水电站机组定子单相接地故障分析与处理分析.docx

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摘要:水电站的建设投入了大量的人力、物力以及财力,而水电站在建设完成之后相关的维护管理工作成为了最为重要的内容,维护管理的质量直接关系到水电站的相关设备的使用寿命,对于水电站功能的发挥能够产生较大的影响。我国南方地区多雨水天气,水资源丰富,大量的水电站建设为当地居民的生产生活提供了巨大的便利,但是在雷雨季节运行发电的时候,往往会产生发电机定子绕组单相接地故障的情况,是否能够及时发现和处理成为重要的问题。因此本文选择水电站机组定子单相接地故障作为研究对象,对其进行具体的分析,并提出合理的处理措施,为水电站机组定子单相接地故障的处理提供一定的借鉴。
关键词:水电站机组;定子;接地故障;处理分析
水电站在建设完成之后相关的维护管理工作便成为了最为重要的一项内容,但是在水电站实际的维护管理过程中,这些工作的开展主要是交给了第三方公司进行管理运营,一些维护管理公司的实际力量比较薄弱,不能够满足实际的故
障处理和日常维护工作的开展,从而严重地影响大水电站的正常运行,存在着较大的安全隐患,在南方雨季的时候就会经常出现发电机定子单相接地故障[1]。本文选取某水电站发生定子单相接地故障的实际案例进行分析,对其故障的处理进行研究,具有一定的理论意义和实际价值。
一、水电站机组定子单相接地故障产生的原因及危害
榕背水电站有三台水轮发电机组,单个发电机的容量为800kw,额定电压和额定电流分别为6300V和92A,发电机的转速为750r/min,已经连续运营多年。最近一次定子单相接地故障的发生时间为当地的汛期,处于泄洪的紧急情况之下,在这样的特殊情况下,相关工作人员采取了特殊的处理方式,使得发电机在短时间内恢复了运行,使得水电站发挥了十分重大的泄洪功能[2]。此次定子单相接地故障发生的原因和危害主要有以下内容。
水电站定子发生单相接地故障的原因
此水电站发电机定子采用的绝缘等级为F级,在运行的时候最高温度可以达到100多度,不同的发电机定子由不同的绝缘材料构成,这些材料在使用的过程中携带的电场强度具有明显的不同,这些绝缘材料的击穿强度也会存在较大的差异,在对发电机进行使用的过程中,如果发电机的绝缘材料中一些区域的电场强度达到击穿强度的时候,就会出现局部放电的情况,此次定子单相接地故障的产生正是在这样的一个情况下产生的。水电站发电机持续不断的运行,在运行的过程中发电机会因发热而温度升高,而此时就会产生局部放电的情况,这种现象可能存在于线圈和铁心磁之间。
水电站定子发生单相接地故障的危害
发电机定子单相接地故障作为一个严重的问题,如果得不到良好的处理就会造成严重的危害,因此按照相关的技术标准和操作规范迅速地查找出故障原因,对于减低故障危害具有十分重要的意义。发电机如果是正在泄洪的时候出现故障就会严重影响到其泄洪能力,造***们生命财产的损失。一些发电机的定子中性点存在差异性,一些是属于不接地的状态,而发电机的外壳常常处于一种接地的状态,在发电机发生单相接地的时候,在具体的接地点就会出现电流,然而电流的大小却存在较大的差异,这主要是由于接地故障发生的地点有关,如果接地故障是在中性点,此时的接地电流就会比较小,在接地电流达到一定数值时就能够产生电弧,此时发电机的铁心更加容易被烧坏,并进一步会造成短路情况的出现,使水电站的发电机出现严重的损坏[3]。
图1中性点不接地系统C相接地故障分析电路
二、水电站机组定子单相接地故障分析
故障判断
水电站在故障发生的时候具有突发性,设备生产厂家无法及时迅速地安排相关技术人员前来处理,此水电站的相关技术人员根据自身多年的工作经验,对故障进行判断。首先,不将转子吊出,通过将发电机的中性点位置和母线接线位
置进行解除,借助相关的技术找出定子线圈的具体走向,通过运用绝缘表对线圈进行检测,检测结果表示C相线圈出现了电阻为零的情况,这也就说明了C相线圈出现了接地的故障,并且其他相线圈处于良好的状态,此时对发电机故障进行判断为定子线圈单相接地故障。
确定接地点
通过以上的判断为定子单相接地故障之后,可以采用一定的方法,例如直通电流将出现接地现象的C线圈连接上一个小灯泡,此小灯泡可以作为一定的负荷,向其通过交流电,如果在电流输入灯泡后出现发光的情况,这就证明了C相线圈存在接地故障。而C相线圈的接地现象并不是并不全部线圈的,经过技术人员的科学检测发现,在发电机的出口和有电流经过的位置处出现了接地故障,而其他位置属于正常的状态。相关技术检测人员为了更加确定故障发生的位置,就利用绝缘表去确定了c线圈各个部分的绝缘情况,在技术人员的检测下,能够准确地对故障地点进行确认,发现定子线圈故障发生的位置在线圈的内部。
