大型水轮发电机绕组理论

大型水轮发电机绕组理论 1、 有的电机绕组为什么分大小线圈呢,(即线圈节距不等) 答:主要是为了抑制谐波分量。 2、 2、保梯电抗在电机中有啥作用, 电机实际运行时主磁路饱和会使转子漏磁增大，使得输出电压降低，保梯电抗就是从增大漏抗的角度计及这种影响。所以保梯电抗大于漏电抗 3、定子绕组漏抗怎么计算, 答:绕组漏抗公式: Xc=0.306/Ky^2*AWa/(2*φ1)*[Lt/(10*q)*(3β+1)*(hn+δi+2hk)/bn+0.344τ*(3β-1)]+0.156*AWa/AWδ(1/q)^2 Ky__短距系数 AWa__额定电压下的空载磁势(安匝) φ1—基波磁通(马) Lt—定子铁心长度 (mm) q—每极每相的槽数 β—绕组短距系数 bn—槽宽 (mm) hn—槽高 (mm) hk—槽楔部高 (mm) δi—单边绝缘厚度(mm) τ—极距 AWδ—气隙磁势(安匝) 4、什么是发电机的直轴瞬变电抗Xd′?与发电机结构有什么 关系? 答:Xd′是代表发电机运行中三相突然短路初始时间(阻尼绕组的电流衰减后)的过渡电抗。直轴瞬变电抗是发电机额定转速运行时，定子绕组直轴总磁链产生的电压中的交流基波分量在突变时的初始值与同时变化的直轴交流基波电流之比。它也是发电机和整个电力系统的重要参数，对发电机的动态稳定极限及突然加负荷时的瞬态电压变化率有很大影响。Xd′越小，动态稳定极限越大、瞬态电压变化率越小;但Xd′越小，定子铁芯要增大，从而使发电机体积增大、成本增加。Xd′的值主要由定子绕组和励磁绕组的漏抗值决定。 结构上，Xd′与电负荷A、极距τ有如下关系:Xd'?k(A^2/τ) k为比例系数。可见，要降低Xd′，必须减小A或加大τ，都将使发电机尺寸增大。 5、什么是发电机的直轴超瞬变电抗Xd″?与发电机结构有什么关系? Xd″的大小对系统有什么影响? 答:Xd″是代表发电机运行中三相突然短路最初一瞬问的过渡电抗。发电机突然短路时，转子励磁绕组和阻尼绕组为保持磁链不变，感应出对电枢反应磁通起去磁作用的电流，将电枢反应磁通挤到励磁绕组和阻尼绕组的漏磁通的路径上，这个路径的磁阻很大即磁导很小，故其相对应的直轴电抗也很小，这个等效电抗称为直轴超瞬变电抗Xd″，也即有阻尼绕组的发电机突然短路时，定子电流的周期分量由Xd″来限制。 结构上，Xd″主要由发电机定子绕组和阻尼绕组的漏抗值决定。 对于无阻尼绕组的发电机，则Xd″= Xd′。 由于Xd″的大小影响电力系统突然短路时短路电流的大小，故Xd″值的大小也影响到系统中高压输变电设备特别是高压断路器的选择，如动稳定电流等参数。从电气设备选择来说， 希望Xd″大些，这样短路电流小一些. 6、什么是叠绕组?有何特点?什么是波绕组?有何特点? 答:叠绕组是任何两个相邻的线圈都是后一个线圈叠在前一线圈的上面。在制造上，这种绕组的一个线圈多为一次制造成，这种形式的线圈也称为框式绕组。这种绕组的优点是短矩时 节省端部用铜，也便于得到较多的并联支路。其缺点是端部的接线较长，在多极的大电机中这些连接线较多，不便布置且用量也很大，故多用于中小型电机。波绕组是任何两个串联线圈沿绕制方向象波浪似的前进。在造上，这种绕组的一个线圈多由两根条式线棒组合而成，故也为棒形绕组。其优点是线圈组之间的连接线少，故多用于大型轮发电机。在现场，波绕组的元件直接称呼为“线棒”。 7、什么是分数槽绕组的循环数(或轮换数)?它是如何组成和确定的? 答:在发电机定子绕组图纸的参数中，我们可以看到绕组循环数或轮换数，如某发电机定子为792槽，每极每相槽数q=2-3/4 其绕组循环数为3233，这个数就是分数槽绕组的轮换数，它与每极每相槽数是密切相关的，它表示定子三相绕组的排列中各相对应布置 的定子槽数。 上述的3233，其4位数字相加:3+2+3+3=11;ll为定子槽数，“位数”4表示4个磁极，显然两数分别为每极每相槽数q=11,4的分子和分母。它表示定子的所有槽数排列顺序为:按A相3槽、B相2槽、C相3槽、A相3槽(注意已排了一轮)、B相3槽、C相2槽、A相3槽、B相3槽(注意已排了两轮)……，如此一直将所有的定子槽数排完。即按3233的顺序将定子的全部槽数均分为三等分，如该发电机共有792槽，则以3233这个顺序数排72轮(72×1l=792)，就将全部定子槽数排完了，每相占有264槽。同为11,4，循环数当然也可排为2333或3332。之所以选3233，是根据各种排列在方块图上排列显示后，以其连线最省的原则确定的。也即绕组线棒之间的连接方式，以选用端部接头最少的波绕方式为佳，绕组端部接线的设计应使极问连接线的数量最少。 8、什么是波绕组的合成节矩?合成节矩中的数值各代表什么意义? 答:合成节矩是用来表征波绕组连接规律的参数。它表明波绕组将各个线圈串接成完整绕组沿绕制方向前进的槽数，为相邻两线圈的对应边相隔的槽数。如在发电机定子绕组图纸上，我们看到绕组参数栏内标有类似1-7—14这样的参数，这个参数就是绕组的合成节矩。 合成节矩Y=y1+y2;其中节矩y1，表明一个定子线圈的一根线棒在N极下而另一根线棒处在s极下，两端相隔的定子槽数，1-7表示这个线圈一端在第1槽而另一端在第7槽，y1=6:节矩y2，表示该线圈从第7槽出来后下一个相连的线圈槽号是第14槽，y2=7，则合成节矩Y=13。 9、分数槽绕组有何优缺点? 答:大型水轮发电机多采用分数槽绕组，其优点有:?能削弱磁极磁场非正弦分布所产生的高次谐波电势;?能有效地削弱齿谐波电势的幅值，改善电动势的波形;?减小了因气隙磁导变化引起的每极磁通的脉振幅值，减少了磁极表面的脉振损耗。 其缺点是分数槽绕组的磁动势存在奇数次和偶数次谐波，在某些情况下它们和主极磁场相互作用可能产生一些干扰力，当某些干扰力的频率和定子机座固有振动频率重合时，将引起共振，导致定子铁芯振动。因此，分数槽q值选择不当也可能带来很多隐患，这在实际发电机的运行中是有例子的。 10、什么是齿谐波电势?削弱齿谐波电势有哪些方法? 答:在发电机绕组电势的分析中，首先是假定定子绕组的铁芯表面是平滑的，但实际上由于铁芯槽的存在，铁芯内圆表面是起伏的，对磁极来说，气隙的磁阻实际上是变化的。磁极对着齿部分，则磁阻小，对着铁芯线槽口部分的气隙磁阻就大，随着磁极的转动，就会由于气隙磁阻的变化在定子绕组中感应电势。这种由于齿槽效应在绕组中感生的电势就称为齿 谐波电势。 削弱齿谐波电势的方法有: (1)采用斜槽，即定子或转子槽与轴线不平行。把定子槽做成不垂直的斜槽或将磁极做成斜极，当然这在大型发电机中是无法做到的。在小型电机如异步鼠笼电动机中，转子绕组采用的就是斜槽。在一些中小型发电机中也采用了定子斜槽的方式，一般斜度等于一个定子槽距。 (2)采用磁性槽楔，即改善磁阻的大小。但目前没有成熟技术，也只限于中、小型电动机上应用。 (3)加大定、转子气隙也能有效地削弱齿谐波，但会使功率因数变坏，故一般也不采用。 (4)采用分数槽绕组。这是目前大型水轮发电机广泛采用的方法。 11、什么是电晕?电晕对发电机有什么危害? 答:发电机内的电晕(Corona)，是发电机定子高压绕组绝缘表面某些部位由于电场分布不均匀，局部场强过强，导致附近空气电离，而引起的辉光放电。可见，电晕是发电机局部放电的一种。它产生在绝缘的表面，它与我们所熟悉的一般户外高压电场下的导体附近的电晕是有所不同的。 与其他形式的局部放电相比，电晕本身的放电强度并不是很高，但电晕的存在大大的降低了绝缘材料的性能。表面电晕使绝缘表面局部温度升高，电晕的热效应及其产生的03和N2的化合物(03极易分解与空气中的氮N2及水分化合生成酸)也会损坏局部绝缘，对黄绝缘来说是将绝缘层变成白色粉末，其程度的深浅与电晕作用时间有关，材料表面损坏后，放电集中于凹坑并向绝缘材料内部发展，严重时发展为树枝放电直到击穿。