Статора гидрогенератора

Методика измерения уровня частичных разрядов в обмотке

Р.1 Введение

В процессе эксплуатации изоляция обмоток статоров гидрогенераторов подвергается электрическому, тепловому, механическому и химическому воздействиям, вследствие чего происходит ее постепенное разрушение. В толще корпусной изоляции стержней (катушек) образуются пустоты и расслоения, на ее внешней и внутренней поверхностях – локальные истирания и каверны, происходит проникновение турбинного масла и воды. Если гидрогенератор выработал свой нормативный ресурс, технический менеджмент должен принимать решение о продлении срока его эксплуатации или о его замене, которая не всегда технически и экономически целесообразна

Для обоснованного принятия решения о возможности продления срока службы или о необходимости замены гидрогенераторов требуется квалифицированная оценка их технического состояния, в частности, оценка состояния изоляции.

Надежным методом оценки ухудшения структуры изоляции обмоток статоров гидрогенераторов и высоковольтных электродвигателей является метод измерения частичных разрядов (ЧР), интенсивность которых возрастает по мере старения изоляции. По многочисленным практическим данным интенсивность ЧР в изношенной изоляции в 10 и более раз превышает интенсивность ЧР в изоляции хорошего состояния. Такой метод успешно применяется более 20 лет

Для оценки состояния изоляции наиболее информативным является измерение ЧР в каждом стержне (катушке) обмотки, поскольку это позволяет не только оценить общее ухудшение состояния изоляции, но и выявить наиболее изношенные стержни и при необходимости заменить их новыми.

Р.2 Описание метода измерения ЧР.

Суть метода состоит в измерении ЧР по пазам статора гидрогенератора, остановленного для ремонта, при этом вывод ротора не обязателен. На обмотку статора пофазно подается от постороннего источника напряжение частоты 50 Гц, величиной не более U_ф. Для измерений используются два датчика, которые устанавливаются по концам каждого проверяемого паза и вследствие дифференциальной схемы включения их приемных катушек реагируют только на ток ЧР в изоляции стержней данного паза.

Измерения проводят два оператора, один из которых, находясь в расточке статора или на ободе ротора устанавливает датчики на пазы, а второй – руководитель работ фиксирует показания измерительной аппаратуры и наблюдает на экране осциллографа характеристики ЧР. Опытный оператор по осциллограммам может определить природу ЧР, т.е. разрядный промежуток, который они пробивают: изоляция-изоляция, изоляция-металл, полупроводящее покрытие-металл, металл-металл. Метод позволяет также определить местонахождение ЧР. Для этого один из датчиков передвигается вдоль паза – в момент прохождения его над местом ЧР показания аппаратуры скачком снижаются до нуля.

Для ЧР в полостях корпусной изоляции (промежуток изоляция-изоляция или изоляция-медь) критерием опасного состояния является величина показаний измерительного прибора Е > 150 мкВ/м. Наличие ЧР такой удельной интенсивности означает, что произошло сильное расслоение изоляции или ее отслоение от меди, при этом электрическая и механическая прочность изоляции существенно снизились, ухудшилась теплоотдача меди. Кроме того, токоведущая часть получила возможность вибрировать с резонансной частотой 100 Гц. Установленный выше критерий получен на основе опытных данных завода (Стандарт предприятия «Электросила», СТП БС-6-523-84).

ЧР в промежутке полупроводящее покрытие-металл означают или отслоение от меди, регулирующей поле подложки под корпусной изоляцией, или ослабление крепления стержня в пазу. В первом случае происходит разрушение полупроводящей подложки, рост напряженности поля на углах меди и увеличение вероятности пробоя изоляции. Во втором случае неизбежно возникновение пазового разряда большой мощности, повреждение этим разрядом изоляции, механическое повреждение изоляции и меди (истирание, трещины, излом) вследствие большой амплитуды вибрации.

ЧР в промежутке металл-металл может означать нарушение паяных и болтовых соединений токоведущих частей обмотки статора и выводных шин, нарушение контакта между регулирующими поле фольговыми подложками и медью.

Кроме перечисленных дефектов ЧР могут сопровождать и другие дефекты, например: трещины в проходных изоляторах, глубокие истирания изоляции лобовых частей, сильное поверхностное загрязнение или увлажнение изоляции лобовых частей, опорных и проходных изоляторов генераторного напряжения.

Измерение ЧР, и особенно интерпретация результатов измерений, требуют высокой квалификации и большого практического опыта в этой области, такую работу могут специализированные организации или специально обученные работники электростанций.

Р.3 Организация и техника безопасности проведения измерений ЧР.

Измерения проводятся при подаче на обмотку статора высокого, не менее 6кВ напряжения от постороннего источника. Допуск к работе должен осуществляться по наряду. Измерения ЧР желательно проводить сразу после высоковольтных испытаний изоляции обмотки статора, поскольку схема подачи напряжения для измерений полностью соответствует схеме испытаний. Под руководством производителя работ собирают схему измерений, по его команде производят все операции по подаче и снятию высокого напряжения, установку датчиков на пазы статора, другие необходимые операции.

Установку датчиков в гидрогенераторах производят с помощью изолирующих штанг. В генераторах большой мощности с большим диаметром расточки допускается размещение операторов в расточке и установка датчиков на пазы руками. При этом используются средства защиты – диэлектрические перчатки, боты, резиновые коврики и каски. Вход и выход операторов из расточки разрешается только при снятом напряжении и заземленном высоковольтном выводе испытательного трансформатора. Находящиеся в расточке операторы не подвергаются опасности поражения током даже при пробое изоляции во время измерений, хотя такой пробой маловероятен, поскольку перед измерениями изоляция испытывается напряжением не ниже 2,6 U_ф. Операторы находятся на массивном заземленном сердечнике статора с удельным активным сопротивлением 0,1-0,2 Ом.мм²/м, при этом ток пробоя ограничивается релейной защитой испытательной установки и не может превышать 5А по высокой стороне по условиям не возникновения дуги и повреждения активной стали. Таким образом, на длине расточки 1м разность потенциалов активной составляющей тока не может превысить 10В. Благоприятным фактором является также то, что ток от места пробоя изоляции распространяется вдоль листов активной стали к стяжным призмам и на поверхность расточки не выходит.

Приложение С

(обязательное)

Дата добавления: 2017-01-14