CN204858910U - 一种基于励磁装置恒压模式的发电机定子干燥系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于励磁装置恒压模式的发电机定子干燥系统，有助于减小干燥时间、提高干燥效果。所述系统包括：励磁装置、发电机定子、主变、励磁变和机端电压互感器，其中，所述励磁装置与所述发电机定子、机端电压互感器、励磁变相连，所述机端电压互感器与主变和励磁变相连，所述主变与励磁变相连；所述励磁装置，用于通过恒机端电压模式对所述发电机定子进行干燥。本实用新型适用于电气设备干燥技术领域。

Description

一种基于励磁装置恒压模式的发电机定子干燥系统

技术领域

本实用新型涉及电气设备干燥技术领域，特别是指一种基于励磁装置恒压模式的发电机定子干燥系统。

背景技术

目前，大中型发电厂(电站)的发电机过流部件、定子绕组及铁芯改造完成后或者发电机绝缘受潮后，进行交接测试测试时发现，改造完成后或绝缘受潮后的发电机极化指数不满足《水轮发电机定子现场装配工艺导则》DL/T5420-2009要求，需对发电机定子进行干燥处理。发电机定子干燥具有需求电流大、时间长、温度控制精度高等特点。

现有技术中，一般采用直流焊机、加热板等常规定子干燥方法对大中型发电厂(电站)的发电机定子进行干燥，但是，现有技术存在如下缺点：接线繁琐，干燥时间长、干燥效果差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于励磁装置恒压模式的发电机定子干燥系统，以解决现有技术所存在的常规定子干燥方法接线繁琐，干燥时间长、干燥效果差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种基于励磁装置恒压模式的发电机定子干燥系统，包括：励磁装置、发电机定子、主变、励磁变和机端电压互感器，其中，所述励磁装置与所述发电机定子、机端电压互感器、励磁变相连，所述机端电压互感器与主变和励磁变相连，所述主变与励磁变相连；

所述励磁装置，用于通过恒机端电压模式对所述发电机定子进行干燥。

优选地，所述励磁装置包括：人机交互界面；

所述人机交互界面包括：励磁电磁增、减按钮，分别用于增加、减小励磁电流。

优选地，所述发电机定子绕组为双Y型，所述双Y型发电机定子绕组采用单支路串联接线；

所述励磁装置采用静止直流干燥方式，将发电机出口母线软连接断开，同时将发电机与电网一次系统断开使发电机离网运行，并将所述主变、机端电压互感器和励磁变投入运行对所述发电机定子进行干燥。

优选地，所述系统还包括：玻璃丝布，干燥前，用所述玻璃丝布包覆发电机定子。

优选地，所述系统还包括：酒精温度计和红外测温仪；

所述酒精温度计和红外测温仪，用于测量发电机定子绕组外部温度。

优选地，所述系统还包括：埋入式测温电阻；

所述埋入式测温电阻，用于测量发电机定子绕组线棒内部温度。

优选地，所述励磁装置还包括：灭磁过压保护单元；

所述灭磁过压保护单元，用于通过预设的灭磁过压措施限制发电机定子通流；

所述预设的灭磁过压措施包括：欠励限制、强励限制和过励限制、电压/频率限制。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过励磁装置1与发电机定子2、机端电压互感器3、励磁变4相连，机端电压互感器3与主变5和励磁变4相连，主变5与励磁变4和断路器相连，断路器与母线相连，并通过励磁装置1的恒机端电压模式(所述恒机端电压模式也称为恒压模式)对发电机定子2进行快速干燥，操作简单且干燥效果好，从而大大缩短了发电机检修工期，提高了发电厂效益，且无需按照常规定子干燥方法接多个加热板的电源线且无需加热板进行辅助加热，提高了系统的安全性且接线简单，从而解决常规定子干燥方法接线繁琐、干燥时间长、干燥效果差的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的基于励磁装置恒压模式的发电机定子干燥系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的基于励磁装置恒压模式的发电机定子干燥系统的详细结构示意图二。

