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發電機短路干燥技術探討

文檔作者：朱壽軍徐安平文檔來源：開化縣水電實業公司		點擊數：	更新時間： 2025年08月30日
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第２９ 卷 第５ 期
２０１７ 年１０ 月
浙江水利水電學院學報
Ｊ．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖ ｏｆ Ｗａｔ．Ｒｅｓ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗ． ＶｏＯｌ．ｃ２ｔ９． ２０１Ｎ７ｏ．５ ＤＯＩ： １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－７０９２．２０１７．０５．０１６
發電機短路干燥技術探討
朱壽軍，徐安平
（開化縣水電實業公司，浙江衢州 ３２４３００）
摘 要：農村小水電多建在地勢低洼的江河湖邊，在遇河水暴漲時電站的發電機易被洪水浸沒，致使電機短時間內
無法發電．在處理此類發電機定子繞組絕緣時，采用短路干燥法是最簡捷有效的干燥方法．就此對短路干燥法的原
理、短路干燥法轉子可調直流電流的獲取及操作方法進行闡述，論述了干燥過程中的技術要求、安全措施、數據分
析及注意事項．
關鍵詞：發電機；受潮；絕緣降低；短路干燥
中圖分類號：ＴＭ４０６ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１００８ －５３６Ｘ（２０１７）０５－００６７－０３
On Generator Short－Circuit Exsiccation Technology
ＺＨＵ Ｓｈｏｕ－ｊｕｎ， ＸＵ Ａｎ－ｐｉｎｇ
（Ｋａｉｈｕａ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｑｕｚｈｏｕ ３２４３００， Ｃｈｉｎａ）
Abstract：Ｓｍａｌｌ ｒｕｒａｌ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓ ａｒｅ ｍｏｓｔｌｙ ｂｕｉｌｔ ｏｎ ｔｈｅ ｌｏｗ －ｌｙｉｎｇ ｂａｎｋｓ ｏｆ ｒｉｖｅｒｓ ａｎｄ ｌａｋｅｓ， ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ ｉｎ ｐｏｗｅｒ
ｐｌａｎｔｓ ａｒｅ ｅａｓｙ ｔｏ ｂｅ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｂｙ ｆｌｏｏｄ ｗｈｅｎ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｕｒｇｉｎｇ ｏｆ ｒｉｖｅｒ ｗａｔｅｒ ， ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ
ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｓｈｏｒｔ ｔｉｍｅ．Ｗｈｅｎ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｃｈ ｋｉｎｄ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｔａｔｏｒ ｗｉｎｄｉｎｇ ， ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔ
ｅｘｓｉｃｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｅ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ ．Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔ ｅｘｓｉｃｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，
ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ａｃｃｅｓｓ ｔｏ ｔｈｅ ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ＤＣ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｒｏｔｏｒｓ ｂｙ ｖｉｒｔｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ －ｃｉｒｃｕｉｔ ｅｘｓｉｃｃａｔｉｏｎ
ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｉｔｓ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ， ａｎｄ ｓｏｍｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ， ｓａｆｅｔｙ ｍｅａｓｕｒｅｓ， ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ ｄｕｒｉｎｇ
ｔｈｅ ｅｘｓｉｃｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ．
Key words：ｇｅｎｅｒａｔｏｒ； ｄａｍｐ； ｌｏｗｅｒ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ； ｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔ ｅｘｓｉｃｃａｔｉｏｎ
收稿日期：２０１７－０７－１９
作者簡介：朱壽軍（１９６６ －），男，浙江開化人，工程師，主要從事
水電站電氣安裝調試檢修工作．
發電機定子絕緣電阻降低原因有多種，概括起來
主要有２ 點：（１）發電機定子本身絕緣損壞或老化，
即機組超年限運行或長期超負荷運行造成絕緣老化，
使發電機絕緣電阻降低；（２）絕緣受潮，即機組長期
停機，空氣中的潮氣浸入或發電機進水，造成發電機
絕緣電阻降低．開化縣七里龍電站，裝機容量３ ×２５０
ｋＷ，立式機組，在２０１７ 年６ 月２４ 日遭遇特大洪災，
廠房進水淹沒高度達１．７５ ｍ，廠內發電機、主變、配電
柜等電氣設備全部被水淹沒，所有住房被沖毀，損失
慘重．為了電站盡早恢復運行，減少損失，技術人員連
夜加班搶修，其中發電機定子線圈用高壓清水徹底沖
洗，并采取了短路干燥法進行烘干處理．
1 短路干燥法的原理
發電機進水受潮，絕緣電阻為零，定子是不能
隨意加電壓的，否則會造成定子絕緣被破壞的嚴重
后果．短路干燥法就是根據發電機定子三相短路電
壓為零的特性，當機組運行在額定轉速時，在轉子
上通以可調直流電流產生旋轉磁場，利用機組自身
電磁感應的發電機原理，在定子上產生三相正弦交
流電流，進而在鐵芯和定子線圈上產生鐵損和銅
損，并利用鐵損和銅損產生的熱量使發電機溫度升
高，達到定轉子絕緣被烘干的目的［１］ ．
2 短路干燥法轉子可調直流電流的
獲取
轉子直流可調電流的獲取一般有３ 種：（１）采
用勵磁變壓器短路干燥繞組，利用自身的勵磁整流
萬方數據
裝置，產生可控直流勵磁電流，這種方法要注意，必
須將勵磁調節方式切換到手動位置，否則會造成嚴
重后果；（２）利用可調變壓器與控制變串聯，產生可
調低壓電源，經橋式整流后獲得所需直流勵磁電
流；（３）利用直流焊機獲得低壓直流勵磁電流．
位于錢江源頭的開化縣紅旗電站，由于地勢低
洼，幾乎每年都會發生廠房進水事故．曾經在發電
機干燥時，將定子繞組三相串聯，然后用一個老式
笨重的直流焊機通入直流電進行加溫干燥，升流干
燥過程中，發現直流焊機發熱冒煙，只好用電風扇
降溫，然而干燥電流還是調不上去，最后把焊機也
給燒掉了．從這次干燥失敗可知，直接加電流的干
燥方法，需要大功率電流發生設備，不但不方便，而
且效果欠佳，但也有發電機不需轉動起來、干燥電
流穩定、發電機絕緣比較安全等優點．
２０１７ 年，開化縣七里龍電站被洪水淹沒，發電
機層洪水位達１．７５ ｍ，所有發電機、變壓器和配電
屏都淹沒在洪水中．洪水退掉之后，所有電氣設備
上都積了一層厚厚的淤泥及雜草垃圾．在這種情況
下，直接干燥肯定是不行的，必須在經過徹底清洗
后馬上進行干燥處理，不然電氣設備被水經過長時
間浸泡后很多地方會產生銹蝕而損毀，特別是配電
盤上的精密儀器儀表．這次發電機干燥采用短路干
燥法，正常情況下可以利用發電機控制屏上的定子
電流表來監視短路電流、利用勵磁屏的手動調節方
式來控制勵磁電流，但由于發電機控制屏、勵磁屏
被水浸泡也須干燥處理，就不能利用了，采用電子
直流焊機來作為勵磁電流是較好的辦法，但是電子
直流焊機的輸出電流并不能從零開始調節．要做到
這一點必須當啟動焊機時，手不要離開啟動開關，
眼睛要看著定子電流表，當定子電流偏大時應立即
關閉焊機電源，以防定子電流因勵磁電流過大而超
過允許值．定子電流正常后，緩慢調節焊機電流，并
觀察定子電流是否連續可調，有沒有跳動現象，正
常后再將定子電流調整在所需值．
短路干燥法接線圖［２］ （見圖１）．
圖１ 短路干燥法接線圖
3 短路干燥法短路點的選取
發電機短路干燥時不允許定子回路開路，否則
會在定子回路感應出電壓，此時由于定子絕緣尚未
恢復正常，絕緣有可能遭到擊穿損壞的危險，所以
短路點的正確選取非常重要．既然短路干燥時不能
開路，那么短路點就應該選在發電機出口端與發電
機開關之間的回路上，短路回路上不經過任何開關
