文章摘要:氢冷发电机氢气湿度如果过高，将导致发电机定子绝缘缺陷的加速发展、转子绝缘强度下降及转子护环的应力腐蚀裂纹快速扩展。因此必须合理地控制发电机的氢气湿度，采取行之有效的措施降低发电机的氢气湿度，这对于大型氢冷发电机的安全运行有着重要的意义。 
文章主题:氧气绝对湿度 标准单位定制 氢冷发电站机 划痕快速的发展 带发直流无刷电机定子 绝缘层缺点 热应力浸蚀 旋转叶护环 绝缘带抗弯强度 安全管理运转

文章内容：&;2/2005(总第52期)发电机氢气湿度标准制定及实施1引言吕明(华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045)氢冷发电机氢气湿度如果过高,将导致发电机定子绝缘缺陷的加速发展,转子绝缘强度下降及转子护环的应力腐蚀裂纹快速扩展.因此必须合理地控制发电机的氢气湿度,采取行之有效的措施降低发电机的氢气湿度,这对于大型氢冷发电机的安全运行有着重要的意义.有关资料表明,在1983—1995年期间,仅在国产2001氢冷汽轮发电机中,就有20台机组共发生了24台次定子绕组短路事故,其中在1987—1992年期间,在4台机组上发生了8台次的短路事故.定子绕组短路事故的主要原因是这一阶段电机制造厂在设计和制造工艺上存在问题,绝缘施工及端部固定工艺不良等,此外事故机组普遍存在着密封瓦漏油严重,运行中氢气湿度较大的问题,甚至有些机组在机内出现了结露现象.表1列出了几台发电机发生短路事故时的氢气湿度情况.当发电机内氢气湿度过高时,将使机内产生结露现象,降低了气体的绝缘强度,也使定子绕组端部的绝缘水平进一步降低,成为短路事故发生的诱发因素.表1几台发电机发生短路事故时氢气湿度值冷氢温度运行氢压机外绝对湿度折算机内绝对湿度机内相对湿度机内露点温度(℃)()(/)(/)(%)(℃)发电机152.16.52.21022.1发电机282.8726.6—1027.4发电机28—302.96.826.5—1027.3在原水利电力部颁发的《发电机运行规程》(1981年版)中对氢气湿度的有关规定为:第182条,气体混合物的湿度不超过15/;第183条,向发电机内补充新鲜氢气的湿度不大于10/.该指标本身就已偏高,而有些运行单位对运行规程中氢气湿度的规定还存在误解,认为15/为采用便携式湿度仪在机外所测值,且不进行压力换算,因此造成相当数量的发电机运行中氢气湿度过高,有的发电机机内氢气湿度高达30/以上.1996年5月,原电力部在扬州召开了"降低国产大型氢冷发电机氢气湿度研讨会",会上对32氢气湿度标准限值做了调整,认为随着发电机单机容量的发展,原《发电机运行规程》中关于氢气湿度的规定已不能适应大型发电机组安全运行的要求,应予修改和补充.为确保大型发电机安全,稳定运行,会议要求各方面应高度重视氢气湿度对发电机绝缘和护环带来的严重危害.1995年原电力部科技司制定了电力行业的标准计划项目《发电机内氢气湿度标准》,由于该标准内容中还包括了供发电机充,补氢用的新鲜氢气的湿度标准,因此将标准定名为《氢冷发电机氢气湿度标准》.经原电力部电机标准化委员会审查,中电联批准,该标准最后定名为/2/2005(总第52期)电力标准化与计量651—1998《氢冷发电机氢气湿度的技术要求》,于1998年3月19日发布,1998年9月1日起实施.2氢气湿度标准在/651—1998((氢冷发电机氢气湿度的技术要求》中,对发电机内氢气在运行氢压下的允许湿度及供发电机充氢,补氢用的新鲜氢气做出了明确的规定.2.1发电机内氢气湿度标准发电机内氢气在运行氢压下的允许湿度的高限,应按发电机内最低温度可由表2查得;允许湿度的低限为露点温度=一25.表2发电机在运行氢压下的氢气允许温度高限(最低温度值与允许氢气温度高限值的关系)发电机内最低温度℃5≥0发电机在运行氢压下的氢气允许温度高限(露点温度)℃一50注:发电机内最低温度,可按如下规定确定:——稳定运行中的发电机:以冷氢温度和内冷水人口水温中的较低值,作为发电机内的最低温度——停运和开,停机过程中的发电机:以冷氢温度,内冷水人口水温,定子线棒温度和定子铁心温度中的最低值,作为发电机内的最低温度值2.2供发电机充氢,补氢用的新鲜氢气在常压下的允许湿度新建,扩建电厂(站):露点温度≤一50,已建电厂(站):露点温度≤一25.3标准的制定依据3.1氢气湿度表示方法在651—1998((氢冷发电机氢气湿度的技术要求》中,采用以露点温度作为氢气湿度的表示方法.湿度是指气体中的水汽含量,它的表示方法很多,较常用的如:绝对湿度,相对湿度,混合比,体积比,水汽压力,露点温度等.我国过去经常的表示方法为绝对湿度,它是湿气中水汽质量与湿气的总体积之比(/).绝对湿度与温度值有关,与水蒸气压力不存在单一的函数关系,因此会增加应用的复杂性.露点温度是一种最清晰直观的湿度表示方法,它是一种不受温度影响且与湿气中的水汽含量成单一函数关系的基本表示方法.露点温度表达了当物体的温度高于露点温度时,则不会在该物体上结露;反之,若物体的温度等于或低于露点温度,则就会在该物体上结露.因此,采用露点温度作为氢气湿度的表示方法,能够清楚的表示出机内是否结露的情况.在世界主要电机制造厂,美国电力生产部门或标准所使用的湿度表示方法中,无论对发电机内的氢气还是对供发电机充,补氢用的新鲜氢气(以下简称新鲜氢气),均以采用露点温度占了绝对优势.所以在我国的相关标准中,采用以露点温度表示氢气湿度,有利于与国际标准接轨.3.2发电机内氢气湿度标准依据氢气湿度允许值的高限:以不因氢气湿度过高而导致转子护环产生应力腐蚀裂纹及裂纹快速扩展,定子绕组绝缘缺陷加速发展和转子线圈绝缘过分下降为依据.综合考虑以上三方面因素,确定应将发电机内运行氢压下氢气湿度高限取为露点温度0.氢气湿度允许值的低限:以不因氢气湿度过低而导致某些绝缘部件(如发电机定子端部垫块,支撑环)产生收缩,裂纹为依据.氢气湿度不能盲目要求过低,过于干燥的环境会对发电机定子的某些部件产生有害的影响,造成端部垫块收缩和支撑环裂纹,导致定子端部绝缘发生磨损.经参考国外有关资料,确定应将发电机内运行氢压下氢气湿度低限取为露点温度一25℃.3.3供发电机充,补氢用的新鲜氢气标准的依据发电机内氢气湿度的大小,与新鲜氢气的湿度关系极大,因而在对发电机氢气湿度作出规定时,也应对新鲜氢气的湿度做出相应规定,由于发电机组的不良运行状况会严重影响发电机内的氧气湿度,因此新鲜氢气的湿度标准应尽可能高一些,尤对新建电厂。