此外，电晕还使其周围产生带电离子，各种不利因数的叠加，一旦定子绕组出现过电压，则就有造成线棒短路或击穿的可能。黄绝缘的击穿场强随温度的升高而略有下降，当温度超过180?时，其击穿 场强将急剧下降。 12、发电机内哪些部位易产生电晕? 答:发电机一般在机内可能产生外部电晕的部位有:?线棒出槽口处。绕组出槽口处属典型的套管型结构，槽口电场非常集中，是最易产生电晕的地方。?铁芯段通风沟处。通风槽钢处属尖锐边缘，易造成电场局部不均匀。?线棒表面与铁芯槽内接触不良处或有气隙处。?端箍包扎处。?端部异相线棒间。绕组端部电场分布复杂，特别是线圈与端箍、绑绳、垫块的接触部位和边缘，由于工艺的原因往往很难完全消除气隙，在这些气隙中也容易产生电晕。 13、发电机电晕与哪些因素有关系? 答:(1)与海拔高度有关。海拔越高，空气越稀薄，则起晕放电电压越低。 (2)与湿度有关。湿度增加，表面电阻率降低，起晕电压下降。 (3)端部高阻防晕层与温度有关。如常温下高阻防晕层阻值高，则温度升高其起晕电压也提高。常温下如高阻防晕层阻值偏低，起晕电压随温度升高而下降。 (4)槽部电晕与槽壁间隙有关。线棒与铁芯线槽壁间的间隙会使槽部防晕层和铁芯间产生电火花放电。环氧粉云母绝缘最易产生局部放电的危险间隙在是O(2,0(3mm左右。目前我国高压大电机采用的环氧粉云母绝缘的线膨胀系数很小，在正常运行条件下，环氧粉云母绝缘的线棒的膨胀量不能填充线棒和铁芯间的间隙。这是与黑绝缘区别比较大的地方。 (5)与线棒所处部位的电位和电场分布有关。越高越易起晕，电场分布越不均匀越易起晕。 14、什么是电腐蚀?什么是内腐蚀和外腐蚀? 防止电腐蚀的措施有哪些? 答:电腐蚀是发生在发电机槽部定子线棒防晕层表面和定子槽壁之间因失去电接触而产生的容性放电，从而引起线棒表面的腐蚀和损伤。这种容性放电的放电能量比纯电晕放电要大得多，严重时发展为火花放电。火花放电温度可高达摄氏几百度至上千度。同样，放电使 空气电离产生的臭氧与空气中的氮、水分产生化学作用，对线棒表面和铁芯产生腐蚀。电腐蚀轻者，使线棒防晕层及主绝缘表面变白并有不同程度的蚕食;严重者防晕层损坏，主绝缘外露或出现麻点，引起线棒表面防晕层乃至主绝缘、垫条的烧损。这种引起线棒防晕层、主绝缘、垫条等损伤的情况统称为“电腐蚀”。 根据电腐蚀产生的部位分外腐蚀和内腐蚀。外腐蚀指发生在防晕层和定子槽壁之间的电腐蚀;内腐蚀是指发生在防晕层和主绝缘之间的电腐蚀。内腐蚀的原因是由于线棒的表面防晕层与线棒主绝缘之间粘接接触不好，存在微小空气气隙的缘故，如主绝缘表面不平整，半导体漆没有浸透或半导体漆本身的问题等。随着发电机制造技术的发展，“内腐蚀”基本上已成为了一个历史名词。 防止电腐蚀的措施有:?定子槽内在下线前喷低阻半导体漆。?选择合适的低阻半导体垫条，打紧槽楔，保证线棒直线部分表面防晕层的完好，使线棒表面防晕层与垫条或铁芯壁有良好的接触。?改进线棒槽内固定方式。?改进制造工艺水平，如线棒的尺寸和平直度、铁芯的制造和叠片公差等。良好的线棒制造工艺和整机制造水平是减少电腐蚀发生的有力保证。 目前我国在线棒防晕和防止电腐蚀方面有了长足的进步，如主绝缘和防晕层同时热压成型、半导体适型毡工艺、线棒采用半导体槽衬槽内固定等。 15、什么是发电机定子绕组的主绝缘? 答:线棒是组成发电机定子绕组的基本构件，发电机定子绕组的主绝缘就是指发电机线棒的绝缘。组成发电机线棒的各根股线(自带绝缘层的导线)经过编织、换位和胶化成型后，然后整体连续包绕绝缘层，以某种工艺固化成型。 16、发电机使用什么类型的主绝缘材料?多胶带与少胶带有什么区别?主绝缘经历了哪些发展过程? 答:发电机使用的主绝缘材料基本是云母制品，云母制品中主要成分是云母。发电机主绝缘由云母、胶黏剂和补强材料这三部分构成。以前主绝缘采用天然的剥片云母，为了提高原材料的性能和利用率，现广泛采用粉云母。粉云母厚度均匀，电气性能稳定，生产成本较片云母低。 主绝缘的电气性能和机械性能在某种程度上取决于主绝缘的固化工艺和参数，而其固化的工艺参数又是由绝缘带内所含的黏接胶剂决定的。根据绝缘带内的黏接胶的含量，目前主绝缘用的云母带可分为多胶粉云母带(含胶量为32,,40,)和少胶粉云母带(6,,8,)。两者的绝缘固化成型工艺有很大的区别，其固化工艺根据胶的含量有液压和模压的方式。 大型发电机的绝缘，欧洲在1910年，就采用了虫胶云母箔卷烘绝缘;1930开始使用以沥青及其复合物取代虫胶作为云母的胶黏剂;1954年开始使用以环氧树脂为胶黏剂的多胶云母带。我国于1966年第一台采用环氧粉云母绝缘的发电机是盐锅峡1号机(当时仅采用了1,4瓣定子线棒)，直到80年代才开发和应用了电气强度和机械强度都较高的高云母含量的F级环氧粉云母带。 虫胶云母箔卷烘绝缘采用天然虫胶作云母的黏接剂，热压成型，未经真空处理，虫胶溶剂挥发后，则绝缘内会残留空隙。沥青浸渍云母绝缘以剥片云母为基，以沥青作云母的黏接剂。沥青胶密实性较好，但使用年限长后易干枯龟裂，内部游离腐蚀严重。从过去解剖退下来的旧线棒可见，绝缘层脱壳且间隙较大，有的大的间隙甚至可以塞进钢板尺。这两种绝缘基本上已不再用于发电机绝缘。 在高压电机绝缘的发展过程中，曾采用过其他的材料来代替云母材料，但未能取得成功。目前大型发电机主绝缘材料普遍使用环氧玻璃粉云母带，以粉云母为基料，补强材料为玻璃布或涤纶纤维毡，黏合剂为环氧树脂黏接剂体系，耐热等级多为B、F级。现在主绝缘的特点是以热固性黏合剂取代以往使用的沥青漆和虫胶，以玻璃布代替以往的云母带纸或电话纸 作衬垫补强材料，以粉云母代替片云母。与以往的纸带作衬垫补强材料相比，玻璃纤维的耐热性更好，以玻璃纤维织物作补强材料，使绝缘的耐热性和机械性能都得到了改善。用于云母制品的胶黏剂的发展主要经历了有虫胶漆、沥青漆、醇酸漆、环氧桐油酸酐胶、环氧聚酯漆及有机硅漆等。绝缘结构上的改进，使新型绝缘比以往的绝缘具有更优异的性能。虽然云母绝缘制品中的主要成分是云母，但在整个绝缘构成中，胶黏剂是影响绝缘带电气、机械性能和质量的主要因素，还决定云母绝缘的耐热等级，此外，还取决于主绝缘的固化成型工艺。定子绕组主绝缘的固化成型是一种高分子物质在高温高压状态下聚合反应的复杂过程，其加工质量与温度、时间、压力的准确控制及其有机结合密切相关，固化工艺也是各厂家的质量保证所在。目前主绝缘所采用的少胶和多胶绝缘带仍是两条平行的绝缘工艺路线。 17、什么是线棒绝缘的少胶VPI工艺?其应用情况如何? 答:VPI即“真空压力浸渍(vacuum—pressure impregnation)”之意，是针对少胶云母带作主绝缘的一种使线棒绝缘固化成型的工艺，这种绝缘固化工艺从上世纪40年代起即开始使用。少胶VPI工艺线棒绝缘成型是在线棒上连续包绕少胶云母带完成后，在专用容器内通过抽真空将线棒绝缘层间的空气排除，用高压将无溶剂浸渍树脂注入绝缘层中，再置于模具中经过高温固化使绝缘成为一个整体。少胶VPI绝缘成型工艺的特点是生产效率高， 绝缘的整体性能好，绝缘层问可以基本做到无气隙，因而绝缘内部的气体游离放电、电晕和发热较小，绝缘寿命好;但其生产设备价格昂贵、工艺复杂。 国外采用该绝缘工艺的厂家较多，到目前为止，已应用在额定电压为27kV的汽轮发电机组和额定电压为20kV的水轮发电机组上。国内有的厂家也开始使用VPI工艺。 18、线棒主绝缘的多胶固化工艺有哪些?其应用情况如何? 答:多胶固化工艺是针对采用多胶云母带作主绝缘的一种使线棒绝缘成型的固化工艺。多胶连续绝缘的固化又分为多胶真空模压和多胶液压工艺，这种工艺对生产工艺和设备要求较低，在上世纪50年代已开始应用。 线棒多胶带真空模压成型工艺，是在线棒上连续包绕多胶云母带完成后，采用真空干燥除去绝缘层和云母带中的空气、挥发成分，再置于模具中加热、加压，使云母带中多余的树脂流动，填充绝缘层中的空隙，树脂固化后，绝缘层中基本无空隙。