机检修之后如果停机时间较长则是需要测量发电机定子及励磁系统回路绝缘电阻，测量发电机定子回路绝缘之前还需要拉开发电机所属的PT刀闸，拆除发电机定子汇水管的连接片，验明回路是否出现电压，在放掉静电之后进行接下来的操作，从而确保发电机具备良好的绝缘电阻。
一、直驱发电机定子回路绝缘电阻结构设计
绝缘结构在运行过程中需要经受电气、机械、热、环境等因素的考验。直驱发电机定子回路绝缘电阻可以概括为绝缘材料的合理选择和使用问题。第一，匝间绝缘。绕制电机线圈的每一圈是一匝，匝和匝之间被称作是匝间绝缘。大容量电机的设计一般应用了绕包线，直驱发电机定子回路绝缘电阻的匝间绝缘是导线的绕包材料，在具体设计的时候需要考虑热性能、机械性能、电性能等因素。第二，主绝缘。主绝缘是指绕组对机身和绕组间的绝缘。永磁直驱低压风力发电机对地绝缘包含线圈绝缘和槽绝缘两种。线圈绝缘一般应用耐热等级的少胶云母带、薄膜材料。槽绝缘是隔绝线圈和铁芯的材料，一般由纤维纸和聚脂薄膜等共同组成，在使用的过程中这类材料具备良好的电性能、热性能、机械性能。第三，衬垫绝缘。衬垫绝缘主要分为槽底绝缘、槽绝缘、层间绝缘等。层间绝缘是线圈上下层之间的绝缘，在设计的时候一般会应用要层压板材料，楔下绝缘的作用下实现槽楔和线圈的有效隔离，避免打槽楔过程中对线圈绝缘的损害。
二、直驱发电机定子回路绝缘电阻操作时注意的问题
发电厂风冷发电机定子回路绝缘电阻操作，绝缘电阻测试仪器型号为KD2678，测量发电机定子绕组绝缘，发电机定子回路绝缘电阻的测量要满足以下几点要求：第一，一号和二号发电机定子绕组对地绝缘需：第二，发电机在启动或者停止之后需要测量发电机和励磁回路各个部位的绝缘电阻数值，将记录的信息记录在账簿中。第三，发电机如果回路没有工作，且停机时间在一天的时间范围内，在启动之前可以不用测量绝缘电阻，但是在停机之后需要进行测量，并将上一次的测量数值和这次的测量数值相比较。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第四，励磁变压器的低压侧不能够进行绝缘电阻的测量，在进行绝缘电阻测量的时候需将整流桥是呼入到交流电源，闸刀断开，在测量之后及时关上。
三、直驱发电机定子回路绝缘电阻偏低原因
引起直驱发电机定子回路绝缘电阻偏低的原因一般有三种：第一，绕组绝缘材料加工工艺问题。第二， 直驱发电机定子回路绝缘老化或者意外机械损伤。第三，直驱发电机受潮。直驱发电机受潮的原因包含以下几种：①发电机设备不完全密封，在阴雨天气的情况下，发电机的母线、支持瓷瓶、穿墙套管、电缆头绝缘材料表面会形成水珠、水膜，由此降低了直驱发电机的绝缘数值。②发电机电气设备绝缘表面灰尘吸收湿气，灰尘会停留在直驱发电机的表面上。③直驱发电机停机时间较长。
四、直驱发电机定子回路绝缘电阻偏低时的预防处理方式
第一，用压缩空气对发变组所属的隔离开关、离相封闭母线、进出引线、高压绝缘支持瓷瓶、穿墙套管、电缆头等进行吹扫。第二，微正压装置出口风管额外加装电加热器，压缩空气经过加热器加热处理之后通入到封母，将干燥发电机转移到出口PT、励磁变压器之间的封闭母线，加强对封母密封情况的检查，在发现漏气之后要及时修复。第三，直驱发电机开机之前要尽早启动盘车，促进空气的流通，将潮湿的空气置换出来，关闭空冷室的冷却器，拆开发电机空冷室注入到孔门内部，并在里面额外加装烘灯、风扇、加湿器等。第四，加强对受潮交流同步发电机的干燥处理，避免出现直驱动发电机因为绝缘而出现的损坏。直驱发电机定子回路绝缘电阻电源由直接电焊机或者其他直流电源直接供给，由此在运行操作中需要将定子三相出现进行串联处理，将三相直接接上电源通入直流系统中。这个时候定子端盖不需要装好，线圈内也可以不通水，根据发电机使用温度确定电流数值的大小。另外，还需要相关人员采取有效的措施确保发电机存放环境的通风良好。在天气寒冷的时候，仓库内部需要设置相应的取暖设备，从而将仓库内部的温度控制在≥5摄氏度。对于半导体励磁方式的发电机，测量励磁回路的绝缘电阻时，应将励磁装置脱开，或将每一个硅整流元件用导线加以短接，以防测量时被击穿。将发电机定子绕组三相出线头直接短接处理，确保各个接线头连接的稳固、牢靠。同时，将励磁回路中调压变组器调制最大电阻位置，在这个过程中如果阻值的大小没有达到相关要求，则是需要额外接上一个电阻，通过额外增加的电阻增加直驱发电机定子回路绝缘电阻数值，在增加电阻数值之后慢慢的启动发电机，在发电机启动之后缓慢的调节励磁电流，根据发电机的受潮情况来调节励磁电流的大小，但是需要注意的是定子绕组短路电流不能超过额定电流。
结束语
综上所述，文章结合某直驱发电机运行情况和运行要求分析了直驱发电机定子回路绝缘电阻偏低的原因，并提出相应的避免直驱发电机定子回路绝缘电阻数值持续降低的措施，经过一系列的操作之后最终使得发电机绝缘达到开机要求，为发电机的安全、稳定使用提供了重要支持。
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论文作者:丁占敏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/17
标签：发电机论文; 定子论文; 电阻论文; 回路论文; 绕组论文; 测量论文; 偏低论文; 《电力设备》2018年第34期论文;