水轮发电机定子绕组绝缘及电晕防护系统StatorWindingInsulation.pdf

水轮发电机定子绕组绝缘及电晕防护系统 1 2 董文涛 吕志鹏 （1.阿尔斯通水电设备（中国）有限公司，天津 300300；2.中国南方电网调峰调频发电公司清远抽水 蓄能电站建设管理局，广东 清远 510630） 摘要：本文介绍了大型发电机定子绕组的绝缘结构及电晕防护系统，定子高压绕组电晕的形成、分析及防 护，该绝缘结构及电晕防护系统的使用情况以及使用中的性能和主要特点。 关键词：定子线棒；电晕；电场；绝缘材料；防晕材料；低阻；半导体。 Stator Winding Insulation and Corona Protection System of Hydraulic Turbine-Generator Unit DONG Wen-tao1 LV Zhi-peng2 (1. ALSTOM Hydro Co.Ltd. ，Tianjin ,300300 ；2. CSG Power Generation Company Qingyuan Pumped Storage Power Station Construction and Management Bureau, Qingyuan 511853, Guangdong, China) Abstract:This paper mainly discuss on Stator Winding Insulation and Corona Protection System of hydraulic turbine-generator unit, The formation, analysis and protection of corona in high-voltage Stator Winding could also be analyzed in this paper. Besides, some brief conclusions on the performance of insulation structure and corona protection as well as on the performance function and main character have been reached. Keywords: Stator Bar, Corona, Electrical Field, Insulation Materials, Corona Protection Materials, Low Resistance, Semiconductor 随着国内外对电力资源需求的不断增长，研制和开发大容量发电机组成为必 然趋势。定子线棒 (定子绕组)是大型高压发电机最重要的部件之一，是机械能 和电磁能转换的场所。电机容量的提高在一定程度上取决于定子线棒的制造水平 和制造工艺的提高。由于大容量发电机定子线棒主绝缘采用的是固体绝缘，或者 说是固体－气体绝缘。这些气体既存在于固体绝缘之外，也存在于绝缘内部，在 交流高电压作用下，这些气体因为承受相对较高的电场强度，当局部场强过高， 就会发生局部放电或电晕。放电或电晕会导致线棒局部温度急剧升高、带电粒子 的高速碰撞和化学损伤，而缩短定子线棒的使用寿命甚至破坏线棒，给发电机向 大容量发展带来严重的障碍。 为了有效的消除这种放电电晕现象，正确地确定良好的绝缘结构及电晕防护 结构参数和选用良好的绝缘材料和防晕材料是十分重要的。 因而，随着发电机容量、电压等级的日益提高，对发电机定子线棒绝缘材料 和端部防晕层的性能也提出了更高的要求，要求定子线棒绝缘材料的绝缘强度更 高，起晕电压更高。这就使得选择适当的线棒绝缘材料和防晕材料并对其电学性 能进行必要的调整变得很有意义。 • 发电机电晕 产生及其对机组的危害 高压电机定子绕组在通风槽口及直线出槽口处、绕组端部电场集中，其绝缘 表面的电场分布是极不均匀的。当局部位置场强达到一定数值时，气体发生局部 游离，在电离处出现蓝色荧光，形成电晕现象。电晕产生热效应和臭氧、氦的氧 化物，使线圈内局部温度升高，导致胶粘剂变质、碳化，股线绝缘和云母变白， 进而使股线松散、短路，绝缘老化。另外由于热固性绝缘表面与槽壁接触不良或 不稳定时，在电磁振动的