这种方法可将半导体防晕层一次模压完成，即将防晕层与主绝缘同时包扎后一起固化，使得防晕层与主绝缘黏接为无气隙的整体，有效提高防晕效果。多胶模压方法虽然应用压模较多，生产效率较低，但线棒形状是最好的。更低一些电压等级的电机线圈，直接加热模压，不用抽真空处理。 线棒多胶液压成型工艺，是在线棒上连续包绕多胶云母带后，将线棒送人专用液压罐，经过真空干燥处理后，以沥青为介质加温加压使绝缘固化成为一个整体。但这种工艺的线棒几何尺寸不如模压线棒精确。 国外使用多胶液压成型工艺的厂家也有不少，目前已应用于额定电压为24kV的发电机上。 国内生产厂家目前在大型发电机组上基本采用多胶连续绝缘和多胶热模压绝缘成型工艺。采用多胶绝缘热模压工艺生产并已投运的汽轮发电机最高额定电压达到22kV，水轮发电机最高额定电压达到20kV。 19、什么皂黑绝缘?什么是黄绝缘? 答:黑绝缘是以前发电机定子绕组主绝缘采用沥青云母绝缘的俗称，而黄绝缘是主绝缘采用环氧玻璃粉云母绝缘的俗称。目前，黑绝缘已经淘汰，黄绝缘广泛用于B级和F级发电机绝缘。 20、条形定子线棒由哪些部分组成? 答:定子波绕组条形线棒由多股铜导线和主绝缘构成，线棒的两端设有连接接头。水内冷机组的线棒内部还有空心导线或空心不锈钢冷却水管。其中，编织导线本身也是自带绝缘 的导线，导线绝缘材料包括股间绝缘材料、排间绝缘材料、换位绝缘材料、换位填充材料等，此外在主绝缘包绕前，还有导线外表均匀电场分布的内均压层材料等。 21、什么是线棒的内均压层?其作用是什么? 答:线棒的内均压层是在线棒各股线编制组合并胶合成为一体后，在主绝缘包绕前，进行的半导体均压处理层。线棒内均压层的作用与高压电力电缆的内屏蔽层的作用类似。电缆内屏蔽的作用是使导体与绝缘层良好接触，消除导体表面因不光滑引起的局部电场畸变。 内均压层的作用主要有两个:一是均匀导体外部电场，并消除主绝缘与导体间的气隙;二是相当于加大了导线的圆角半径，可以改善角部电场分布，起到降低最大电场强度的目的。 内均压层结构上有涂刷半导体漆(胶)或包绕半导体带的方式。因此，这种线棒如果在现场作局部修理时，应注意保持其结构上的完整性。 22、什么是涡流?什么是集肤效应?发电机线棒如何克服涡 流和集肤效应? 答:当交流电流通过导线时，在导线周围产生交变的磁场。处在交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，形似水的旋涡，所以称做涡流。因为金属导体电阻很小，因此这种感生电流很大，造成发热损耗。 在直流电路内，均匀导线的横截面上的电流密度是均匀的，而当交流电通过导线时，由于交变磁场的作用，在导线截面上各处电流分布不均匀，中心处电流密度小，而越靠近表面电流密度越大，这种电流分布不均匀的现象称为集肤效应(也称趋肤效应)。集肤效应的原因也是因为涡流的存在。交流电的频率越高，则集肤效应越严重。此外集肤效应也使得线棒内部的导线载流能力下降。 发电机的线棒截面都比较大，涡流和集肤效应都会使线棒造成严重的发热，所以克服发电机线棒发热的办法是将线棒内的导体设计成由若干股相互绝缘的细小导线并联组成。如某发电机其设计的支路电流为2000A，其每根线棒由44股2(5×8mm规格的双玻璃丝包线并联并经换位编织而成。 23、什么是循环电流?发电机线棒如何克服循环电流引起的损耗? 答:定子绕组的线棒是由多股相互绝缘的导线组成的，线棒放置在线槽中，由于每根导线所处的位置不一样，则其所交链的磁通也不一样，故感应的电势也不一样。由于组成线棒的各根股线在线棒两端是并联在一起的，因而会在单根线棒内产生环流，引起附加的发热和损耗，这个环流称为循环电流。由循环电流引起的附加损耗比集肤效应产生的附加损耗大得多。因此，发电机线棒通过内部导线换位来减少这种由循环电流引起的损耗。 24、发电机有哪些防晕材料? 答:(1)防电晕漆。防电晕漆是防电晕的主要材料，按其电阻值高低可分为低阻、中阻、高阻漆。按漆基不同可分为醇酸防晕漆、环氧防晕漆，前者目前已淘汰。防晕漆由漆基、导电材料、填料、溶剂混合经球磨后过滤而成。在使用前加入干燥剂，以适量溶剂调整黏度，再搅拌均匀。一般要求防晕漆的黏结性好、漆的固体含量不于50,、表面电阻率符合要求，低阻漆表面电阻率应为1×103,l×105Q;高阻漆表面电阻率应为1×109,1×1012Q，非线性高阻漆还要要求阻值能随场强变化。 (2)防晕带。分为低阻带和高阻带，低阻带主要有含铁石棉带和浸半导体低阻漆的无碱璃纤维带。铁质石棉带由石棉纤维纱编织而成;低阻带用于线棒线槽部分。高阻带采用浸半导体高阻漆的无碱玻璃纤维带制成，用于线棒端部部分。 (3)低阻材料。主要有乙炔黑，它是气态、液态或固态有机物不完全燃烧时析出的碳，用作防电晕漆的导电基。此外还有石墨，它是碳的一种结晶体。 (4)高阻材料。主要是碳化硅，用于配制高阻非线性漆。碳化硅具有非线形电阻特性，其电阻率随外施场强下降，也即具有调节场强的能力，使槽口外端部线棒表面电位均匀分布。对于端部采用的碳化硅涂层，中电阻采用320,400目碳化硅配制，高电阻采用1600,1800目碳化硅配制。 (5)半导体槽衬材料。半导体布、纸如半导体聚脂无纺布等;半导体硅橡胶、橡皮;半导体玻璃布板;现场配制的半导体适形毡、半导体胶等。各厂家的材料区别较大。 25、定子线棒的防晕结构是怎样的? 答:根据发电机绕组电晕的特点，发电机线棒的防晕结构采用的都是直线段防晕和端部防晕相结合的方式，具体的结构和尺寸因厂家而异，各厂家都采用了不同的材料和防晕方式。还有重要的一点是，线棒的防晕结构是和线棒在槽内的固定方式密切相关的。线棒防晕结构示意图见图2-7(图中高阻防晕保护区的厚度为夸大画出);线棒外表防晕层见图2-8。 (1)线棒直线段部分(即线棒与铁芯线槽相接触的部分)防晕晕。这个直线段的长度比铁 芯线槽长度略长，需进行低阻防晕处理，主要是采用低阻防晕带和低阻防晕漆(半导体槽衬结构是配合线棒进行处理的)进行防护。 (2)线棒端部防晕。线棒上下端部防晕是指线棒出线槽后(低阻区结束)的一段经R弯部到线棒端部斜边这一部分进行防晕处理，端部为高阻防晕段，高阻区与低阻区还有一小段高低搭接区。端部防晕也是采用防晕带和防晕漆。不同的厂家其线棒防晕结构在直线低阻区差别不大，但在端部材料的使用上有较大的区别。有的利用碳化硅的非线形特点采用单级防晕或多级防晕结构，也有的使用多种端部防晕漆多级结构。目前也有厂家对自高低阻搭接区直至线棒电接头部分的全部端部进行高阻防晕处理。 26、定子线棒的防晕处理有哪些方式? 答:常用的方式有刷包型、涂敷型和随线棒主绝缘一次成型等。 (1)刷包型防电晕处理。线棒主绝缘压型固化完成后，线棒经修饰尺寸，线棒表面刷防晕漆，干后平包低阻石棉带或半迭包低阻无碱玻璃纤维带，再刷防晕漆。 (2)一次成型防电晕处理。在包完主绝缘后，在槽部和端部主绝缘外面分别包低电阻防晕带和高电阻防晕带，同时在高电阻防晕带外面加包一定层数的附加绝缘(附加绝缘材料与主绝缘材料相同，层数与定子电压等级有关，但也有的厂家工艺不采用附 加绝缘)。然后防晕层、主绝缘一起放人模具中一次热压成型。 (3)涂敷型防电晕处理。线棒在主绝缘固化成型后，在线棒表面涂敷高低电阻防晕漆。国外一些厂家采用涂敷型防电晕处理，结合半导体槽衬结构使用。 27、什么是定子端部整体防晕? 答:定子端部线棒的防晕为高阻区域，但是，一般高阻防晕层只从线棒直线段低阻防晕层搭接开始到线棒端部斜边的某一尺寸止，即属于区域防晕。所谓定子端部整体防晕结构，是将高阻防晕区域扩大到定子整个端部，即端部的线棒部分、口部垫块、 斜边垫块(及其适形毡)、端箍等均喷涂高阻半导体漆(或其浸渍带、毡)，有的连定子汇流环也采用了同样的工艺。这种结构能更有效地防止端部电晕和端部异相间的电晕，是目前为止对端部防晕考虑得比较周详的一种方式。 28、线棒接头有哪些连接方式? 