《大型发电机绝缘的运行特性与试验》

第一章定子和转子绕组绝缘结构1

第一节定子绕组绝缘结构1

一 股线绝缘与换位1

二 定子线棒主绝缘4

三 防晕结构6

四 绕组的固定8

第二节转子绕组绝缘结构11

一 槽部主绝缘11

二 匝间绝缘12

三 端部绝缘14

第二章定子绕组绝缘在温度场作用下的老化特性15

第一节定子绕组温度场的计算15

一 导热方程与等值热路15

二 绕组间接冷却的定子等值热路计算16

三 绕组直接水冷却的定子等值热路计算19

四 用电子计算机计算定子槽部温度场22

第二节定子绕组绝缘的温升24

一 定子绕组上下层线棒的温度分布24

二 绝缘老化对定子温度的影响25

三 定子线棒股线短路引起的温升28

四 定子线棒水内冷空心股线堵塞引起的温升31

五 定子线棒循环电流引起的温升36

第三节热老化的一些特点39

一 沥青云母绝缘的热老化39

二 环氧云母绝缘的热老化42

第三章定子绕组绝缘在电压作用下的老化特性43

第一节运行中承受的电压43

一 大气过电压43

二 内部过电压45

三 工作电压47

第二节局部放电及其对定子绝缘的损伤47

一 局部放电生成的原因47

二 定子线棒槽部主绝缘电场的计算48

三 局部放电对定子绝缘的损伤作用51

第三节槽放电及其对定子绝缘的损伤54

一 防晕层的对地电压分布54

二 槽放电对定子绝缘的损伤56

三 防止槽放电的措施57

第四节氢气对延缓定子绝缘老化的作用57

一 氢气抑制绝缘表面放电的效应57

二 绝缘在氢气中的耐电压寿命59

三 氢冷与空冷发电机定子绝缘运行可靠性的比较60

第四章定子绕组绝缘在电磁力作用下的老化特性61

第一节在制造和检修中机械作用力对定子绝缘的损伤61

一 制造过程对绝缘的损伤61

二 下线过程对绝缘的损伤61

第二节热机作用与绝缘老化62

一 热机应力的计算62

二 热机应力对绝缘的老化63

第三节槽部绕组电磁力的计算65

一 同槽同相线棒电磁力的计算65

二 同槽异相线棒电磁力的计算67

第四节定子绕组振动与股线疲劳损坏67

一 股线的疲劳与线棒振动的关系67

二 沥青云母绝缘线棒股线断股68

三 环氧云母绝缘线棒股线断股69

第五节定子绕组振动、弯曲与绝缘老化69

一 定子线棒的模拟振动、弯曲与绝缘老化69

二 定子线棒绝缘在运行中的振动老化72

第六节定子绕组引出线端突然短路与绝缘损坏74

一 对定子绕组固定强度的要求74

二 发电机内和机外突然短路时的电磁力75

三 突然短路实例76

第五章发电机绝缘故障的在线诊断77

第一节利用绝缘热解生成的气体粒子进行过热诊断77

一 离子式过热诊断装置77

二 FJR型过热诊断装置78

第二节用气相色谱分析仪诊断早期过热故障79

一 沥青和环氧云母绝缘的热解成分79

二 定子铁心热解成分80

三 析出气体数量与局部放电强度的关系80

四 色谱分析判断导则80

五 检出故障实例81

第三节用中性点射频监视仪诊断股线电弧放电故障81

一 中性点射频在线诊断法81

二 正常发电机的射频频谱82

三　股线断裂时射频频谱82

四 检出故障实例82

五 射频数值判断导则84

六 一些外界干扰的区分84

第四节水轮发电机定子绕组绝缘局部放电在线诊断85

一 局部放电在线诊断装置85

二 诊断结果86

三 根据不同极性放电次数的差异来鉴别放电的性质87

四 局部放电在线诊断的优点与效果88

第六章定子绕组绝缘的外观检查与离线试验89

第一节外观检查89

一 定子绕组某些缺陷的外观特征89

二 槽楔紧度及线棒在槽内固定的检查92

三 股线表面状态的检查92

第二节绝缘电阻测量93

一 定子绝缘的吸收现象93

二 绝缘电阻测量方法94

三 根据吸收比值判断绝缘的受潮95

四 直接水冷定子绕组绝缘电阻的测量96

