一种水轮发电机定子上下层线棒交流耐压试验方法肖意军.docx

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一种水轮发电机定子上下层线棒交流耐压试验方法肖意军

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摘要：水轮发电机定子上下层线棒交流耐压试验是在水轮发电机改造增容中所进行的一项高压试验，目的是检验上下层线棒在安装过程中有无绝缘损伤，及时发现隐患并保证后续安装工作能够正常进行。受试验变压器容量的限制，上下层线棒同时整体进行交流耐压试验无法实现，因此需要对其进行分段交流耐压试验。本文通过对某水电站水轮发电机定子线棒运行时实际接线方式进行研究分析，提出一种可行的分段交流耐压试验方法。

1定子线棒接线方式

该水电站水轮发电机定子槽数为792槽，定子绕组方式为双层波绕组。绕组节距为1-8-17，绕组循环数为3233。定子分为A、B、C三相，每相3个支路，每个支路176根线棒（上下层线棒各88根），总共1584根线棒。在增容改造过程中，定子上下层线棒耐压在线棒下线完成后，线棒接头并未进行焊接，耐压试验时，需要对线棒做相应的连接及隔离措施。

2定子线棒分段方式研究

2.1整体平均分三段的耐压方法

将上下层线棒交流耐压试验采用相邻连接的原则将48个小支路相邻连接组成1段，从而将整个定子线棒分成3段进行交流耐压试验。在试验过程中斜连接线棒与相邻引线或连接线绝缘薄弱，需要用绝缘纸进行隔绝。而在现场进行隔离的工程量大，且效果较差。

2.2按运行方式连接的耐压方法

按照发电机的运行方式，用短接线将一个个支路的相应线棒连接起来，并将上下段绝缘盒套上，以保证绝缘强度。在试验这种方法需严格对照线棒接线图接线，实施起来工序繁琐，且容易出错。

2.3等电位连接的耐压方法

针对绝缘薄弱问题，我们提出将每一处斜连接线棒及与其相邻的两根连接线棒或者引线线棒连接成为同一电位点。将定子普通线棒上下层线棒连接一起，可将整个定子分为144个小支路，再将每一根斜连接线棒相邻的两根引线线棒或桥接线棒连成一个电位点，可以将整个定子绕组分为9个小段，每个小段包含7组斜连接线棒，每组斜连接线棒中的两根线棒分别属于两个小支路。将重复小段在相应处断开，独立小段就近带入相应支路，可将定子平均分为三段。此种方法隔离部位较少，在现场实践中取得成效。

3某电站上下层线棒交流耐压具体方法

根据以上等电位连接方法，在斜连接处做等电位连接后，可以发现其中有18个相互重复的小支路将6个小段相互连接在一起形成一个整体，另外3个小段相互独立，并且还剩余27个独立小支路。

以斜连接所在的小支路所属实际运行中的分支来命名，等电位连接后可以将9个小段标记为：A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3。

上文说到有18个相互重复的小支路将6个小段相互连接在一起形成一个整体，经研究发现该整体所包含的6个小段为A1、A2、A3、C1、C2、C3，该整体的连接简图如下图所示：

图26个小段互连形成的整体连接简图

此外，还剩下3个小段，即B1、B2、B3，以及27个独立小支路。

经研究发现，27个独立小支路可以与就近的9个小段相连，其中分配方式为C1、C2、C3各连8个小支路，B1、B2、B3各连一个小支路。考虑到每个耐压段线棒数量的平衡，将6个小段相互连接在一起的整体一分为三，分段点分别为：A1与C1互连小支路在C1侧斜连接处隔离；A2与C2互连小支路在C2侧斜连接处隔离；A3与C3互连小支路在C3侧斜连接处隔离。再将B1、B2、B3小段分别就近与A1、A2、A3小段相连，这样就形成了最终的交流耐压的三大段：A1、B1、C2互联形成第Ⅰ大段，A2、B2、C3互连形成第Ⅱ大段，A3、B3、C1互连形成第Ⅲ大段。

经上述分段后，每个大段的小支路数量相等，都为48个。线棒数量相等，都为528根线棒。独立小支路的连接点和耐压的连接点方便，为相互对着的连接线棒或引线线棒。

第Ⅰ大段连接简图如下图所示：

图3第Ⅰ大段连接简图

4现场交流耐压试验方法

上端部线棒分为普通线棒、斜连接线棒、连接线棒、引线线棒。试验前，普通线棒模拟发电机正常运行时的方式接线，即用燕尾夹连接上下层线棒后，套上绝缘盒。斜连接线棒及与其相邻的两根连接线棒或引线线棒连成同一电位点，即通过燕尾夹连接上下层斜连接线棒，再用两个带夹子的短导线将两根连接线棒或引线线棒连接到斜连接线棒上的方式来实现。与斜连接线棒不相邻连接线棒或引线线棒不做任何处理。

下端部线棒全部为普通线棒，试验前，用燕尾夹将上下层线棒连接起来，套上绝缘盒，并用环氧条和白布带实现绝缘盒固定。

相关试验前准备工作和试验仪器接线完成后，即可按上述分段分3次进行交流耐压试验，注意在对某一大段进行交流耐压试验时，另外两大段要保持接地状态。现场交流耐压试验接线图如下图所示：

图4串联谐振交流耐压试验接线图

5结语

综上所述，利用该分段耐压方法对水轮发电机上下层定子线棒进行交流耐压试验既能对所有线棒耐压，又可以有效地消除由电位不