答:条式线棒是以单根形式下人定子铁芯线槽的，因此，线棒问必须有很好的电气连接才能连接成电气回路。目前大型水轮发电机组线棒接头根据接头采用钎焊焊料的不同，主要有两种连接方式:锡焊和银铜焊。 锡焊的方式是首先在两根线棒的接头上套上铜质并头套，然后楔紧。整形完成后整体加热灌满焊锡，形成较好的电气连接。由于焊锡的液相线较低，一般在183,264,左右，故使用温升有一定的限制，接头通过的电流不能太大。 银铜焊目前主要有对接和搭接两种方式，首先在每根线棒上焊有铜质连接接头，上下层需连接的线棒接头在下线完成后就已靠拢在一起(以往线棒没有设计连接接头，而是采用连接板的方式;更早的还有线棒的股线与股线直接对接的方式，均已淘汰)。在这两个接触面上夹上银焊片，然后加热使银焊片熔化，达到使两接头良好接触的目的。由于银基钎焊焊料的熔点温度一般高于600,，故接头允许温升较高，通流能力很强，广泛用于大容量机组的定子接头连接中。 29、什么是钎焊?什么是硬钎焊?什么是软钎焊? 答:连接接头与熔点比它低的焊料共同加热至某一温度，在连接接头材料本身没有熔化的条件下，焊料熔化并润湿连接面，通过二者的扩散形成良好的接触，冷却后即成为牢固的整体。这种借助熔化的填充金属(焊料)来连接金属零件的焊接方式称为“钎焊”。 30、什么是大过桥?什么是小过桥? 答:定子绕组要将同相带的线棒连接成完整的一相绕组，需要将对应于不同磁极(N极和S极)下的线棒连接起来，这个连接线就称为极间连接线，俗称“大过桥”。从定子绕组方块图中可以很清楚地看到这个大过桥，如对A相某支路，就是连接A 相带区域和x相带区域的连接线。 定子绕组采用波绕组的连接方式，如果其合成节矩大小采用的正好是一对极距的距离，则绕组绕行一周后将回到出发的那个槽而形成闭合。为了将本相本支路的所有的线棒全部连接成绕组，需要人为地将连接线前进或后退一个槽才能使绕组继续绕行下去。对双层绕组来说表现为两个相邻的上下层线棒之间的连接，这个连接线俗称“小过桥”。小过桥的外形仅比普通绝缘盒大一些且为斜式，故现场又称为斜并头套，外部绝缘盒称为斜绝缘盒。 31、定子绕组接头的绝缘处理有哪些方式? 答:定子绕组接头的绝缘主要考虑相邻接头的绝缘距离和接头对地的绝缘距离。定子线棒接头绝缘以往曾采用手工包扎的工艺方式，现已淘汰，目前均采用接头绝缘盒的方式。绝 缘盒有盒内注胶和不注胶两种方式。对风冷发电机的定子接头，一般采用接头绝缘盒注胶工艺。这种结构绝缘方面的性能很好，但不利于接头散热。绝缘盒采用酚醛玻璃纤维或聚酯玻璃纤维绝缘盒，按不同的接头外型压制而成。根据不同的电压等级和电流大小，绝缘盒要考虑与线棒接头绝缘部分的搭接长度和距离接头并头套的距离，这在检修和安装中都是要严格掌握的。上下接头绝缘盒的结构基本一样，只是从现场的角度看，上部的绝缘盒为无底，也 称通底绝缘盒。对于有引线的线棒接头、大过桥等还是采用手工包绕的方式。 水内冷的线棒接头由于有水接头，因此没有采用注胶成为实体的方式(以往也采用过注胶式的方式)，而是将绝缘盒加长，然后固定在接头上以满足相邻接头的绝缘要求，对地的绝缘主要靠线棒端部本身的绝缘距离。因此这种结构的发电机定子，其端部的洁净度要比接头注胶式的结构要求高，当然，它的散热能力及运行维护中的可检查性都比注胶结构要好。 所以，水内冷发电机在转子下部都设置有一个粉尘收集系统，以便收集和除去在制动时制动瓦上产生制动粉尘，以消除粉尘对定子和转子的污染。 32、定子线棒和铁芯线槽间允许有多大的间隙?应采用哪些措施消除间隙? 答:根据电机槽部防电晕的要求，理论上，发电机定子线棒与铁芯线槽壁间的间隙越小越好。以往老式的黑绝缘由于有受热膨胀的热塑性特点，因而在运行中，微小的间隙可以得到自动的补偿;但黄绝缘属热固性材料，热膨胀性很小，因此，间隙在运行中依然存在。环氧粉云母绝缘的介电常数比沥青云母绝缘的介电常数要大，因此在线棒与铁芯线槽壁同样的间隙情况下，环氧粉云母绝缘比沥青云母更容易放电。据研究，线棒与铁芯线槽壁间的间隙在0(2,0(3mm时，是环氧粉云母绝缘最易产生局部放电的危险间隙，因此，二者的间隙必须小于此值才好。但线棒的制造工艺和定子铁芯片的加工和安装很难满足防电晕的无间隙要求。为解决这个问题，从制造方面采取的措施有:?提高硅钢片叠片质量;?缩小线棒公差;?加强槽内固定，使防晕层与铁芯间有良好的稳定接触点。在安装方面，传统的防电晕方法是在嵌入线棒后，在线棒与槽壁之间加插半导体垫片，使其间隙小于0(3nun。近年来，制造厂从结构和工艺方面进行了改进，以保证线棒与槽壁间隙最小。而国外的发电机则采用了很多补偿的办法以消除间隙，如半导体槽衬等。 33、发电机定子线棒在定子线槽中的固定有哪些要求?有哪些固定方式? 答:在发电机运行及起、停过程中，线棒因承受电磁力、热效应和机械应力的综合作用，还有在严重的短路情况下发生的振动和冲击，可能出现变形和位移。因此要求绕组固定可靠和长期运行中不产生线棒下沉、磨损及电晕、电腐蚀等问题。线棒直线段嵌入铁芯槽中，必须使线棒表面与铁芯槽壁之间有良好的机械接触，同时为了防止电晕，又必须使线棒外表面和铁芯槽壁之间有良好的电气接触。 线棒在槽内的固定方式有: (1)传统工艺方式。传统的方法是在线棒的外表面缠绕低阻铁质石棉带或低阻带直接与线棒主绝缘一起成型，而线棒与槽壁之间的空隙，在安装线棒时，用半导体板将其塞满，总体而言，是属于刚体间的连接;但如果塞之不紧，就有可能使线棒与铁芯槽壁的两个侧面接触不良，从而可能导致不良后果。 (2)半导体适形毡工艺。是在线槽的槽底、上下层线棒间和楔下采用半导体适形毡材料，也可有效地解决大型立式机组发电机线棒的机械固定和防电晕问题，但其安装工艺比较复杂，半导体浸胶毡固化前的压缩量较大，其“火候”较难掌握，且长期运行后发电机线棒的可 修性较低。 (3)半导体槽衬固定方式。在线棒下人铁芯线槽前，在线棒的外面，采用半导体材料包缚如半导体纸、半导体胶等，然后将其下人线槽，固定在槽内。线棒本身表面的防晕层并未直接与铁芯壁相接触，而是通过这层半导体槽衬与铁芯壁接触。这些方式下线前按线棒外形尺寸与槽宽的偏差可在下线前进一步确定槽衬的补偿量，将线棒直线段加包的半导体垫层厚度调整到合适的程度。采用半导体槽衬的线棒固定方式都能有效地保证线棒在线槽内的防晕要求，线棒和铁芯槽壁都有很好的电气接触，基本可以消除二者之间的气隙。由于胶固化前本身的可塑性，可以补偿铁芯线槽壁表面存在的微小机械公差;同时也可以有效地抵消由于 铁芯槽段不平在线棒外绝缘表面产生的局部机械应力。 此外，还有在槽内线棒一侧置放半导体板，在槽部另一侧采用半导体斜楔(或半导体波纹板)来固定线棒的方式，多用于汽轮发电机 34、线棒半导体槽衬固定工艺有哪些方式?各有什么工艺特点和要求? 答:(1)半导体硅橡胶的弹性固定工艺。 发电机线棒在下线前，首先将一定宽度的半导体纸对折，然后在对折张开成“V”形的半导体纸内，利用专用设备均匀涂上室温固化的具有弹性的胶状硅脂复合胶，以夹胶后的半导体纸作缠绕带，均匀地平缠在线棒直线段上(即所有与铁芯壁接触的部分)。在胶未固化的情况下，将线棒快速下人铁芯线槽。该胶的最大特点是具有自行膨胀性能，固化后也有一定弹性，因此线棒与铁芯的尺寸配合可以稍大，包绕后的线棒可以很容易下入铁芯槽，一定时间后，胶膨胀固化，使线棒与铁芯有很好的机械接触，这种弹性材料可以补偿因温度变化引起的热膨胀和运行中可能出现的位移，有利于发电机的安全运行，这种结构工艺可称为 线棒弹性固定工艺。胶被半导体纸所覆盖，故线棒屏蔽表面与铁芯槽壁是通过半导体纸连接，较好地保证了电气接触，以有效地防止槽部电晕。采用这种工艺的线棒在安装时可轻易地在铁芯槽中作少许的垂直移动，以定位及对正上、下层线棒的电接头，因此线棒的安装也较为方便。 (2)半导体纸与半导体胶配合的槽衬工艺。 这种工艺采用的是在定子线棒直线段包敷半导体纸裹半导体胶的方法。