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    目前,我國的發電機組越做越大,絕緣性能越來越好,對絕緣測試的要求大大提高。本文對試驗人員在測量水內冷發電機絕緣電阻時出現不正常現象進行了分析、判斷,解決測試中遇到的問題,對水內冷發電機絕緣測量遇到的的問題有所幫助。
   
絕緣電阻測試是發電機高壓試驗的第一項,但由于現場很復雜,影響絕緣電阻正常測試的因素很多,要一一排除由于水阻、泄漏、干擾、結構等問題造成的影響,才能獲得可信的發電機絕緣電阻測量值,所以這是一項很復雜的工程任務。
1、概況
   
某發電廠試驗人員在測量水內冷發電機絕緣電阻時出現不正常現象,主要表現在絕緣電阻值很小(幾MΩ),讀數晃動,指針和數顯不一致,甚至測不出來,這些現象得不到解決,將引起推后發電機修前熱態交、直流耐壓試驗、甚至延誤修后開機并網時間,這讓試驗人員很困惑,為了解答這些困惑,試驗人員不斷在現場參與分析、判斷、解決測試中遇到的問題,積累了很多現場經驗,對解決水內冷發電機絕緣的測量有所幫助。
2、問題的提出
2.1測量絕緣電阻出現不正常的現象主要表現
(1)在測完A-BC(BC接地)相間的絕緣值后,再測B-CA(AC接地)間、C-BA(BA接地)間的絕緣值時,其示值將比第一次的偏小。
(2)水內冷發電機組在小修時,主機—母線—主變聯合絕緣測得的阻值只有幾兆歐或幾十兆歐。
(3)電壓跌落,測量值不穩定。
(4)測量數值有時偏小,有時偏大,甚至指針指向無窮大,數字顯示溢出。
3、現場遇到的問題分析和解答
   
現象1:設第一次絕緣測量在A相繞組與地和B、C相間進行。由于在第一次測量前三相間介質處于原態,無極化現象,但當A相繞組加上直流電壓后,A相繞組與地及B、C相間的介質發生極化,即:介質極化的正極性朝向A相繞組,介質極化的負極性朝向地及B、C相繞組。雖然可將A相對地進行放電,使相間分布電容上的電荷被充分放完。但這種絕緣體內的介質間極化狀態,不能很快恢復原始狀態(無方向極性狀態)。
   
當進行B相繞組與地和A、C相間絕緣測試時,在B相繞組加上直流電壓后,剛才的介質極化狀態發生反向逆變,即:介質極化的正極性朝向B相繞組,介質極化的負極性朝向地及A、C相繞組。改變介質極化極性是需要吸收儀表輸出電流能量的,即在加壓后的同一時點,經B相繞組流過B-CA地間絕緣體的吸收電流要比初次測量A相時所需電流大,從而使得測出的絕緣阻值變小了。
   
同理,在測完A-BC地,B-CA地,C-BC地后,回頭再次測A-BC地時,其示值將比第一次的偏小,而與B、C相測試的值基本一致了。
   
現象2:水內冷發電機在小修時,沒時間斷開母線和主變,而是從中性點處并聯聯合式整體進行對地(機座)絕緣測試。

  通常測試方法有:三相繞組對機座之間分別進行絕緣測試。(即斷開中性點的連結),和三相繞組對機座同時進行絕緣測試(即中性點處連結測試,并聯法)。繞組單相所測得的絕緣阻值要大于繞組三相并聯時所測得的阻值。

  任何被測絕緣體在檢測絕緣時,被測試品都會存在因泄漏而造成誤差。由于水阻存在,線路對匯水管,匯水管對機座之間的電阻只有幾百千歐和幾千歐,因此,測試儀器需要在匯水管與法蘭盤處進行泄漏電流自動補償、屏蔽。如果不進行補償、屏蔽,發電機組匯水管、法蘭盤泄漏電流遠大于繞組對機座之間的泄漏電流,儀表所接收的電流實際是匯水管、法蘭盤的誤差電流,測出的絕緣值是匯水管、法蘭盤對機座之間的絕緣值,而不是真實的繞組絕緣值,由于匯水管、法蘭盤對機座的分布電容遠小于繞組對機座的分布電容,吸收比也會比正常值要小很多,甚至沒有吸收過程。