三、水电站机组定子单相接地故障的处理分析
在水电站出现定子单相接地故障的时候,对其及时的发现和处理具有重要的意义,能够促使相关设备的使用寿命大大增加,确保能够发挥出最大的价值。在对接地位置进行确定之后,相关的技术人员便开始进行故障的处理工作,传统的定子单相接地故障处理方法具有较大的弊端,往往具有工期场、维修费用高的特点,此水电站根据实际的情况,不再选择使用传统的故障处理方法,而是积极地利用如今先进的新工艺进行处理,此项处理方法主要是“跨接”,在对定子单相线圈接地故障进行处理的时候,利用短接将故障线圈真正隔离起来,
然后根据线圈的实际情况利用焊接手段。在采用“跨接”方式的时候具有明显的特点,例如工序复杂、由于特殊的环境导致施工难度较大。
在进行具体的操作处理过程中,首先就是将发电机的线圈进行切断处理,发电机的线圈构成比较复杂,它是由多个线圈镶嵌在定子铁芯的内部,每个组的线圈都会按照一定的规律进行连接,在将线圈作切断处理的时候往往难度比较大,会造成对其他线圈的损坏,相关技术人员在考虑到这一点的时候就采用了特殊的处理方法,有效降低了对其他线圈的损坏;其次,就是对发电机线圈进行焊接处理,在进行焊接的时候,各个线圈之间连接比较紧密,如果稍有不慎就会造成对正常线圈的损坏,这个时候相关技术人员就采用了阻燃材料石墨将正常线圈进行保护,通过特殊材料对正常线圈进行隔离,然后再进行线圈的焊接。最后,需要对线圈进行一定程度的处理,在对线圈进行处理的时候一些绝缘地带的处理具有重要的作用,如果处理不当就会造成一定问题的产生,尤其是在焊接点处的处理,可以在上边涂抹一定数量的酒精进行清理,同时还需要采用一定数量的特殊材料对线圈进行处理,保障能够达到相关的标准和要求[4]。
四、创造的效益
对发电机定子单相接地故障的处理具有十分重要的作用,良好的处理能够创造巨大的效益,其存在的效益主要可以体现在以下几个方面。
经济效益
采用先进的工艺“跨接方式”进行处理工作,能够直接或者间接地产生巨大的经济效益。在对故障进行处理的时候,传统的处理方法需要半个月的时间,对发电机的线圈进行更换,相关的材料费和安装费以及生产厂家相关技术人员的差旅费金额比较高,不利于企业创造巨大的经济效益。而在采用“跨接方式”
之后,工期相较于传统处理方法的工期大大缩短,相关的费用也大量降低,有效地减少了成本的投入,同时,由于故障处理工期较短,能够使水电站在故障发生之后迅速的处理并投入使用,发电量会明显的增加,这些发电量能够创造直接的经济效益。
社会效益
水电站定子单相接地故障发生的时间具有一定的特殊性,此次故障发生的时候处于泄洪期,水库的蓄水量已经达到了高值,超过了正常的蓄水位,需要进行最大的放流,而发电机组中其中一个发电机发生故障,就严重地影响到水库的泄洪能力,采用先进的处理工艺使得能够提前两个周进行泄洪,能够辅助泄流,对于缓解水库的泄洪压力具有重要作用。发电机的正常运行还能够创造巨大的电量,这些清洁能源对于人们的生产生活具有重要的帮助,对于非可再生能源也起到了一定的节约作用,例如减少了煤炭发电的数量,降低了相关污染物的数量,为水库的经济发展创造了有利的条件,同时,对于周边地区的能源结构起到了巨大的调整。
间接的效益
水电站此次定子单相接地故障的发生时间为我国疫情发生期间,各个地方处于一种静态管制的状态,设备生产厂家的相关技术人员不能够及时的到来,不能够及时地进行维修,这就需要采取特殊的处理方式,极大地缩短了维修的工期,使水电站发电的水量逐渐增加,创造了巨大的经济效益。同时及时的维修使其更好地发挥了泄洪的作用,既保增长了水电站的安全,又能够对下游地区人们的生产生活起到良好的保护作用。
五、结语
水电站的定子单相故障处理不再采取传统的处理方法,而是通过先进的“跨接方式”进行处理故障,有效地降低了维修的费用和时间,同时还发挥出了巨大的社会效益,有效地降低了水库存在的安全风险,提升了水库的泄洪能力,此次故障的处理具有较高的典型性,对故障处理方法进行分析,能够为后期水电站定子单相接地故障的处理提供参考。
Reference
[1][J].东北水利水电,2021,39(11):58-59+62+72.
[2]“三步”处理法[J].水电站机电技术,2022,45(05):47-49.
[3]党晓强,刘俊勇,杨可,[J].电力系统自动化,2006(23):74-78.
[4]邰能灵,尹项根,[J].大电机技术,2000(03):16-19.
 
-全文完-