水轮发电机励磁回路绝缘下降及技术改进
水轮发电机励磁回路绝缘下降及技术改进
0 引言
水轮发电机在运行中由于碳粉和油雾的混合物附着在刷架拉杆绝缘子、集电环支臂及支撑绝缘
子处,使带电部分与大地发生间接电气联系,造成绝缘下降,影响发电机安全稳定运行;经分析后,
提出延长上导油槽通气窗管路的做法,让油雾经转子旋转产生的风力带出滑环室,从而有效分离
了油雾和碳粉的混合,在后期发电机运行中转子绝缘有了显着改善,且机罩内油污不再出现,减少
了维护量.
1 机组概述
新疆伊犁库什塔依水电站 4台水轮发电机采用福建南电股份公司生产的立式悬吊型水轮发电机
组,1 号机组和 2号机组为大机组,装机容量分别为 35 MW,机组型号为 SF35-24/5700,3 号机组和 4
号机组为小机组,装机容量分别为 15 MW,机组型号为 SF15-16/3800,大机额定转速为 250 r/min,
小机额定转速为 375 r/min,机组转速比较大导致碳粉磨损比较严重,该站首台发电机组于 2013 年
1月并网运行.
2 现象及异常分析
随着机组运行时间推移,1 号发电机 (装机 35 MW)转子绝缘状况不佳,绝缘强度难以保证机组正
常运行.停机后用 500 V 摇表测量转子绝缘,发现阻值不到 0.1 MΩ.维护人员发现发电机上机架盖
板处、碳刷支架及滑环支臂处堆满了碳粉和油污的混合颗粒,随即对集电环室设备进行擦拭清
理,清理干净后测得转子绝缘大于 500 MΩ,具备投运条件,1 号发电机随即投入运行.在1号机组正
常停机过程中,发电机保护装置 SDG833 发出"失磁一时限保护"动作,机组立即开始电气事故停机
流程,经维护人员对机组励磁系统检查后发现转子绝缘对地阻值为 0 MΩ,且发电机碳刷拉杆绝缘
子及滑环支臂处堆满碳粉和油雾混合颗粒.针对此现象分析原因如下.
a) 检查 1号机组发电机上下集电环表面,发现下集电环表面划痕较为严重,表面比较粗糙,光洁度
不够,且有灼伤痕迹.碳刷没有破损、掉边、掉角等现象,磨损较为严重,碳粉最多.对比 3号机组及
4号机组,发现这 2台小机组的碳刷磨损较少,且小机组转速比大机组转速高,因碳刷都是同一批
次采购,说明碳粉多不是因为碳刷材质不满足要求,而是因为集电环表面粗糙而增加了碳刷磨损,
使得碳粉最多;
b) 1 号机组发电机转子近2个月的上导 X方向及Y方向摆度值在 220 μm 以内,上机架水平振动
X及Y振动值和垂直方向振动值在 10 μm 以内,各值都符合机组振摆在线监测要求,可排除由于
转子振摆过大而导致碳刷磨损严重的可能性;
c) 下集电环处及刷握处的碳粉堆积较严重,且碳粉已被油雾混合,具有吸附性.由于机组旋转摩擦
产生的碳粉被滑环旋转带动的风力吹到碳刷支架及各部,且在此过程中混合了热油雾,使得转子
绝缘降低;滑环室内的 4个上导油槽通气窗管较延长段较短,热油雾无法被档在油槽中,导致大量
油雾透过通气窗进入滑环室与碳粉混合;
d) 1 号发电机上导油槽出现过甩油现象.当时发现发电机转子及定子处有大量油迹,经检查发现
漏油是从发电机转子推力头内侧与油盆对接处溢出,检查上导油盆内推力头上部通气孔及接合轴
瓦处通油孔均未堵塞,上导油盆通气窗也未堵塞.分析甩油原因是由于机组运行时,随着机组大转
速运行,在转子与油盆对接空间内形成负压,由于负压存在,就要在上导油盆内吸气以满足油盆内
气压平衡.在油盆通气窗无法满足吸气要求时,油盆内汽轮机油就被吸出,造成 1 号机组甩油事故
(见图 1).通过采取取出上导油盆盖与转子接缝处用压板压接密封毛毡,以便增大油盆通气量,破坏
负压形成的真空,从而防止了机组甩油现象发生.但是由于这样的做法增加通气量的同时也导致
了上导油盆密封效果变差,油盆内热油雾从该缝隙中挥发到滑环室,这也就导致了碳粉在碳刷支
架等处堆积;
e) 对比分析出 2台大机的上导油槽通气窗口在滑环室内部,2 台小机的上导油槽通气窗口在滑环
室外部,滑环室内的滑环及刷架处堆积碳粉较少,碳粉大部分掉落在油盆盖上.因小机发电机机罩
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水轮发电机励磁回路绝缘下降及技术改进0引言水轮发电机在运行中由于碳粉和油雾的混合物附着在刷架拉杆绝缘子、集电环支臂及支撑绝缘子处,使带电部分与大地发生间接电气联系,造成绝缘下降,影响发电机安全稳定运行;经分析后,提出延长上导油槽通气窗管路的做法,让油雾经转子旋转产生的风力带出滑环室,从而有效分离了油雾和碳粉的混合,在后期发电机运行中转子绝缘有了显着改善,且机罩内油污不再出现,减少了维护量.1机组概述新疆伊犁库什塔依水电站4台水轮发电机采用福建南电股份公司生产的立式悬吊型水轮发电机组,1号机组和2号机组为大机组,装机容量分别为35MW,机组型号为SF35-24/5700,3号机组和4号机组为小机...
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作者：闻远设计
分类：土木建筑化工水利
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时间：2024-05-14