即在专用工具上，铺好与线棒直线段长度相当的一定宽度的半导体纸，然后在纸上相对线棒宽面的对应部分均匀涂敷一定厚度的半导体胶，在涂好胶的包敷纸上成“U”形夹好线棒，在胶未固化时下入铁芯线槽。半导体胶在室温固化的过程中，没有自行膨胀的能力。这种工艺的优点是:线棒本身的防晕层与涂裹的半导体胶有很好的接触，可以有效地避免可能发生的槽内电晕。线棒表层通过胶、纸与铁芯壁接触，待胶固化后，使线棒表面与铁芯壁有很好的机械和电气接触。这种工艺操作上相对比较复杂，在下入线槽后线棒不能上下移动，否则会拉坏半导 体包敷纸，造成返工。因此，在下入线棒前需要仔细确定线棒垂直高度，尤其是下入上层线棒时更应仔细对正电接头，否则就需要返工，造成材料和工时的浪费。由于裹胶后线棒厚度增加，线棒下入线槽时也极易刮坏半导体纸而造成返工。 (3)多层半导体毡固定工艺。 这种工艺方式是将线棒铁芯段绝缘表面清理光滑，然后分别测量线棒和线槽尺寸，计算槽壁间隙大小，在线棒铁芯段绝缘表面涂刷低阻半导体漆，将厚度合适的一层或多层低阻半导体毡包贴、粘牢在线棒的槽内底面和两侧面，呈“u”形状。若粘贴多层半导体毡时，层问需涂刷低阻半导体漆，在漆未干时，用下线机平整地把线棒嵌入槽内，要求其两侧面和底部间隙不超过0(05mm，槽部防晕层与铁芯之间的电阻值低于10kQ，如不满足紧度和槽电阻要求，则线棒必须拔出重装，直至合格。 (4)线棒外涂半导体胶的工艺。 与上述必须在下线前配合制作半导体槽衬的工艺不一样，这种工艺的槽衬是事先就在制 造厂完成了。这种结构通常使带半导体槽衬的线棒与铁芯线槽形成过盈配合。如以导电性室温固化(CRTV)硅橡胶，做成半导体防护层，在工厂内模压到线棒外侧，以过盈配合的方式嵌入槽内。这种可压缩的材料既可补偿线棒热膨胀和运行位移，又可使线棒防晕层和铁芯线槽壁之间保持良好地接触，以防电晕产生。但这种线棒在安装时压人铁芯线槽，或需更换时从线槽中拔出线棒，需使用专用的液压操作工具。 35、定子槽楔有哪些结构型式? 答:发电机线棒在运行中承受电磁力和机械振动，槽楔的松紧程度直接关系到线棒的紧固，因此有效的线棒紧固系统是十分必要的。 (1)传统中较为常用的方法是由槽楔(一定斜度)和其下面的斜楔组成楔对，相互楔紧，槽楔与线棒均是硬连接(刚性)，由于热胀冷缩现象和长期运行后绝缘材料一定的收缩，槽楔就会出现松动现象，这就需要在检修中重新楔紧槽楔。 槽楔有平式和斜式两种，平式槽楔不易打紧，现已淘汰。目前主要使用斜楔对，即上层的槽楔与其下层的斜楔形成斜楔对，上、下楔的表面倾斜率一般为1:120左右。 (2)波纹弹簧垫条的槽楔紧固系统。这种方式我国多用于大型汽轮发电机。国外的大型水轮发电机定子多采用这种紧固方式。弹性槽楔在国外应用的时间较长，技术相对比较可靠。在长期运行中，由于槽楔可能出现的松动，由波纹弹簧垫条的伸缩(厚度方向)自动补偿，来保持线棒处在紧固状态。显然，这种方式对波纹弹簧垫条的材质要求是很高的，它在长期受压和热胀冷缩的作用下要保持恒久的弹性。这种方式对加强定子线棒槽内固定、提高电机安全运行具有十分重要的意义。 (3)硅橡胶楔下垫条。利用硅橡胶的弹性，将硅橡胶材料制成楔下垫条，在打槽楔时放置在斜楔下层垫条的里面，因此也可以采用半导体的硅橡胶垫条(贴近线棒表面布置)。既可以配合普通斜楔对，也可以配合波纹垫条，但其补偿量有限。 (4)辅助固定方式。为了加强槽楔的固定，防止槽楔的串动，还有的厂家设计了发电机安装时在槽楔和下面的斜楔接触面之间涂抹一层室温固化胶，同时在铁芯线槽固定槽楔的两侧鸽尾也涂抹室温固化胶。 36、发电机定子绕组局部更换线棒在电气交流耐压试验上有什么规定? 答:对于10(5,18kV、容量大于IOMW的发电机线棒规定见表2-6。 表2-6 发电机局部更换条式线棒交流耐压试验值 序号 线棒所在部位 试验形式 试验电压(kv) l 单根线棒下线前 单根;直线部分包金属箔接地 2.75Un+.5 2 下层线棒下线后(与其他线棒连接前) 单根;其余线棒接地 0.75(2.5 Un+2(O) 3 上层线棒下线后(打完槽楔，与其他线棒连接前)与下层线棒同试 其余线棒接地 0.75(2.5 Un+1(O) 4 连接、焊接完成，接头绝缘完成后 分相 0.75(2(O Un+3.0) 5 所有更换工作完成后 分相 1.5 Un 如果发电机制造厂家有明确规定，应参照厂家的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。 37、发电机定子线棒更换的原则是什么?现场检修应如何掌握? 答:当线棒发生故障时，就需要对其进行修理或更换，发电机更换线棒在检修实践中是一个重要内容，需慎重考虑。以下是一般原则: ?运行中击穿或损伤的线棒，其故障点在槽内或槽口附近者。 ?预防性试验击穿，其击穿部位同上者。 ?主绝缘磨损，其损伤深度在1mm以上者。 ?线棒接头过热造成接头严重损伤者。 ?电腐蚀严重或防晕层损坏严重者。 线棒击穿、损伤部位在槽口外距离槽口小于100mm的应根据现场情况研究处理，如线棒的参考电位，损伤的程度。击穿点及主绝缘严重损伤处在槽口外距离槽口100mm以上者，可以不更换线棒进行局部处理。有时为保证高可靠性，也需根据现场情况灵活掌握，考虑更换新的线棒。由于发电机是整个机组的心脏部分，极为重要，从性价比考虑，一般在线棒有故障特别是槽内故障或运行电位高的情况下建议换新。只有当无备品或故障在端部时，考虑作局部修理。 38、更换一根波绕组定子下层线棒应拔出多少上层线棒? 答:对于波绕组条形线棒，如果更换一根定子上层线棒当然只需拔出那根上层线棒，但一根定子下层线棒更换时应拔出多少上层线棒才能将其更换呢?此时应查出该发电机的绕组节矩Y，则Y+1就是应拔出的定子上层线棒数。如绕组节矩为1—7—14，Y=13，则更换一根定子下层线棒应拔出对应的14根上层线棒。了解这一点，可以帮助工作人员迅速地判断需要拔出的对应磁极个数、需要的备品数量、投入检修的人员多少及工作量的大小。 39、如何在没有发电机备品线棒的情况下，应急处理有绝缘故障的线棒? 答:在发电机的运行和检修维护中，由于没有发电机线棒的备品，这时又出现了发电机绝缘的事故，如在运行或发电机试验中击穿等情况。为了不影响发电机的发电，可以对发电机进行紧急修复处理。 发电机定子绕组的线棒绝缘组成是相同的，即所有线棒的绝缘水平都是一样的，而各根线棒在实际运行中所承受的实际电位是不一样的。其中发电机中性点区域的线棒实际运行电位很低，而出口侧的线棒承受额定电压，虽然它们的使用年限相同，但实际电气寿命是不同的，也即中性点区线棒的实际电气绝缘水平要好于高电位区的线棒。 在需要紧急修复的情况下，可将故障线棒(一般都出现在高电位区)拔出，然后将位于中性点区的上层线棒拔出，将中性点区的线棒安装在故障线棒所处的槽位，而将故障线棒修复后安装在中性点区的槽位内。这样换置的结果会大大地提高抢修后发电机的绝缘水平。在检修中应仔细核准定子槽号，马虎从事会得不偿失，以至于造成更大的损失。 40、发电机定子线棒应如何进行局部故障修理? 答:远离铁芯的部位可以不将线棒取出就地修理，其他部位的局部故障应将故障线棒从线槽内取出后，平放在修理台上，应在修理台面上垫以软垫如橡胶垫或涤纶毡，防止在线棒局部修理的过程中，又造成线棒其他部位的损伤。修理前，应拍摄故障部位的资料照片。 首先应仔细清除故障点，然后沿清理点两侧将线棒绝缘削成坡口(见图2—20线棒局部故障修理绝缘剖削示意图)，每侧坡口长度一般有一个经验公式来确定: ，其中Ue为定子绕组额定电压(V)。如对13.8kV等级的绝缘，坡口每侧长度应有80mm左右。坡面应仔细修整，要求平滑、均匀。用无水酒精或甲苯擦干净后刷一层室温固化环氧树脂漆。然后以与线棒绝缘相同的绝缘材料进行半迭绕包，层间刷室温固化环氧树脂漆，漆的黏度应适当，涂刷要均匀绕包层数按绝缘厚度而定，一般按线棒设计所要求的层数，厂家对此均有规定。 