发电机转子磁极接头过热缺陷研究和处理①

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1、发电机转子磁极接头过热缺陷研究和处理①　　摘要：磁极间接头过热烧损是发电机转子常见故障，通过常规试验很难在早期发现这一隐蔽式缺陷，预防性试验接触电阻检验合格不等于接触可靠。索风营发电厂利用机组大修对转子磁极引线接头全部拆开检查并进行镀银改造。通过改造提高了接头载流稳定性，同时也减少了机组激磁损耗和机组转子磁极间接头接触电阻数值的分散性，提高了机组的安全稳定性。摘自创业家资料库{h#K/R5ye$A&b关键词：水轮发电机组转子磁极间接头导电接触面过热改造中图分类号：TM5文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）07（a）-0099-021设备技术参数索风营发电厂3台200M

2、W水轮发电机组，哈尔滨电机厂有限责任公司制造，发电机型号：F200-52/13600，额定容量：200MVA，定子额定电流：8379A，定子额定电压：15.75kV，转子额定电流1743.7A，转子额定电压385.5V，发电机绝缘等级：F级。机组投产时间及运行状况。9首台机（一号机组）2005年8月28日投产发电，同年年底二号机、次年6月三号机投产发电。索风营三台机组投产后，试验和运行数据显示，三台机组在10～130MW之间均振摆较大，这一区域被定为机组振动区，机组在130MW及以上运行。2磁极结构简介索风营发电机转子共计52个磁极，每个磁极线圈26匝，匝间垫间苯酚上胶玻璃胚布热压成整

3、体，线圈铜排截面积80×8mm2=640mm2，极间连接转配采用“U”铜排，连接如下图所示，接头可视接触面80×60mm2=4800mm2，两个接头分别用2颗M12-8螺栓紧固连接。励磁引线采用90×9铜母线，励磁引线和磁极抽头引线得接头接触面采用搪锡工艺，“U”铜排亦采用搪锡工艺（实际未作表面处理，裸铜排）。（见图1）3机组检修发现的问题3.1机组大修时间2008年3月7日至5月6日，一号机组大修；2008年12月1日至09年1月24日，二号机组大修；2009年3月3日至4月22日，三号机组大修；2010年10月15日，一号机组第二次大修（主要是处理水轮机导叶轴套漏水问题）。3.2检

4、修发现的问题92008年1号机组大修发现：4号和5号磁极间、32号和33号磁极间连接接头绝缘发黑碳化，“U”型连接铜排表面严重氧化且坑凹不平，过热烧损严重，其中4号磁极引线导电接触面最大的凹处直径10mm、深2mm以上。这次检修打磨烧损接头后涂抹导电膏，未作搪锡或镀银处理。2008年至2009年2号机组大修发现：连接52号磁极的励磁引线穿过转子支架上端面处放电，铜排引线已烧损一贯穿性小洞，支架烧损宽20mm，深10mm。2009年3号机组大修发现：27号和28号磁极间、39号和40号磁极间连接接头绝缘发黑碳化，“U”型连接铜排表面严重氧化且坑凹不平，过热烧损严重。处理方式和08年1号机

5、组大修相同。2010年1号机组大修发现：新增42号和43号磁极间上述过热严重烧损点，处理过的4号和5号磁极间、32号和33号磁极间连接接头虽未进一步烧损，打开绝缘发现接触面涂抹的导电膏已干燥板结，导电接触面氧化发黑。（见图2）3.3历次检修试验数据（附表1）历次检修时测量的转子绕组绝缘电阻、整体直流电阻、单个磁极与磁极连接的直流电阻见表1。历次检修试验数据看出，整体直流电阻为毫欧级，149～151mΩ之间，单个磁极连接，二号机9～20μΩ不等，三号机9～15μΩ不等，一号机搪锡和镀银处理后的单个磁极连接4～5.9μΩ不等，但整体直流电阻仍为毫欧级，149.79mΩ。新增的42-43连接

6、67μΩ，烧损最严重的三号机39-40接头也不过194μΩ，微欧级，对整体数值没有影响。通过这些数据分析，即便单个磁极连接出现过热缺陷，其之变化也局限在微欧级，由于直阻测试仪测试误差，转子绕组常规的整体直流电阻试验是无法发现单个磁极间连接的早期接触性缺陷的。另外未作接头处理的二号、三号机组，单个磁极连接在微欧级别直阻差距较大，9～20μΩ之间，搪锡和镀银处理后的一号机的单个磁极连接4～5.9μΩ之间，单个磁极连接的直阻分散性大为降低。5金属导电体导电通流的物理特性5.1电力常用金属导体的物理参数常态下（由表可知）导电性能最好的依次是银、铜、铝，这三种材料是最常用的，常被用来作为导线等，

7、其中铜用的最为广，铝线化学性质不稳定容易氧化，但由于铝密度小，取材广泛，且价格比铜便宜，目前被广泛用于电力系统中传输电力的架空输电线路；其中银是惰性金属，很难被空气氧化，但价格昂贵；常温下，锡也不会与水和氧气反应，但熔点较低。导电母线主要采用的铜材和铝材就是在较清洁的大气中也极易氧化，其表面会生成氧化膜。在大气中铜只要2～3min，铝仅需2～3s，其表面便可形成厚度约29um的氧化膜层。铝的氧化膜是三氧化二铝，其电阻率比纯铝的要大19个数量级，