1.引言
峡江水电站位于江西省吉安是巴邱镇上游7.8公里处，电站装有9台单机容量为40MW的灯泡贯流式水轮发电机组，最大转轮直径为7.8m，居亚洲第一，世界第二，9台机组1#,2#,5#,6#,9#机组由GE（中国）水电公司制造，其机组型号为GZ4B068-WP-780，额定出力41MW，额定电压13.8KV,额定电流1859.4A，额定转速71.4r/min，额定励磁绕组电压155V，额定励磁电流512A，转子绕组绝缘等级为F级。3#,4#,7#,8#机组由东方电机生产的，其机组型号为GZ(982)-WP-770，额定出力41MW，额定电压13.8KV,额定电流1859.4A，额定转速71.4r/min，额定励磁绕组电压155V，额定励磁电流512A，转子绕组绝缘等级为F级。9#机组自2013年8月投产发电以来曾出现了转子低绝缘故障，导致机组无法正常运行发电，严重影响了电厂的发电效率和机组的安全稳定运行，为了尽快排除故障，找出原因，保障机组能够安全稳定的运行，故对其可能产生的故障进行分析与处理。
2.转子绝缘检查方法
转子绝缘是保障转子安全稳定运行的中设施，故对转子绝缘检查显得尤为重要。对转子绝缘检查通常有两种方法，一是停机后的检查方法，另一种是机组运行中的检查方法。对于停机后的检查通常用摇表测量转子对地绝缘，转子绝缘电阻若低于0.5则表示绝缘电阻降低，此时应进行相关的处理。而当机组处于运行状态时，转子绝缘检查一般通过在线转子绝缘监测装置进行测量，当转子正极或负极对地有电压时，则转子绝缘电阻已经降低，且对地电压越高，绝缘电阻降低的幅度越大，则此时应停机进行处理。
3.故障分析
针对转子低绝缘故障可能出现的原因进行逐一的排查分析，其可能导致故障的主要原因如下[1]：
①转子由于受潮而导致绝缘电阻降低。由于9#机组刚刚投产运行不久后由于某种原因曾长时间停机，这可能会导致转子在机组停机过程中受潮，使得绝缘电阻降低。
②转子比较脏、滑环下有碳刷粉末堆积，使转子引出线绝缘损坏。
③发电机冷却系统密封不严或轴瓦漏油导致转子线圈端部积灰、积油污或碳粉，使得绝缘破坏，绝缘电阻降低。
④转子在运行过程中由于各种原因导致转子过热造成绝缘材料老化而使得绝缘电阻降低。机组在运行过程中，转子在不断的旋转，产生旋转磁场，此时转子的自身温度会不断的升高，但在相应的冷却系统下，其温度会控制一定的正常范围内，若冷却系统故障将导致转子温度过热，从而破坏转子绝缘材料导致绝缘电阻降低。另外转子在运行过程中出现了线路短接也将导致转子过热，使得绝缘材料破坏，绝缘电阻降低。
4.故障处理
4.1干燥处理
针对第①原因通常需要进行干燥处理，干燥处理的方法一般采用直流电焊机烘干法和三相短路干燥法。前者主要是利用外部热源对转子进行干燥，而三相短路干燥法是利用发电机定子三相短接，利用自身热量进行烘干。鉴于峡江电厂现场实际情况，在该故障处理时采用了直流电焊机烘干法即将受潮电机绕组的6个接线柱串联起来，机壳接地，对三相绕组进行加热干燥，在线路中串联一个直流电流表实时监控干燥过程中电流的变化。为了安全起见，在干燥过程中必须做好相应的保温和现场安全措施如干燥现场温度降低，用热风电器装置将周围的温度提高、干燥时采用了绝缘良好的导线、干燥时实时监控干燥温度等。因为在干燥初期由于潮气蒸发会使得转子绝缘电阻明显下降，但是随着干燥时间的持续，转子绝缘电阻会逐渐的增大，最后在一定温度下，绝缘电阻会稳定在某个数值下保持不变。若温度不变，且再经3～5小时后绝缘电阻及吸收比也不变。用摇表测量转子的绝缘电阻大于1MΩ时，则可认为干燥工作结束。而在峡江现场对发电机转子按照要求进行干燥后，最后用摇表测量绝缘电阻，绝缘电阻仍然很低，因此可以排除峡江现场发电机转子绝缘低是由于转子受潮引起的。
4.2清洁处理
针对第②种可能导致转子绝缘降低的原因，可以采用压缩空气对其进行吹扫清理。在现场用压缩空气吹扫清理碳粉，清理完毕后用摇表对转子绝缘进行的测量，结果绝缘电阻值偏低，可见碳刷磨损粉尘对其无影响。同时对第③种可能导致转子绝缘降低的原因首先也采用了压缩空气吹扫清理的办法，对转子线圈端部用压缩空气进行吹扫，降低粉尘污垢或油污污染，为了提高清理效果还对护环进行了拆卸，对转子线圈端部的油、灰、碳粉进行了清理，接着对转子线圈端部绝缘进行看重新处理，此外还可以用机电设备清洗剂对转子绝缘进行处理。经过上述处理后，用摇表对转子绝缘进行测量，绝缘电阻值仍然降低，可见粉尘污垢、油污、磨损碳粉对其无影响。
4.3接线回路排查
针对第④种可能导致转子绝缘降低的原因，一般需要检测转子冷却系统是否正常、转子接线回路是否正确，在峡江现场经过现场检测发现转子冷却系统工作正常，故冷却系统不是导致转子绝缘电阻降低的原因。在峡江现场对转子接线进行检查，检测发现，转子接地保护回路和失磁保护回路并接于发电机转子线圈，导致了发电机转子在运行时过热，导致转子绝缘遭到一定程度的破坏，在转子绝缘电阻测量时，其绝缘电阻值很低甚至为零，当断开机组保护屏转子接地保护回路开关和失磁保护回路开关时，对其转子绝缘电阻进行测量，结果发现绝缘电阻上升到了正常范围，可见转子接地保护回路和失磁保护回路并接于转子线圈导致转子短路过热是转子绝缘降低的主要原因。
5.结论
通过此次对峡江水电站9#机组发电机转子绝缘电阻降低的故障处理分析，可以得出导致转子绝缘降低的主要原因是发电机转子绝缘接地保护回路和失磁保护回路并接于转子线圈，导致转子在运行时过热，从而导致了绝缘电阻大幅度降低。只要断开机组保护屏转子接地保护回路开关和失磁保护回路开关转子绝缘电阻随即恢复正常。这一故障的排除，保证了发电机组的安全稳定运行，提高了峡江电厂的发电效益。
参考文献
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