局部修理的重点是应掌握修理部分无气泡夹杂，因此，应严格按半迭包绕工艺，“半迭”应保证准确。绝缘带包扎过程中不可出现皱褶，包扎绝缘带时可适当用力拉紧，但要用力均匀。一般现场的处理不能做到真空处理，因此对局部修理的线棒应作灵活处理。 为使新旧绝缘接触紧密，修复部分应加热加压处理。压模可根据具体部位采用厚铁板制成，可采用电热烘烤的办法，也可在大型烘箱内进行。对B级绝缘，处理温度以90,110?为宜(不同的工艺结构，时间及温度差别较大)，加热温度和时间应参考厂家线棒绝缘成型时间，如13.8kV线棒B级绝缘最少需5h左右。也可采用低压大电流的方式对线棒加热。 局部修复后，按要求恢复防晕层。对防晕层与主绝缘同时成型的线棒，则应在主绝缘包绕后即行包绕防晕层，一起进行热压处理。 局部修理后的线棒应经过耐压试验合格。 41、定子绕组接头过热有什么危害? 答:定子绕组接头如设计或制造不良，长期运行中会造成接头部分局部过热并使接头的电阻逐步增大。如果形成恶性循环，最终会导致接头开焊，这一点对采用锡焊的接头来说更为严重，往往会因一处故障而造成一大片的接头连续开焊。因此，在检查中，如发现绝缘盒有过热的现象或其他异常，应剖开绝缘盒检查接头是否出现问题。如在试验中发现某个接头电阻过大，应及时处理。对某些不合理的接头应找出症结，予以技术改造。 42、定子绕组端部的口部垫块松动应如何处理? 答:发电机定子线棒出槽口部位的垫块是用于加固定子出槽口处的机械强度，因此对于定子线棒端部的抗振动和抗冲击都有很好的加强作用。 口部垫块的结构也是斜楔对，在安装结构型式上，大致有两种:一种是采用适形毡工艺的方式固定;另一种是斜楔对直接打紧在线棒的两端，然后采用绑绳绑牢。 在检修中常发现有口部垫块松动的现象。处理口部垫块的松动，前一种方式还是按原工艺方式固定来处理，适形毡浸胶的配方按厂家原标准不变。后一种固定方式可按原工艺固定，也可根据实际情况进行改进，以保证垫块的可靠性，即改用适形毡的方式固定比较好一些，此时需对口部垫块进行局部加工。严格地说，这后一种固定方式是不妥的，硬对硬的连接无法避免产生空气隙，在端部槽口不均匀高压电场的环境中会出现局部放电，因此采用前一种固定方式为好。 对于原采用适形毡工艺固定的口部垫块，在拆、装口部垫块时，如原适形毡撕下时损伤了线棒表面防晕层，应仔细测量该处距铁芯的实际高度尺寸。对照图纸确认是在低阻区还是高阻区，然后进行相应的防晕处理，防晕处理完成后，才能回装口部垫块。否则会影响线棒端部的防晕，造成新的问题。 有的口部垫块原采用适形毡固定无绑扎结构，如果处理松动问题，在按原工艺完成适形毡固定后，为防止垫块再次滑动损伤线棒，可用0.35×35无纬玻璃丝带绑扎、浸胶，特别是端部振动大的机组，应加固处理。 43、发现定子绝缘盒有裂缝应如何处理? 答:对于内部没有灌注绝缘胶的绝缘盒出现较大的裂缝，如带水接头的绝缘盒，一般是属于质量问题。由于接头间的绝缘完全靠绝缘盒承担，因此应予以更换。 对于采用环氧树脂胶浇注的绝缘盒，应区别考虑。绝缘盒裂缝可能有两种情况，一种是绝缘盒本身的原因，如材料原因或其内部配胶热胀冷缩的原因造成，这种情况对电气绝缘的性能影响不是太大，另一种是反映了接头内部过热，则应及时进行处理。由于绝缘盒内灌满了环氧树脂绝缘胶，因此，仅从绝缘的角度来考虑是没有问题的，重点应考虑绝缘盒内的接头有无过热的现象。轻度的裂缝，可贴上不同温度点的示温片，待下次检修时再检查示温片是否存在过热现象，再决定是否更换，如不是属于内部接头过热，则可不处理。对裂缝较大的绝缘盒，应考虑铲除，检查其内的接头是否存在过热的现象，必要时辅以涡流探测法和直流电阻的测试。如果是内部接头过热造成绝缘盒裂缝，则应对接头进行重焊处理，处理完成后再重新浇注绝缘盒。 44、如何查找和处理发电机定子绕组接地故障? 答:发电机定子绕组接地在以前黑绝缘的发电机组中屡有发生，其中以制造上的原因居多。在B级绝缘以上的发电机中，其出现的几率已很少了。 查找绝缘故障，应首先解开每相绕组出口的连接，按每个支路检查。采用绝缘电阻表、万用表等先确定是金属性的还是绝缘性的故障。大型发电机每个支路的线棒数量都不多，如果问题出在线棒端部，则基本上凭目测可以发现故障。如果故障处在直线段即铁芯槽内，则目测很难发现。由于大型发电机绕组分支直流电阻很小，即使是金属型接地，采用直流电阻比较法也无法判断。目前检查这类故障缺少先进的测试定位仪器，传统的方法是采用直流加压和交流加压的方法。 直流加压法与做直流耐压的方法和接线是一样的。其原理是使线棒上承受直流电压，当故障点首先击穿时，根据放电处的声音和火花判断具体的故障槽。因此，宜在晚上关灭照明后进行，便于观察火花。在确定故障分支后，此时应对照绕组方块图，确定该故障线棒所在分支在发电机内的分区部位，以便有的放矢地观察。加压检查时，升压速度可比耐压试验稍快。 交流加压法:有的故障线棒虽已出现绝缘故障，但仍然有较高的阻值，因此用直流加压的方法可能难以查出，因此采用交流加压法，加入较高的电压使故障点绝缘电阻进一步降低，便于查找。 此外还有加大电流的所谓“电流烧穿法”，这对大型发电机来说并不可取，因为局部电流可能使线槽局部铁芯造成损伤，很难处理，使问题变得更大。 45、为什么线棒上下层间垫条防晕处理不当也会烧坏发电机线棒? 答:由于防晕的需要，线棒在铁芯直线段部分进行了低阻处理。其阻值在1×103,1×105Ω之间，太高不能起到防晕作用，太低则会造成损耗过热。层间垫条夹在上下层线棒之间，同样出于防晕的考虑，层间垫条也采用低阻半导体垫条。如果材料使用不当也会出现问题。如果阻值偏高，则上下线棒的两个端面可能出现电晕;阻值过低，则因涡流过热而损坏线棒。 某水电厂进口机组#6机，刚投入试运行，就发现发电机定子线棒冒烟。首先检查故障明显的某故障槽，发现故障槽下层线棒的对地绝缘已为零，线棒绝缘击穿。拔出该槽的上层线棒，发现带有RTD的层间垫条(RTD测温电阻完全埋置在层间垫条之内，从垫条的上端引出测温线)严重烧损，部分已烧成粉末状，线槽内线棒靠RTD垫条侧的表面半导体层烧掉，主绝缘烧伤深度0.5,1mm，好在铁芯未受损伤。经检查，定子线棒烧损的主要原因是供应商提供的RTD垫条表面所涂的漆不是按要求涂敷的半导体漆，而是“导体漆”——表面电阻偏低。在机组运行中由于感应电压高，垫条与定子铁芯接触形成回路，产生电流，造成RTD垫条发热，烧毁RTD垫条，并最终烧损线棒的绝缘，造成定子接地事故。随后又拔出其他带有RTD层问垫条所在槽的上层线棒，现象与该槽故障一样，只是烧损程度轻些。后来共更换 线棒104根，其中，上层线棒98根，下层6根。损失不可谓不惨重。这次事故是缘于RTD垫条存在的质量问题，实际上也是层间垫条防晕处理方面的问题，应该使大家都要吸取教训，也应取得相应的安装和检修经验，以避免发生类似的事情。这虽是一个比较极端的例子，但从事故的严重性可以看出槽内防晕处理不当所带来的危害。 46、定子绕组开机前泄漏电流增大的原因是什么? 答:在发电机检修中可能出现这样的现象:检修前，发电机的三相定子绕组测试的泄漏电流是平衡且合格的，但检修期完后，却出现某一相泄漏电流偏高、三相绕组泄漏电流不平衡的现象。在排除绕组确实受损的情况下，这种“故障”多半是假性的。出现的原因有: ?因检修时间长，机组整体表层轻度受潮。由于各绕组表面的污垢并未完全清扫干净，特别是出槽口部位，在未吊出转子的情况下，受转子磁极的遮挡，很难将槽口部位清扫干净。各相个支路清洁情况不一，也可能出现这种情况。当然，三相泄漏电流都增大的情况也是有的。 ?清扫定子绕组线圈端部后，使用的溶剂尚未充分挥发，加上各支路清洁状况不一致，也可能出现这种情况。 这种情况只要适当干燥即可恢复正常。可以在关闭机组空冷器冷却水的状况下，将机组空转，一般几个小时后，停机再测，都可恢复正常。对于转子绝缘电阻出现的类似的情况也可按此处理。 