或閘刀．如果短路回路含有開關，當短路電流經過
時，開關有可能因保護動作而跳開，或其它原因誤
跳開開關，這是非常危險的．
安徽霍山風景電站２０１５ 年因山洪暴發，２ 臺發
電機被水浸沒，經清水沖洗后，采用短路干燥法進
行了干燥處理，在選取短路點時，發現發電機開關
下隔離自帶短路接地刀閘，于是將此功能利用起
來，省去了制作短路排的程序，節省了時間，提前完
成了干燥任務．
4 短路干燥的注意事項
（１）短路排的截面應按發電機額定電流考慮，
６８ 浙江水利水電學院學報 第２９ 卷
萬方數據
一般可利用與發電機同規格的母排來制作，與母線
連接時應保證有良好的接觸，以防發熱燒毀．帶有專
用短路開關的發電機，可直接使用此開關短路，不需
另接短路母排，干燥前短路開關投入后，應切斷其操
作電源，并懸掛“禁止合閘，有人工作”標示牌［３］ ．
（２）注意關閉機組空冷器冷卻水，水內冷發電機
應切斷內冷卻水，發電機上部蓋板視情況開若干通風
孔，注意不要誤切空冷器以外的機組冷卻用水．
（３）發電機開關及刀閘應斷開，勵磁開關在拉開
位置，斷開勵磁輸出電纜，發電機中性點應短路接地．
（４）短路干燥時應派人值守，并在發電機旁備
好干式滅火器或二氧化碳滅火器以備緊急時使
用［４］ ；每小時檢查發電機的溫度、短路電流及勵磁
電流并記錄．
5 短路干燥的操作
（１）在發電機出口用短路排三相短接，發電機
尾端短接接地，接地是保護接地，可防止工作人員
意外觸電或機組絕緣意外擊穿．電焊機輸出正負極
接至發電機勵磁電纜，注意其中分流器應包含在
內，否則監視不到勵磁電流．
（２）當機組機械部分及調速器滿足開機條件
后，開啟機組到空載轉速，保持空轉１ ｈ，檢查各軸
承溫度正常．
（３）檢查電焊機電流開關在最小位置，開啟電
焊機電源，加入勵磁電流，同時監視定子電流表和
勵磁電流表，注意手不能離開調節旋鈕，如有異常
立即關閉勵磁電流．
發電機短路干燥應分階段進行，每階段按定子
電流的２５％、５０％、７５％、１００％進行設定，每階段運
行２ ｈ 左右［５］ ，直至烘干為止．
（４）干燥過程中應監視定子溫度不得超過８５ ℃［６］．
6 短路干燥的數據測量及分析
（１）每小時測量并記錄發電機定子電流、轉子
電流，發電機定子線圈溫度，各軸承溫度．
（２）根據干燥情況測量發電機的絕緣電阻，測
量時應關閉勵磁電流，機組在停機狀態，拆除發電
機中性點短路接地線，根據發電機電壓等級使用
５００ Ｖ、１ ０００ Ｖ 或２ ５００ Ｖ 搖表進行測量，測量所得
絕緣電阻換算成７５ ℃時，應≥１ ＭΩ／ｋＶ，吸收比
≥１．３［７］ ．計算公式［８］ ：
R７５ ＝ Rt
２ ×７５ －t
１０
（１）
其中，R７５— 換算到７５ ℃ 絕緣電阻值，ＭΩ；
Rt—線圈溫度為t ℃時測得的絕緣電阻值，ＭΩ．
（３）測量定子絕緣電阻時，同時測量轉子絕緣
電阻，轉子絕緣電阻用５００ Ｖ 搖表測量，再換算到
７５ ℃時，對應的轉子絕緣電阻應≥０．５ ＭΩ．
（４）定子對地絕緣電阻測量合格后，還應拆除
定子出線短路排及中性點短路排，測量相與相之間
的絕緣電阻，測量所得絕緣電阻換算成７５ ℃時，應
≥１ ＭΩ／ｋＶ．
（５）當以上絕緣電阻全部合格后，發電機短路
干燥結束，可以投入正常運行．
在實際工作中發現一些技術人員，在測量發電
機絕緣電阻時，沒有要將絕緣電阻換算至７５ ℃的
電阻值，而是直接根據所測絕緣電阻來判斷是否合
格，這是不符合工程操作安全規定，萬一出現問題，
后果非常嚴重，應引起高度重視．
7 結 語
水電站發電機組受浸后的短路干燥處理是一
項具有基礎性、綜合性作業工程，從事該項工作的
技術人員必須具備一定的電氣基礎，要充分掌握對
發電機的工作原理，并了解相關的電氣安全知識，
在工作中根據不同機型、容量及電壓等級等實際情
況，靈活多變，充分利用電站已有資源和設備，在最
短時間內將受浸機組干燥完畢，為電站搶水發電提
高效益，同時也為社會做出應有的貢獻．
參考文獻：
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［２］ 呂德軍．小型水電站發電機的短路干燥技術探討［Ｊ］．甘肅科
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［３］ 中華人民共和國水利電力部．ＤＬ ４０８—９１ 電業安全工作規程
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［８］ 羅云霞，虞 放．電氣一次設備維護與檢修［Ｍ］．北京：中國計
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第５ 期 朱壽軍等：發電機短路干燥技術探討 ６９

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