300MW发电机汇流管接地故障分析及处理
摘要：鄂州电厂1、2号发电机在安装和调试过程中，多次发生定子内冷水汇流管低阻和金属性接地故障。这些故障反映出发电机设计、设备制造、现场施工安装等方面存在的问题。通过分析和检测，查明了原因并及时消除了故障，其成功经验可对同类发电机提供借鉴。
关键词：发电机 汇流管 故障处理
在工程建设过程中，1、2号发电机因多次发生定子内冷水系统中汇流管低阻和金属性接地故障而无法对发电机定子主绝缘状况进行检测，严重影响了发电机在现场的绝缘交接试验。
与通常的发电机汇流管接地故障不同的是，在1号发电机和2号发电机汇流管上分别发生同时多点接地或多发性的一点接地故障，给故障原因分析及故障点查找和处理带来较大难度。通过省电力试验研究所、鄂州电厂、省电力建设第一工程公司等单位的共同努力，对故障现象认真分析和反复试验查找，终于将各接地故障点逐一查明并及时处理。
1 故障情况
1．1 1号发电机故障情况
1997年7月在发电机定子内冷水系统调试完成，内冷水系统经冲洗水质达到规定要求后，在内冷水循环状态下对定子总进、出水汇流管对地绝缘电阻(RH1、RH2)和出线盒进、出水汇流管对地绝缘电阻(RH3、RH4）以及4支汇流管总对地绝缘电阻（ΣRH）进行了测量，发现有金属性接地故障。测量结果见表1。
表1 1号机内冷水系统汇流管对地绝缘电阻测量(kΩ)
注：试验是在内冷电导率为1．1μs/cm条件下进行。
1．2 2号发电机故障情况
1998年10月内冷水系统的调试完毕，在定子内冷水系统运行状况下，对发电机定子总进、出汇流管、出线盒进出水管以及4支汇流管总对地绝缘电阻(RH1、RH2、RH3、RH4、ΣRH)分别进行测量，发电机定子内冷水进水汇流管存在低阻接地故障。其测试结果见表2。
表2 2号发电机汇流管对地绝缘电阻测量
注：试验是在内冷水电导率为1．4μs/cm条件下进行
鄂州电厂1、2号水内冷发电机绝缘电阻的测量，须采用ZC-36型专用摇表。由于汇流管接地故障使ZC-36型专用摇表无法使用。因不能准确测量发电机定子绝缘电阻，使1、2号发电机在安装完成后绝缘耐压试验不能按计划如期顺利进行
2 故障原因分析及处理
从图1发电机定子绕组内冷水系统示意图可以看出发电机定子绕组绝缘中，不仅包括绕组的槽部、端部和引出线部分，还包括了绝缘引水管内冷水的绝缘和各汇流管对地的绝缘。内冷水系统的各汇流管采取了多种措施，使其从机内到机外都对地绝缘，在汇流管与线圈绝缘引水管连接处还安装了许多测温元件，局部的绝缘缺陷或测温元件外壳与汇流管相碰等都可能造成接地故障。通常汇流管接地故障点不易寻找，若汇流管同时发生多点和连续多次接地的故障，分析查找和处理会更为困难和复杂。
图1 定了水内冷系统示意图
鉴于1号发电机4个汇流管中有3个同时发生金属性接地故障，先后分别有针对性地采用多种常规处理措施进行处理，并不断对汇流管对地绝缘电阻进行测量。
（1）对内冷水系统进行多次内冷水置换和内冷水机内循环化验内冷水电导率。经多次排放且内冷水电导率已达0．56μs/cm的情况下，各汇流管对地绝缘无变化。
（2）对内冷水系统连续进行了多次正、反冲洗，在内冷水电导率为1．1μs/cm时，各汇流管对地绝缘无明显变化。
（3）对检测电机进、出水温度的热电偶进行了全面检查，并将全部热电偶屏蔽接地端悬空后，测量各汇流管对地绝缘无明显变化。
（4）安装人员逐个检查与发电机连接的内冷水进、出水管上螺杆绝缘套和绝缘垫未见异常。
在上述常规的检查手段未能查明故障的情况下，决定拆下发电机定子内冷水总进、出水管和出线盒总出水管，以判断其金属性接地故障的所在区域。在拆下有关的管道后，对各汇流管绝缘电阻(湿态下)的测量结果见表3。
表3 处理前各汇流管绝缘电阻的测量结果(kΩ)
注：内冷水停运机内排水后各汇水管内湿态下测量
分析测量结果：定子进、出水汇流管接地故障点在机外，而出线盒出水汇流管接地故障点在机内。
对与定子进、出水汇流管连接的机外水管拆下后检查发现，在发电机内、外管道连接处无绝缘筒，致使系统安装完毕后造成所连接汇流管接地。为此向东方电机厂订购了专用配件并对水管系统结构尺寸进行了调整后复装定子内冷水系统。
经打开出线盒入孔门进行检查，发现有一根发电机出线测温热电偶接地屏蔽外壳搭接在出水汇流管上，将其移开并固定好。
经处理复装完毕投运后，各汇流管对地绝缘已恢复正常(见表4)。
表4 处理后各汇流管绝缘电阻的测量结果(kΩ)
注：试验是在内冷水电导率为1．0μs/cm条件下进行。
2．2 2号机汇流管故障处理
经常规检查处理未能查明故障部位的情况下，拆下与定子进水汇流管相连的机外管道和有关连接处的绝缘构件，才发现是电机制造厂装配的汇流管绝缘垫圈自身对地绝缘电阻仅为3kΩ。经用丙酮等清洗和处理，绝缘垫圈绝缘恢复。全部复装后，进水汇流管接地故障已消除，对地绝缘电阻上升为91kΩ。
3 结论
鄂州电厂1、2号发电机发生不同类型汇流管接地故障以及造成这些故障的原因反映出了在设备设计、制造和现场施工、安装等多方面存在的问题。结合近年新投产机组发生汇流管接地障较频繁，建议引起重视，有效地防止同类故障的不断发生。提高设备制造和安装工艺质量水平。
这项工作为处理同类故障积累了成功的经验，可供安装启动调试借鉴。