47、转子绕组回路哪些部位容易发生故障或绝缘降低?应如何查找和处理? 答:转子绕组回路从灭磁开关由励磁电缆经滑环到磁极的诸多环节，都存在运行中或检修过程中出现接地的问题，因此应区别对待，分别查找。 ?容易接地的部位有: 1)励磁电缆:主要是因绝缘老化的原因。 2)刷架和滑环:由于碳粉油污混合，造成刷架和滑环正负两极间绝缘击穿或接地绝缘处对地短路。 3)大轴引线与滑环连接处:此处也易因污垢造成绝缘降低。 4)大轴引线:有的大轴引线没有采用全部外包绝缘而是裸汇流排形式，其对地绝缘处也易因污垢造成绝缘降低。 5)磁极线圈主绝缘:主要也是因为污垢的原因造成绝缘降低。尤其是在磁极的上下两个端部迎风面。 6)磁极连接线:有的转子磁极之间的连接是磁极与磁极直接相连的，与转子磁轭不相关联，因此就不存在接地的问题;但有的转子磁极间的连接是以磁轭为中介的，这种结构就容易出现接地故障。一是连接板与磁轭间的绝缘部分，与磁极主绝缘的情况类似。二是固定磁极连接线的固定螺栓(属接地部分，与磁轭是直接金属连接)与磁极连接线之间是通过绝缘套管绝缘的。如果套管破裂则可能造成接地，或检修中由于粗心大意少装了套管也会造成接地，这种情况当然是金属性接地。由于悬空，可能在转子静止时测试还发现不了，但会在以后的运行中暴露出来。这种情况还可能由于多点接地造成绕组部分短路。这种漏装绝缘管的例子无论在安装阶段还是检修过程中是屡有发生。 ?发生转子接地故障后，应首先确定是金属性的接地还是因污秽造成的绝缘降低，有时仅凭绝缘电阻表很难确认，可使用万用表辅助查测。然后，取出电刷，区分故障发生在那一段。区分出段落和性质后，才能准确查找。如果确定接地发生在磁极部分，则只能从中间磁极连接线处分解，然后逐次查找。不同的机组结构重点部位可能不一样，但只要能把握重点和要点，接地点是不难找到的。 48、如何用直流电压法查找转子绕组金属性接地? 答:在转子磁极间出现的一点接地或多点接地，有时也很难快速查清，此时可采用在转子绕组中加入直流电压的方法。利用直流电压表(万用表的直流电压挡亦可，最好使用指针式表计)的表针方向和电压大小，判断接地点。原理见图2—22直流电压法查找磁极接地故障示意图。 设b点已接地，而外加电压a为正极，c为负极。电压表的探针在ab段时，电压表指针的方向是磁极a侧为正，接地侧为负;而在bc段则磁极c侧为负，接地侧为正。当采用指针式表计时，逐个测到故障点时，指针会反转，反向点即为故障点。 采用此法时，直流电压不要太高，根据实际情况，以表计能显示有读数即可。 49、如何进行磁极分解检修? 答:转子磁极由于使用电压低，相对电气故障较少，一般无须分解检修。但由于是转动部件，因此有它特殊的一面。如出现下列情况则须分解检修:电气试验不合格，如磁极主绝缘不良、磁极线圈存在匝间短路;磁极线圈软接头需要更换或接头过热处理等。在确定故障原因后，有针对性的分解检修。 ?磁极分解。磁极从转子上拔出后，在专用的支架上进行分解检修。如无专用支架，应在地面铺有枕木，磁极的下面垫以橡胶垫或涤纶毡。在分解磁极过程中，应注意防止主绝缘、铜线及绝缘垫圈受损伤。线圈与铁芯分解时，应使用专用工具，以免线圈受力不均造成散盘;必要时再翻转线圈，翻转线圈应采用专用木胎或其他专用夹件夹紧线圈，以免翻转中线圈开裂变形。 ?修理。故障修理的同时，对非故障部位的铁芯及线圈应清扫、检查，尤其是线匝间的缝隙;用清洁干燥压缩空气吹扫磁极铁芯及线圈，清除尘垢。 ?磁极线圈与铁芯组装。组装前应清扫检查铁芯，线圈及绝缘垫圈;多个磁极处理时应注意编号，铁芯与线圈号码回装时应相符，磁极里外接头引线端头位置不要装反;铁芯套人线圈时，四周应以0.1mm环氧玻璃布板导人;磁极组装后，在铁芯与线圈上下端应打入绝缘楔，要求紧固。接头高低不合适时，可调整上、下端间隙，并用浸过环氧树脂漆的涤沦毡及环氧树脂胶将缝隙填塞。 ?磁极组装后，应检查绝缘压板的高度应略高于铁芯平面0.5mm左右，这样磁极挂上转子后才会将线圈压紧。 ?磁极组装完成后，应进行匝间交流耐压试验，合格后才能装入转子。 50、转子磁极引出连接线的接头过热应如何处理? 答:转子磁极线圈是由铜板绕制的，其磁极接头引出连接线有硬、软两种方式，软连接线(大多数采用由薄的软铜片叠成的引线)与磁极线圈铜板是铆接后焊接在一起的，一般采用锡焊。如果原来安装时质量不良，运行时间长后，就可能出现过热的问题，软接头与线圈铆焊不良者，则须拆下搪锡处理后重新铆焊。采用硬铜板钎焊硬连接的结构则可靠性好一些。 处理磁极接头的过热故障，应先将磁极吊出，将其平放在枕木上，按磁极线圈分解的工艺将主绝缘、线圈与磁极铁芯脱开，然后单独处理线圈部分。线圈及其层间绝缘是热压在一起的整体。处理接头，应仔细撬开首匝导线，防止导线平面变形过大，否则回装时难以恢复。采 用合适的木楔从导线首匝的顶部打人，逐渐将导线与匝问绝缘分离，注意用力不可过猛。导线与绝缘分离后，在导线下塞好木楔，使首匝导线与其余线圈有一个合适的可以作业的空间。在接头下部垫好防火的石棉板或石棉布，应注意防止工作中损伤其余部分的绝缘。 ?软接头磁极的处理。 接头挂锡，可以采用碳阻焊或中频焊。用加热装置烫掉接头部分的焊锡，然后用手枪钻头钻开铆钉头，即可取下旧的铆钉，将磁极连接头取下。 取下连接头后，对连接头的接触面和磁极导线上的接触面分别处理平整，然后挂锡处理，过热严重不能再用的连接头应予以更换。 将连接头铆接在磁极线圈的导线上，注意铆合敲击铆钉时不可损伤导线和下部线匝的绝缘。铆接的接触面，目前并没有合适的标准可以引用，可以参照母线接触面螺栓连接的标准检查质量。对锡焊的磁极接头连接，应符合下列要求:铆接的接头错位不应超过接头宽度的10,，接触面电流密度应符合设计要求;锡焊接头焊接应饱满，外观光洁。 ?硬接头磁极的处理。 有的磁极引出线采用的是硬接头的连接形式，如采用铜排弯制，根部与线匝采用银焊的方式。这种方式比锡焊的方式可靠性要高。 更换或处理接头时主要应掌握:线匝与连接线的对接面应处理平整，清理干净后，在两个接触面之间夹好银焊片。焊接时要挡好其他线匝，不得损坏匝间绝缘;边缘焊口处应有45?坡口，便于堆加银焊料，常用银焊料为H1AgCu30—25等;焊接应饱满，无气孔、夹渣。焊后将连接的接头部分修理平整;其他的要求与软接头处理相同。 ?接头电气检测直流电阻，应尽量采用大电流法测取直流电阻。接头检测合格后，才能回装首匝线圈。首匝线圈回位后，应仔细整形，导线不应有翘曲。在导线下垫好绝缘层，每层之间应刷绝缘漆。用专用夹具夹好线圈，周围可采用红外线灯烘烤，有条件的也可进入烘房处理。待绝缘层固化后，脱开夹具，将线圈回装至磁极铁芯。 51、转子磁极匝间绝缘故障应如何处理? 答:转子磁极匝间绝缘由于运行中承受的电压很低，过压的机会也很少，一般情况下是不会出现匝间短路的，尤其是B级及以上绝缘，故障也多因为热老化或原有缺陷。因此，对于检测中已确定是匝间绝缘问题的磁极，还应仔细清扫，特别是匝问的缝隙中，是否有焊渣、焊锡滴等杂物。由于被外层的油漆覆盖，缝隙中的金属颗粒容易造成匝间绝缘为零的判断，因此应先将匝问彻底清扫后再进行电气测试确认。如果凭目测不能找到故障点，则根据磁极线圈的大小，采用通入低压大电流的方法，如果有匝间短路，则故障部位很快发热，这样就可确定故障部位。 转子匝间绝缘的处理与上题处理的程序基本类似，匝间短路如不在首尾匝，则处理稍复杂一些。 线圈分解后，用专用劈斧(铜质)或合适的木楔对准要分开的线匝，用大锤敲击斧尾或木楔尾部，将线匝劈开，用另外的木楔垫好两侧线匝。除去已损坏的绝缘(一般多为局部)，注意导线上是否有毛刺或棱角，导线表面应光滑平整。铜线表面清理干净后，在导线下垫好绝缘层。B级绝缘多采用环氧玻璃胚布，为大块料，具体尺寸按现场需要剪。注意每层之间应先刷绝缘漆。其余步骤同上题。修理完成后应再进行测试。 