[主要元件符号说明]

1：励磁装置；

2：发电机定子；

3：机端电压互感器；

4：励磁变；

5：主变。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型针对现有的常规定子干燥方法接线繁琐，干燥时间长、干燥效果差的问题，提供一种基于励磁装置1恒压模式的发电机定子2干燥系统。

参看图1所示为本实用新型实施例提供的一种基于励磁装置1恒压模式的发电机定子2干燥系统，包括：励磁装置1、发电机定子2、主变5、励磁变4和机端电压互感器3，其中，所述励磁装置1与所述发电机定子2、机端电压互感器3、励磁变4相连，所述机端电压互感器3与主变5和励磁变4相连，所述主变5与励磁变4相连；

所述励磁装置1，用于通过恒机端电压模式对所述发电机定子2进行干燥。

本实用新型实施例所述的基于励磁装置1恒压模式的发电机定子2干燥系统，通过励磁装置1与发电机定子2、机端电压互感器3、励磁变4相连，机端电压互感器3与主变5和励磁变4相连，主变5与励磁变4和断路器相连，断路器与母线相连，并通过励磁装置1的恒机端电压模式(所述恒机端电压模式也称为恒压模式)对发电机定子2进行快速干燥，操作简单且干燥效果好，从而大大缩短了发电机检修工期，提高了发电厂效益，且无需按照常规定子干燥方法接多个加热板的电源线且无需加热板进行辅助加热，提高了系统的安全性且接线简单，从而解决常规定子干燥方法接线繁琐、干燥时间长、干燥效果差的问题。

本实用新型实施例适用于具备励磁电源倒送条件的发电厂进行大电流电气设备干燥工作，在对电气设备进行干燥的过程中，除微小的电磁噪音外，无任何铁磁振动噪声，工作噪声小。

本实用新型实施例中，参看图2所示，所述机端电压互感器3包括：励磁电压互感器、测量电压互感器。

在前述基于励磁装置1恒压模式的发电机定子2干燥系统的具体实施方式中，可选地，所述励磁装置1包括：人机交互界面；

所述人机交互界面包括：励磁电磁增、减按钮，分别用于增加、减小励磁电流。

本实用新型实施例中，所述励磁装置1包括：励磁调节器、人机交互界面、对外接口、功率柜、励磁变4压器等，参看图2所示，所述励磁装置1还包括A、B、C三个调节通道，其中,A、B通道为微机通道，C通道为模拟通道，A、B、C三个调节通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立，以主从方式工作。

表1发电机、励磁变4主要参数

本实用新型实施例中，例如，可以采用型号为TS₁₁₅—44的发电机，型号为ZSCB9—760/10.5的励磁变4，参看表1所示为发电机、励磁变4主要参数，根据表1提供的数据计算发电机定子2干燥电流：

1、励磁变4的二次侧电流I2：

$I2=S/(\sqrt{3}\×U2)=760/(1.732\×0.39)=1125A$

式中，S表示励磁变4的容量，U2表示励磁变4的二次侧电压；

2、根据励磁变4的二次侧电流I2＝0.816Id计算励磁变4允许输出的最大励磁电流Id：

Id＝1125/0.816＝1378A

3、按照发电机定子2干燥电流要求，通入发电机定子2电流为60％-70％额定定子电流Ie，由于干燥采用6支路串联方式通流，即定子通流I大小表示为I＝1/2×(0.6-0.7)×Ie：

I＝0.5×3360×0.6(0.7)＝1008(1176)A，即通入发电机定子2电流不大于励磁调节器的输出额定电流1200A，励磁调节器可以在额定工况下满足定子加热要求。

本实用新型实施例中，所述人机交互界面包括：励磁电磁增、减按钮，通过励磁电磁增增加励磁电流，通过励磁电磁减按钮减小励磁电流，从而能够方便、快速的调节励磁电流，且操作简单，安全性高。所述人机交互界面还包括：逆变按钮，用于应急处理干燥过程中的突发状况。

