曾鵬飛

摘 要：針對某水電站發(fā)電機勵磁回路絕緣降低的問題，從集電環(huán)表面問題、機組旋轉(zhuǎn)摩擦程度、油槽通氣窗設(shè)計等幾方面進行了詳細的分析，總結(jié)出了水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣降低的原因，并提出了相應(yīng)的解決方法，以期有效提高機組的運行效率。

關(guān)鍵詞：水電站；水輪發(fā)電機；絕緣性能；發(fā)電機組

中圖分類號：TM312 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0136-02

水輪發(fā)電機組是該水電站中最重要的動力設(shè)備，水輪發(fā)電機組由水輪機、調(diào)速器和發(fā)電機組成。水輪機是將水流能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械旋轉(zhuǎn)能量的設(shè)備，它利用水電站的水頭和流量來做功。調(diào)速器可以調(diào)節(jié)水輪機的轉(zhuǎn)速，以保證電能的頻率質(zhì)量，實現(xiàn)水輪發(fā)電機組自動開、停、變速、加減負荷、調(diào)相、成組控制、事故停機，達到機組安全、經(jīng)濟運行的目的。然而，該水電站自投產(chǎn)發(fā)電以來，多次發(fā)生發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣降低，嚴重影響了機組的安全、穩(wěn)定運行，增加了機組的強迫停運次數(shù)，加大了設(shè)備的檢修維護強度。為了使發(fā)電機機組安全、穩(wěn)定地運行，本文對其絕緣性能的降低原因進行了深入探討。

1 機組概述

某水電站1號機組和2號機組為大機組，裝機容量都為35 MW，機組型號為SF35-24/5700。3號機組和4號機組為小機組，裝機容量都為15 MW，機組型號為SF15-16/3800。大機額定轉(zhuǎn)速為250 r/min，小機額定轉(zhuǎn)速為375 r/min，機組轉(zhuǎn)速比較快，導(dǎo)致碳粉磨損比較嚴重，該站首臺發(fā)電機組于2013-01并網(wǎng)運行。

2 現(xiàn)象及異常分析

隨著機組運行時間的推移，1號發(fā)電機（裝機35 MW）轉(zhuǎn)子絕緣狀況不佳，絕緣強度難以保證機組的正常運行。停機后，用500 V搖表測量轉(zhuǎn)子絕緣，發(fā)現(xiàn)阻值不到0.1 MΩ。維護人員發(fā)現(xiàn)發(fā)電機上機架蓋板處、碳刷支架和滑環(huán)支臂處堆滿了碳粉和油污的混合顆粒，隨即對集電環(huán)室設(shè)備進行了擦拭清理，清理干凈后測得轉(zhuǎn)子絕緣大于500 MΩ，具備投運條件，1號發(fā)電機隨即投入運行。在1號機組的正常停機過程中，發(fā)電機保護裝置SDG833出現(xiàn)“失磁一時限保護”動作，機組立即開始電氣事故停機流程，經(jīng)維護人員對機組勵磁系統(tǒng)檢查后發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子絕緣對地阻值為0 MΩ，且發(fā)電機碳刷拉桿絕緣子和滑環(huán)支臂處堆滿碳粉和油霧混合顆粒。