五 试验结果分析97

六 电机投运前的最低容许绝缘电阻及非线性系数97

第三节　介质损失角正切试验99

一　tgδ与温度的关系99

二tgδ和电容与气隙的关系100

三　tgδ与运行时间的关系102

四　抽检标准102

五 分相或分支路测量线棒绝缘的tgδ104

第四节　交流电流法104

一交流电流法104

二 新交流电流法106

三 新交流电流法的应用效果107

第五节　局部放电试验108

一分相或分支路测量局部放电108

二 用电磁传感器测量每槽线棒的局部放电109

第六节　槽放电与槽电位测量111

一槽放电测量111

二　槽电位测量112

第七节　每周放电能量测量113

一测量方法113

二 放电能量与绝缘寿命的关系114

三 闭环图形与绝缘状态115

第八节工频交流耐压试验115

一 试验电压的选择115

二 一些国家采用的试验电压值115

三 试验条件和方法116

四 试验回路的谐振现象及其防止117

五 试验变压器容量的选择118

六 串联谐振试验变压器119

七 试验中对绝缘表面状态的监视120

第九节直流耐压试验121

一 端部绕组在直流和交流电压作用下的电压分布121

二 试验电压的选择124

三 直接水冷定子绕组绝缘直流耐压试验125

四 绝缘缺陷与泄漏电流变化的关系126

五 检出泄漏电流大的线棒的方法128

第十节超低频耐压试验131

一 0.1Hz电压在端部绕组绝缘上的分布131

二 0.1Hz电压对绝缘的老化作用133

三 试验电压的选择133

四 0.1Hz高压发生装置133

五 实际应用136

第十一节 用分析显微结构的方法确定绝缘的损坏性质136

第十二节定子绕组绝缘剩余寿命鉴定137

一 鉴定意义137

二 鉴定项目和方法137

三 非破坏性试验参数与UR的相关性140

四 定子绕组绝缘剩余寿命的估计144

五 由单个线棒绝缘分段测得的击穿电压推算至一支路（或相）绝缘击穿电压的方法147

第七章转子绕组的运行温度与绝缘的老化157

第一节发电机正常运行时转子绕组的温度分布157

一 发电机正常运行时转子绕组的温度分布157

二 发电机不对称运行时转子的温度分布164

三 发电机异步运行时转子的温度分布168

第二节转子绕组绝缘的老化170

一 发电机正常运行时转子绕组绝缘的老化170

二 发电机不对称运行时转子绕组绝缘的老化172

第八章转子绕组绝缘的故障诊断173

第一节转子绕组常见的绝缘故障173

一 转子绕组接地故障173

二 转子绕组匝间短路故障174

三 转子端部绕组残余变形175

第二节转子绕组接地故障的诊断175

一 一点稳定接地的诊断175

二 两点稳定接地的诊断179

三 不稳定接地点的诊断185

第三节转子绕组匝间短路故障的诊断186

一 通用方法186

二 动测方法194

三 静测方法201

第九章提高发电机绝缘运行可靠性的几项措施208

第一节增大定子绕组导线角部曲率半径降低主绝缘最大电场强度208

一 现行定子绝缘的最大电场强度过高208

二 增大导线角部曲率半径降低最大电场强度208

三 模型线棒试验结果208

第二节定子绕组倒位运行延长绝缘寿命210

一 倒位运行的意义与方法210

二 倒位运行的效果210

第三节对老旧沥青云母绝缘的定子线棒灌注环氧树脂复合物211

一 沥青云母绝缘的老化与脱壳211

二 灌注环氧树脂复合物的工艺与方法212

三 灌注实例213

第四节加固某些QFQS—200—2型汽轮发电机定子端部绕组216

一 加固方法218

二 加固实例218

第五节改善转子斜流式通风系统降低转子绕组绝缘的温度219

一 侧面风沟结构的弊病219

二 在定子上装设横向气隙隔环220

三 在定子上安装纵向气隙隔板220

四 纵向气隙隔板与横向气隙隔环冷却效果的比较222

参考文献223