在前述基于励磁装置1恒压模式的发电机定子2干燥系统的具体实施方式中，可选地，所述发电机定子2绕组为双Y型，所述双Y型发电机定子2绕组采用单支路串联接线；

所述励磁装置1采用静止直流干燥方式，将发电机出口母线软连接断开，同时将发电机与电网一次系统断开使发电机离网运行，并将所述主变5、机端电压互感器3和励磁变4投入运行对所述发电机定子2进行干燥。

本实用新型实施例中，所述励磁装置1可以是励磁装置1EXC9000，所述励磁装置1出厂时的短路干燥原理为：短接发电机定子2端部，发电机机组保持空转态，发电机转子通流，利用发电机自感应电流进行短路干燥。但是，当发电机定子2改造完成后，过流部件改造尚在进行还未完成，发电机机组不具备旋转条件，不能利用出厂时的短路干燥原理对不具备旋转条件的发电机定子2进行干燥，需拓展出厂时的短路干燥功能，实现静止发电机定子2短路干燥的方法，从而解决发电机机组过流部件改造未完工、发电机不具备旋转条件下需对发电机定子2进行干燥处理的问题。

本实用新型实施例中，所述励磁装置1作为干燥源，为了能对不具备旋转条件的发电机定子2进行干燥，需将原励磁装置1的旋转干燥变为静止干燥，交流干燥为直流干燥。为减小励磁装置1的输出电流，增大直流电阻，采用双Y型发电机定子2绕组，并将所述双Y型发电机定子2绕组采用单支路串联接线，同时断开发电机出口母线软连接，断开发电机与电网一次系统，并将主变5、机端电压互感器3、励磁变4投入运行，静止直流干燥方式下接线如图2所示。

本实用新型实施例中，所述系统还包括：玻璃丝布、酒精温度计、红外测温仪、埋入式测温电阻等辅助工具，对发电机定子2进行干燥前，用玻璃丝布严密包覆发电机定子2。在发电机定子2干燥过程中，利用所述酒精温度计和红外测温仪测量发电机定子2绕组外部温度，并以埋入式测温电阻的电阻值为准计算出发电机定子2绕组线棒内部温度，根据所述酒精温度计、红外测温仪、埋入式测温电阻测量的温度值，便于系统更好的控制发电机定子2干燥过程中的干燥温度。

在前述基于励磁装置1恒压模式的发电机定子2干燥系统的具体实施方式中，可选地，所述励磁装置1还包括：灭磁过压保护单元；

所述灭磁过压保护单元，用于通过预设的灭磁过压措施限制发电机定子2通流；

所述预设的灭磁过压措施包括：欠励限制、强励限制和过励限制、电压/频率限制。

本实用新型实施例中，利用励磁装置1的恒机端电压模式对发电机定子2进行干燥时，发电机离网运行，励磁调节器模拟发电机出口断路器合闸状态，考虑励磁装置1、系统异常运行状态及电网电压变化产生的励磁反应，在恒机端电压模式的基础上投入欠励限制、强励限制和过励限制、电压/频率限制、调差等保护措施。

本实用新型实施例中，电网电压变化和系统故障影响励磁电流输出主要有两个方面：其一，电网电压降低，励磁按照设定的调差系数增加励磁电流，由于发电机离网运行，须人为减少机端电压给定，反之亦然。其二，系统出现短路，励磁调节器将启动强励。为限制发电机定子2电流，调整励磁强励倍数整定值2.0为1.0，即限制励磁电流最大输出为1200A，确保发电机定子2通流安全，当励磁装置1逐步人工增加励磁电流至1200A时，励磁装置1运行正常，定子干燥工作正常进行。

