摘 要：文章详细介绍了某沿海发电公司1000MW发电机直流励磁母线的绝缘构成，认真分析了绝缘低原因，并长期跟踪该问题，不断采取对策，达到了运行规程低限要求。为保证发电机组的运行安全，进一步提出了解决问题的完善措施。
关键词：发电机；直流励磁母线；绝缘；对策
引言
广东大唐国际潮州发电公司地处广东沿海地区，长期高温高湿高盐污环境，3、4号机组的1000MW发电机为哈电机公司（HEC）生产的QFSN-1000/2三相同步汽轮发电机，采用自并励励磁方式。其中励磁变由三台海南金盘公司生产的单相干式变压器连接成Y，d11接线形式，型号为ZDCB9-3700/15.6；额定电压为27kV/1200V；额定电流为237.4/3083.3；励磁系统采用GE公司EX2100系列。主要由包括4面晶闸管整流柜、1面励磁自动电压调节柜、1面交流进线柜、1面直流出线柜组成。额定励磁电压为563V，额定励磁电流为5360A；励磁系统强励顶值电压为1407.5V；顶值电压时的励磁电流为10720A；强励允许时间为10S。此两台机组自投产以来，长期存在励磁母线绝缘低问题。
1 直流励磁回路及其绝缘构成
潮州发电公司四台机组发电机励磁型式为自并励静止励磁系统。发电机直流励磁母线回路构成主要有：励磁整流柜，直流励磁共相母线，发电机刷架及碳刷，转子集电环及转子绕组等。
其中励磁盘柜为美国GE公司的EX2100。盘柜经整流后汇流到直流母线柜，其由红色电胶木块做绝缘支撑；配套的励磁直流母线为北京电力设备总厂BGFM-1/6000-Z型的共箱母线，侧面设有通风孔，内部使用的支撑绝缘件为环氧树脂绝缘板。发电机刷架为哈电配套厂生产，其由黄色的环氧树脂板作为绝缘支撑；转子集电环及转子绕组绝缘也由黄色的环氧树脂板作为绝缘支撑。
2 绝缘低原因分析
2.1 绝缘低现象
因潮电公司地处南海之滨，高盐雾高温高湿度区域，直流励磁母线的绝缘件（主要由电胶木、环氧树脂板等构成）容易受潮，特别是停机后，严重时励磁母线绝缘仅为10kΩ，远低于DL/T1164-2012 《汽轮发电机运行导则》（不小于500kΩ）要求，严重影响机组启动。同时运行中，甚至发生过在南方“回南天”高湿天气下，直流励磁母线绝缘迅速下降，触发转子一点接地报警（30kΩ）。
同时根据哈电发电机说明书规定：发电机励磁回路的绝缘电阻值低于500kΩ运行时，须经发电厂的总工程师批准才允许。若绝缘电阻值持续降至15kΩ时，必须在一小时内将备用励磁切换投入，并检查确定绝缘电阻降低的部位，同时应对集电环电刷装置进行清理和干燥。如果投入备用励磁之后绝缘电阻值不见回升，且清理干燥措施均无效果，应尽快停机检修，如绝缘电阻值继续降至10kΩ须报警，降至4kΩ立刻停机。
发电机直流励磁母线绝缘低现象给设备管理部门及总工程师压力非常大，必须尽快采取有效措施进行治理。
2.2 原因分析
直流励磁母线绝缘低的因素主要如下：
（1）直流励磁母线的环氧绝缘支撑板吸潮、结露造成绝缘降低，环氧板憎水性差；（2）直流励磁母线Z-2段即穿墙入励磁小间部位吸潮、结露造成绝缘降低；（3）发电机集电环刷架底部的励磁直流母线及绝缘支撑件均为环氧绝缘件，吸潮后造成绝缘降低；（4）检修管理不到位。没有坚持逢停必扫原则，定期清理碳刷室的碳粉油污和母线粉尘；（5）运行管理不到位。励磁盘柜所处的小间空调运行没有及时调整控制。
3 对策
3.1 绝缘技术改造
（1）将原励磁母线绝缘支撑板环氧树脂材质绝缘支撑板，改造为白色的DMC材质绝缘支撑板。憎水迁移性强、自净耐电痕性能好；绝缘程度高；理化性能稳定；增长爬电比距20%-40%。同时在每块DMC板下面加装电压220V功率100W的铝合金加热板，并在母线各个转角处加装热风机接口，以备必要时投运热风，提高DMC板的局部温度，借以提高绝缘；（2）向台湾安达康公司定制全绝缘浇注的直流励磁母线分段，用以更换励磁小间侧面穿墙段母线Z-2段（正负极分开，接口采用螺栓连接），并做好防水封闭工作。彻底隔绝了励磁盘柜小间穿墙处室内与室外的空气流通，杜绝了结露的发生；（3）向江苏南信配件厂定制整套的新碳刷架环氧树脂板，型号升级为3248，并对环氧树脂板切割边缘进行了烘烤后再VPI浸漆，提高环氧树脂板的防水、防油能力，从而提高绝缘；（4）针对11号小轴瓦经常渗油现象，且容易被集电环风扇吸入润滑油，污染刷架的环氧板，在轴瓦基座焊接一圈接油槽，放置渗漏盘，并及时清理；（5）在励磁盘柜小间增加两台除湿机，以备在回南天时除湿；（6）在励磁小间内安装一个临时电源箱，方便柜内增加烤灯、热风机，励磁盘柜小间内长期备置一台热风机。
3.2 维护定修管理
（1）每次发电机停机检修时都应对碳刷及刷握进行检查；（2）清理碳刷室油污、碳刷粉及积灰，坚持逢停必扫。
3.3 运行管理
（1）每次停机后，将直流励磁母线的伴热带和新加的直流母线DMC板底部的加热板一起投入运行，待机组加励磁后再退出；（2）检查励磁小间空调运行良好，停机期间应运行在除湿模式，控制环境温度不超过26℃，湿度不超过55%；（3）极端天气下，将除湿机投入运行，加强湿度管理。
4 下一步措施
在全面采取以上措施后，一年来3、4号发电机直流励磁母线绝缘值已经可以达到预防性试验规程500kΩ的低限要求，但需要采取进一步措施提高发电机转子直流励磁母线绝缘。建议措施如下：
（1）在励磁母线箱内的DMC绝缘支撑板表面进行RTV涂料喷涂，增强憎水性，提高防潮能力；（2）汽机房母线外壳封闭或通风孔加装空调用滤网，洁净母线，减少粉尘；（3）将励磁盘柜上的励磁母线绝缘在线监测数据通过加装模块上传至DCS，实时在线监测绝缘与温湿度发展变化关系及绝缘支撑裂化关系，以采取更好的运行控制措施。
5 结束语
通过采取不断的有效针对措施后，3、4号发电机直流励磁母线绝缘低现象将得到彻底处理，发电机的安全稳定性能得到了进一步提高，达到了本次改造目的。可供同类型大型发电机直流励磁母线绝缘低治理提供参考范例。
参考文献
[1]DL/T1164-2012.汽轮发电机运行导则[S].国家能源局，2012-12-01.
[2]DL/T596-1996.电力设备预防性试验规程[S].中华人民共和国电力工业部，1997-01-01.
[3]汪耕，李希明，等.大型汽轮发电机设计、制造与运行[M].上海：上海科学技术出版社，2012.
[4]李基成.现代同步发电机励磁系统设计及应用[M].上海：中国电力出版社，2002.
作者简介：廖方华（1982-），男，江西省万安人，电气工程师，长期从事电气一次设备管理。