应注意的是:环氧玻璃胚布与定子主绝缘材料一样，本身属含胶的绝缘材料，平时要求低温存贮，且有效期很短，使用时要防止其已过期或失效。 磁极线圈的托板如果是与磁极线圈热压在一起的，在现场的加热处理中有时不便与线圈一起加压热压，因此，可待线圈压好后，回装时黏接。如黏接不便，可采用薄的浸渍适形毡材料放在压板和线圈整体之间，将压板与线圈一起机械冷压。如果高度偏高，可将压板绝缘表层撕去几层。 52、阻尼绕组的故障应如何修理? 答:阻尼绕组在正常运行中与转子磁场同步运行并没有感应电流，只有旋转中的机械作用力。因此，只要设计、制造可靠，一般是不容易出事故的。一般性的小扰动下，阻尼条所受的作用力也不是很大。在一些复杂或极端的情况下如机组非全相合闸、机组备用时开关误投、系统近端电气短路等情况下才可能造成电气上的损坏。 阻尼条是嵌埋在磁极铁芯极靴内的，出现故障或熔断，只能更换相应尺寸的铜条(或厂家图纸标明的材料)。由于阻尼条与阻尼端环是焊接在一起的，即使只换其中一根，也须将该磁极的阻尼端环的一端与其余阻尼条全部焊开。 处理阻尼环也应先将磁极吊出，将其平放在枕木上，为防止损伤线圈，处理阻尼条时，应先按磁极线圈分解的工艺将主绝缘、线圈与磁极铁芯脱开，然后再单独处理阻尼条部分。如果阻尼条本身并没有损坏，而只是阻尼环端部开焊，则将其重焊即可。常用焊条为H1AgCu80—5。 某水电厂一台进口39MVA的贯流式发电机(72极，每极4根阻尼条)，投入运行后不久，即出现阻尼条损坏的严重事故。大部分磁极沿旋转方向的最后一根阻尼条都出现断裂，有的阻尼条甚至因过热软化挤出槽口后，在气隙中挤压变形。经查，事故的原因是阻尼绕组设计不合理，阻尼条截面太小以及电磁振动等原因造成。 无独有偶，另一水电厂1号机30MW也是贯流式的进口发电机(76极，每极4根阻尼条，与上述不是同一国家产品)，运行不到一周，发现有75个磁极的沿旋转方向的最后一根阻尼条在与阻尼连接的端部都出现了断裂且向中部扩展，磁极阻尼环局部发蓝，有明显的过热现象。经分析表明，由于设计方面的原因，阻尼条槽谐波电流引起的磁通致使阻尼条在磁极内振动造成损伤，阻尼条的截面偏小也是原因之一。 这些极端的例子有助于我们加深对阻尼绕组的理解和认识。 53、发电机检修后，定转子绝缘降低应如何处理? 答:一种情况是由于发电机检修期长，可能出现开机前，发电机定、转子绝缘降低的现象，另一种情况是由于某种外部原因导致发电机内进水而受潮。采用B级绝缘以上的发电机由于采用的是热固性材料，一般情况下，都是表层受潮。 轻度受潮的情况下，一般开机空转几个小时即可恢复绝缘。开机空转时，注意关闭机组空冷器冷却水，发电机上部盖板视情况开若干通风孔。 受潮严重的情况下，则应使用电流干燥或外部热源干燥。对大型机组，在转子尚有部分绝缘的情况下，采用三相短路干燥是最简捷的方法。 ?三相短路干燥法。 1)三相短路干燥需要发电机本身具备运转条件，转子可以使用备用励磁(带同轴励磁机的发电机则无此限制)，定子各部测温点巡检正常。在发电机出口母线上安装三相短路母排，母排的截面按发电机额定电流考虑。与母线连接时应保证有良好的接触。某电厂曾在一次发电机短路试验中，因连接面的油漆未除干净，试验开始不久即造成母线接触部分烧缺，幸及时发现才未造成严重后果。 2)如果发电机带有中性点侧励磁用串联变压器(自复励励磁系统)，则应采用短路母排将此串联变压器短接，否则长期通流有可能烧损此变压器。同样，中性点的消弧线圈或接地变压器等都应退出。 3)带有专用短路开关的发电机，如短路开关容量允许，则直接使用此开关短路即可，不需另接短路母排。干燥前开关投入后，应切断其操作电源。 4)注意应关闭机组空冷器冷却水，水内冷发电机应切断内冷却水;发电机上部盖板视情况开若干通风孔。注意不要误切空冷器以外的其他机组用水。 5)启动发电机至额定转速后，对发电机送励磁，此时发电机励磁应采用手动方式，其他如自 动、强励等方式均应退出。 6)视情况缓慢增加励磁，使定子电流缓慢升至50,额定电流，以温升每小时不大于10?为宜。受潮严重的发电机每小时测取一次(轻度受潮的发电机可以每半小时测一次，判据也以半小时为度)绝缘电阻和绕组、铁芯的温度。具体的绝缘值应参照该发电机的历史数据。一般吸收比大于1.6或极化指数大于2，绝缘电阻连续5h稳定不再变化，则干燥过程即告结束。不同的发电机情况不一，如受潮严重而气温又低，视定子温度情况也可适当增加电流，但不得超过定子额定电流，注意各部温升不能超过正常运行时的允许温升。黄绝缘的干燥一般并不需要很高的温度，一般干燥过程中，以控制定子线圈最高温度比较适宜。如用外置酒精温度计测量，绕组不应超过70?;使用机内已有的埋人式电阻温度计测量时，不应超过80?。若温度偏高，可减少定子电流，使温度稳定即可。 7)发电机短路干燥是使发电机工作在异常状态，因此各部发热较大，干燥过程中应注意巡查。整个干燥过程中有异常情况时，应首先降下励磁，切断励磁后再停机检查处理。在发电机短路干燥的过程中，短路点应始终有人监护。 8)干燥过程结束后，缓慢降低励磁到零，切除励磁。然后拆除短路线。 ?外加电流干燥。 对于不能采用短路干燥或条件不具备时，发电机则只能采用外加电流干燥或外加热源干燥。 受现场容量限制，很难采用交流加热方法，因此一般采用直流电流加热。此时，将发电机三相绕组串联，也可根据情况将分支解开再加以串联成一个回路，视电源大小而定，串联只要连成回路即可，不必考虑电流实际流向。考虑到一般大型发电机电流都比较大，因此按绕组分支加入直流比较好。对于大型发电机，由于是多支路，应特别注意接线，否则没有效果。加入直流电流以分支额定电流的70,较好。通流加热过程中，同样要考虑各连接线的大小和接触面的问题，以防止加热时造成接头过热损伤绝缘。定、转子分别加热，电源可采用电动盘车的电源或其他通过整流来的电源。小容量的发电机也可采用多台直流电焊机并联供电的办法。 外加电流法可以与外加热源法一起配合使用。 ?外加热源法。 对体积较小的发电机比较有效。在发电机风洞内，将定子上、下部挡风板打开，在定、转子绕组下部布置电热板或其他红外加热设备，注意不要使用有明火的电阻丝炉。 此外还有与做定子铁损试验类似的铁损法，可以对定子进行干燥，但需要吊出转子，所需电源容量也大。此外铁损干燥会使定子铁芯和机座的温差过大，将造成铁芯与机座之间的内应力增大，当定子机座钢度较小时，可能会使机座变形增加，这对定子结构是很不利的。因此，此法对大型发电机尤其是运行过程中检修的发电机实际上没有可操作性。 54、为什么变压器的低压绕组在里面，而高压绕组在外面, 答:这主要是从绝缘方面考虑的，因为变压器的铁心是接地的，低压绕组靠近铁芯，容易满足绝缘要求。若将高压绕组靠近铁芯，由于高压绕组的电压很高，要达到绝缘要求就需要很多的绝缘材料和较大的绝缘距离，既增加了绕组的体积，也浪费了绝缘材料。另外，把高压绕组安置在外面也便于引出到分接开关。 55、什么是双绕组变压器的相序阻抗,什么是多绕组变压器的相序阻抗, 答:双绕组变压器的正负相序阻抗相等,其值与变压器的星型或三角形接线,及中性点接地与否均无关系,即X1T=X2T=XT.双绕组变压器的零相序阻抗,除内铁式者外(即壳式铁芯者),其余一般都与其正负相序值相同.但其在零相网络上的连接,将与变压器的星型,三角形及中性点是否接地均有关系.不同的联结方式有不同的零相网络.其关键完全取决于其零序电流在两绕组上产生的安匝数是否平衡; 通常可有厂家资料中获得高,中及低压各侧绕组的综合阻抗Zhm/Zhl/Zml数据,先将它转 换为相同的KVA基准,再利用下式计算各绕组单独的阻抗Zh/Zm/Zl. Zh=(Zhm+Zhl-Zml)/2 Zm=(Zhm+Zml-Zhl)/2 Zl=(Zml+Zhl-Zhm)/2 注意: 1.Zh/Zm常为-值,这是正常的不足为怪,但这个-值并不代表它是电容性电抗. 2.多绕组变压器等效电路的Y接点只是数式上的表示,它完全没有物理上的意义.