  若發電機組與母線,主變聯合測試,測量儀表僅只能對發電機組內部因匯水管、法蘭盤造成的泄漏電流進行補償屏蔽,但母線、主變造成的泄漏電流無法進行補償屏蔽,且儀表接收電流比單獨發電機定子繞組的漏電流要大很多,從而使測得的絕緣阻值就很小。實際上是母線、主變與三相定子繞組各絕緣值的并聯,測得整體阻值理應變小。一般情況下,主機、母線、主變聯合測試的絕緣值在10兆歐左右,若只有幾兆歐或更低,則要進行除潮后再測試。

  現象3:規程規定,發電機絕緣電阻測試時,水阻應大于100kΩ,如果水阻不夠大需要降低水電導率。而現場有時因為搶修時間有限,等不及降低水阻就要開始測試。如果試驗儀器輸出功率有限,當水阻遠小于規程規定時儀器的輸出電壓會被拉跨,從而影響測試精度。為解決測試電壓跌路的問題,在時間充裕的情況下,可以降低水電導率,加大水阻,保證機器能獲得穩定可靠的測量值。

  現象4:隨著發電機越做越大,端口電壓等級升高,繞組絕緣介質極化對測量影響越來越明顯。絕緣介質在強電場作用下產生極化電勢。由于發電機脫網時,其電壓、電流的相位是不確定的,在脫網時刻,絕緣介質承受的電場大小和方向也是不確定的。因此,絕緣介質的極化電勢的方向可能為正,為負,大小也不確定。另外,絕緣測試或者交直流耐壓試驗都會對絕緣介質產生極化,極化電勢的方向和外加電場的方向相反,而且極化電勢充分放電時間較長,可能長達幾天。

  極化電勢通過水阻對機座放電。當極化電勢與絕緣測試電壓同向時,泄漏電流與絕緣電阻電流也同向,在這種情況下,測量的電阻比實際繞組絕緣電阻小。當極化電勢與測試電壓反向時,測量的電阻比絕緣電阻大,而且如果極化泄漏電流大于絕緣電阻電流,試驗儀器內部短路會溢出,結果是儀器指針顯示無窮大,數字顯示一個無意義的數。

  匯水管上串入有幾十毫伏直流電壓時,絕緣測試儀會出現如下現象:指針表顯示值很快指向無窮大,數字顯示的R15S值比R60S值要大,即吸收比小于1。在匯水管上所帶的直流電壓越高,此種現象就越明顯。

  匯水管上串入的直流電壓在幾百毫伏時,絕緣測試儀會出現如下現象:指針表顯示值擺動幅度較大,數字表顯示的電壓值只有幾百伏或一千多伏。在關閉高壓時,數字表顯示電壓值在三千多伏。

  以上兩種匯水管帶電的現象,試驗儀器無法正常測試。

  解決辦法:為減小極化電勢對測量的影響,shou先需要對發電機三相繞組和匯水管、機座短接起來充分放電。其次需要盡量降低水電導率,加大水阻,減小極化泄漏電流對測試的影響。試驗儀器受極化電流影響大,特別是極化電流方向與絕緣電阻電流相反,而且比絕緣電阻電流還要大的時候,儀器不能工作,必須進行綜合補償功能,消除極化電流的影響。
   
由于絕緣測量的高壓會進一步極化絕緣介質,當連續測量發電機絕緣電阻時,前次積累的極化電勢會增加,并在測量過程中逐漸釋放出來,應此會出現絕緣電阻越測越小的現象。解決辦法:測量絕緣電阻前先充分放電,連續進行測試的間隔保證大于10分鐘,而且間隔期間,將繞組、匯水管、機座連接起來放電。
  通過對測量水內冷發電機絕緣電阻出現不正常現象的分析解答,解決了許多測量發電機絕緣遇到的問題,針對不同問題采取的不同解決方法,使試驗人員的技術水平和分析能力得到了很大的提高,確保機組安全投入運行。
    信息來源:m.scedyrmrs.cn 信息整理:揚州拓普電氣科技有限公司生技部


 

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