低水头贯流电站发电机定子运行温度分析

低水头贯流电站发电机定子运行温度分析

柴芯*1程杰2董国锋4李正贵2杨世江3王

（1.西华大学图书馆成都610039；2.西华大学能源与动力工程学院成都610039；3.甘肃柴家峡水电有限公司兰州730065；4.国际小水电中心杭州310002）

摘要：本文主要通过从运行角度对低水头贯流电站机组定子运行温度进行分析，排除了机组定子绝缘故障由运行可调参数造成的可能，缩小了事故分析的范围，同时为其他机组的运行温度参数的调整总结了经验。

关键词：灯泡贯流机组；定子；温度

1、基本概况及问题提出

在2010年5月30日21时，水电站运行人员发现定子一点接地故障，简单判断并非误发信号后，在规程规定的期限内停机，停机后检查发电机、断路器及共箱母线、励磁变、PT及竖井电缆没有发现大量漏水、冒烟现象，也没有发现铁芯、绕组温度急剧上升、异常味道及放电现象；消弧线圈铁芯及接触触头、连接铜排温度在18.8～19.7℃之间；用兆欧表测量定子绕组绝缘电阻：A相对地、B相对地、C相对地均为0MΩ；进行试验后初步判断在定子中间段前槽存在绝缘问题。

2、发电机定子运行情况

2.1发电机定子测温的基本情况及年温度变化趋势

发电机设有测温系统用以监视发电机各部的温度。在定子槽内和定子铁芯内分别设置铂热电阻，发电机共有24个测温点，从定子＋Y偏＋X方向开始分别在36、112、190、266、344、420槽对应的铁芯上、下用环氧树脂粘固铁芯测温元件12只（Z1～Z12）；从定子＋Y偏＋X方向开始分别在77、154、231、308、385、462槽中上、下粘固绕组测温铂热电阻12只（Z1～Z12）；

定子绕组Z1、5、9分别在定子77、231、385槽中上部部位，三点均匀分布在定子圆周上，在全运行周期内最高温度81℃，定子Z1的运行控制温度在60.5～79℃;定子Z5的运行控制温度在59.31～79..26℃;定子Z5的运行控制温度在61.08～80.13℃；此三点代表线槽上部局部温度，从运行参数调节的角度讲，温度控制到了一个比较理想的区间。

定子铁芯Z1、5、9分别在定子36、190、344铁芯下部部位，在全运行周期内最高温度83℃，定子Z2的运行控制温度在61～81.78℃;定子Z4的运行控制温度在60.37～81.8℃;定子Z12的运行控制温度在60.21～80.43℃；此三点代表铁芯上部局部的温度，从运行参数调节的角度讲，温度控制到了一个比较理想的区间。

2.2故障点温度变化分析

根据现场拆开后的定子情况分析：问题比较突出的定子在两个区域，如图1机组定子故障点的测温范围图所示：

图1机组定子故障点的测温范围图

一处为+Y偏+X36.7º～39°区间的第47、48、50槽，该区域最近的2组测温点设置：第36槽的定子铁心上部、下部各有一个测温点Z1、Z2，第77槽的定子线槽上部、下部各有一个测温点Z1、Z2；另一处为-Y偏-X9º～12.1°区间第242、243、244、246槽，该区域最近的2组测温点设置：第231槽的定子线槽上部、下部各有一个测温点Z5、Z6；第266槽的定子铁心上部、下部各有一个测温点Z7、Z8；分析故障点的温度变化情况，主要依靠就近的四个测温点做故障点分析。

①4F定子+Y偏+X36.7～39°范围故障点的分析

图2定子+Y偏+X36.7~39°

范围近7d的故障测温点的温度曲线图

如上图2定子+Y偏+X36.7~39°范围近7d故障测温点的温度曲线图所示：在7d内定子铁心Z1、Z2点的一般控制范围均在52~68℃之间，定子绕组Z1、Z2点的一般控制范围均在56~81℃之间，定子的运行温度是一个合理的范围。

图34F定子+Y偏+X36.7~39°

范围近24h的故障测温点的温度曲线图

如上图3定子+Y偏+X36.7～39°范围近24h故障测温点的温度曲线图所示：在24h内定子铁心Z1、Z2点的一般控制范围均在52～68℃之间，定子绕组Z1、Z2点的一般控制范围均在56～65℃之间，定子的运行温度是一个合理的范围。

②定子-Y偏-X方向范围9º~12º范围故障点的分析

图4定子-Y偏-X9~12.1°

范围近7d故障测温点的温度曲线图

如上图4定子－Y偏－X9～12.1°范围7d故障测温点的温度曲线图所示：在7d内定子绕组Z5、Z6点的一般控制范围均在54～73℃之间，定子铁心Z7、Z8点的一般控制范围均在51～66℃之间，定子的运行温度是一个合理的范围。

3.小结

灯泡贯流式机组整体结构如同一个灯泡，整个机组浸于水下，外壳四周充满河水，结构的不同使机组停机后温度下降骤然，容易结露；还有机组组合轴承、大轴端部、受油器易漏油，甚至会由于定、转子支撑部件受力不合理等等原因都会造成定子绝缘老化、损坏，当然除此之外影响定子绝缘的还有线棒加工、设计、安装等方面的原因，本文仅仅从运行角度统计了低水头贯流电站机组的定子各运行周期温度变化趋势及故障线棒各周期温度变化趋势运行的数据，以上数据大部分取自运行现场的记录，可以确保数据的真实性及真实反映定子运行中的变化趋势或特性，可以供专家进一步分析原因做参考。

参考文献：

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