本实用新型实施例中，通过基于励磁装置1恒压模式对发电机定子2进行干燥测试：将励磁装置1调节至恒机端电压模式(也可以称为恒压模式)，启动励磁装置1开始正常励磁工作，不断在励磁装置1上增磁，增加流过发电机定子2绕组的电流，按照发电机出厂报告数据确定最大升流值，测试开始后，每15分钟记录1次温度，待温度稳定上升后，1小时记录1次绕组温度。升温过程中控制温度上升速度在6℃～8℃/h。温度升至70℃～80℃范围之内，即进入干燥保温阶段。干燥20小时后，测量定子绕组的绝缘电阻、吸收比和极化指数，如连续三次测量值满足规程要求及测值稳定可认为干燥过程结束，停止通流，让定子自然冷却。降温速度控制在10℃/h，在50℃以下时拆除定子外层保温玻璃丝布，并用压缩空气吹净线棒端部及定子铁芯通风槽。

本实用新型实施例中，规程要求是指按照《水轮发电机安装技术规范》(GB/T8564-2003)，发电机组定子绕组合格条件为：绝缘电阻不低于9.89MΩ；发电机定子2绕组在温度40℃以下时，吸收比R60/R15不小于1.6或极化指数R10min/1min不小于2.0。

本实用新型实施例中，发电机干燥前，测量发电机定子2对地绝缘电阻、吸收比及极化指数报告如下:R15s＝124.0，R60s＝274，R600s＝434，吸收比R60s/R15s：2.21；极化指数R10min/1min：1.58，其中，R15s为t＝15s时测得的发电机定子2对地绝缘电阻值，R60s为t＝1min时测得的发电机定子2对地绝缘电阻值，R600s为t＝10min时测得的发电机定子2对地绝缘电阻值。

本实用新型实施例中，测试时间为1分钟左右，绝缘电阻变化很小。发电机定子2干燥24小时，测量发电机定子2绝缘电阻、吸收比及极化指数，各项指标较干燥前明显改善。干燥至35小时，测量发电机定子2A相极化指数为4.16，发电机定子2B、C相各项指标基本稳定，此时，认为干燥过程可以结束。

本实用新型实施例中，发电机定子2干燥后对直流泄漏指标进行分析：发电机定子2干燥后，三相泄露电流增长与测试电压呈线性关系，最高3.0倍额定电压下，三相泄露电流分别为22.2、26.0、21.2微安，三相泄露电流平衡性好，完全满足规程要求。且发电机定子2干燥后按规程要求，对发电机定子2交流耐压能力进行测试，满足规程要求。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于励磁装置恒压模式的发电机定子干燥系统，其特征在于，包括：励磁装置、发电机定子、主变、励磁变和机端电压互感器，其中，所述励磁装置与所述发电机定子、机端电压互感器、励磁变相连，所述机端电压互感器与主变和励磁变相连，所述主变与励磁变相连；

所述励磁装置，用于通过恒机端电压模式对所述发电机定子进行干燥。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述励磁装置包括：人机交互界面；

所述人机交互界面包括：励磁电磁增、减按钮，分别用于增加、减小励磁电流。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述发电机定子绕组为双Y型，所述双Y型发电机定子绕组采用单支路串联接线；

所述励磁装置采用静止直流干燥方式，将发电机出口母线软连接断开，同时将发电机与电网一次系统断开使发电机离网运行，并将所述主变、机端电压互感器和励磁变投入运行对所述发电机定子进行干燥。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：玻璃丝布，干燥前，用所述玻璃丝布包覆发电机定子。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：酒精温度计和红外测温仪；

所述酒精温度计和红外测温仪，用于测量发电机定子绕组外部温度。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：埋入式测温电阻；

所述埋入式测温电阻，用于测量发电机定子绕组线棒内部温度。

7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述励磁装置还包括：灭磁过压保护单元；

所述灭磁过压保护单元，用于通过预设的灭磁过压措施限制发电机定子通流；

所述预设的灭磁过压措施包括：欠励限制、强励限制和过励限制、电压/频率限制。