經(jīng)過分析，總結(jié)上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要有：①檢查1號機組發(fā)電機上下集電環(huán)表面，發(fā)現(xiàn)下集電環(huán)表面劃痕較為嚴重，表面比較粗糙，光潔度不夠，且有灼傷痕跡。碳刷沒有破損、掉邊、掉角等現(xiàn)象，磨損較為嚴重，碳粉最多。對比3號機組和4號機組，發(fā)現(xiàn)這2臺小機組的碳刷磨損較少，且小機組轉(zhuǎn)速比大機組轉(zhuǎn)速高。因碳刷都是同一批次采購，說明碳粉多不是因為碳刷材質(zhì)不滿足要求，而是因為集電環(huán)表面粗糙而增加了碳刷磨損，使得碳粉增多。②1號機組發(fā)電機轉(zhuǎn)子近2個月的上導(dǎo)X方向和Y方向擺度值在220 μm以內(nèi)，上機架水平振動X和Y振動值以及垂直方向的振動值在10 μm以內(nèi)，各值都符合機組振擺在線監(jiān)測要求，可排除由于轉(zhuǎn)子振擺過大而導(dǎo)致碳刷磨損嚴重的可能性。③下集電環(huán)處和刷握處的碳粉堆積較嚴重，且碳粉已被油霧混合，具有吸附性。機組旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生的碳粉被滑環(huán)旋轉(zhuǎn)帶動的風(fēng)力吹到碳刷支架及各部，且在此過程中混合了熱油霧，使得轉(zhuǎn)子絕緣降低?；h(huán)室內(nèi)的4個上導(dǎo)油槽通氣窗管比延長段短，熱油霧無法被擋在油槽中，導(dǎo)致大量油霧透過通氣窗進入滑環(huán)室與碳粉混合。④1號發(fā)電機上導(dǎo)油槽出現(xiàn)過甩油現(xiàn)象。當(dāng)時發(fā)現(xiàn)發(fā)電機轉(zhuǎn)子和定子處有大量油跡，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，漏油是從發(fā)電機轉(zhuǎn)子推力頭內(nèi)側(cè)與油盆對接處溢出，檢查上導(dǎo)油盆內(nèi)推力頭上部通氣孔和接合軸瓦處通油孔，發(fā)現(xiàn)均未堵塞，上導(dǎo)油盆通氣窗也未堵塞。分析甩油原因，是由于機組運行時，隨著機組大轉(zhuǎn)速運行，在轉(zhuǎn)子與油盆對接空間內(nèi)形成負壓。由于存在負壓，就要在上導(dǎo)油盆內(nèi)吸氣，以保證油盆內(nèi)氣壓平衡。在油盆通氣窗無法滿足吸氣要求時，油盆內(nèi)的汽輪機油就會被吸出，造成1號機組甩油事故（如圖1所示）。取出上導(dǎo)油盆蓋與轉(zhuǎn)子接縫處用壓板壓接密封的毛氈，以增大油盆通氣量，破壞負壓形成的真空，從而防止機組甩油現(xiàn)象的發(fā)生。但由于這種做法既增加了通氣量，又降低了上導(dǎo)油盆密封效果，油盆內(nèi)熱油霧從該縫隙中揮發(fā)到滑環(huán)室，導(dǎo)致碳粉在碳刷支架等處堆積。⑤滑環(huán)室內(nèi)的滑環(huán)和刷架處堆積碳粉較少，碳粉大部分掉落在油盆蓋上。因小機發(fā)電機機罩外有玻璃罩子蓋住（此玻璃罩子是為了發(fā)電機層美觀而做的），所以滑環(huán)室窗口上方玻璃面上有油污現(xiàn)象?？煞治龀錾蠉u油盆通氣窗設(shè)計存在缺陷，通氣窗延伸段較短，導(dǎo)致油霧從該窗口內(nèi)溢出。⑥發(fā)電機上導(dǎo)油槽內(nèi)的熱油隨轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)而翻騰，從而產(chǎn)生油霧。大量油霧從通氣窗管內(nèi)繞過擋油板的冷卻阻擋進入滑環(huán)室，且與碳粉混合后形成吸附力較強的混合物。該混合物具備一定的導(dǎo)電性能，黏附在刷架拉桿絕緣子、集電環(huán)支撐絕緣子處，使帶電部分與大地發(fā)生間接電氣聯(lián)系，造成絕緣下降。刷架、滑環(huán)支臂和支撐絕緣子處有較重的積污，致使發(fā)電機轉(zhuǎn)子對地絕緣阻值嚴重下降，為發(fā)電機的安全、穩(wěn)定運行帶來隱患。而2臺小機滑環(huán)室內(nèi)的碳粉由于沒有與油霧混合，碳粉隨滑環(huán)高速旋轉(zhuǎn)帶動的氣流吹走，碳刷架處很少堆積碳粉，因此，轉(zhuǎn)子的絕緣性能良好。

在觀察中發(fā)現(xiàn)，碳粉和油霧的混合顆粒使得滑環(huán)表面更加臟污，接觸電阻同步增大，有些還黏附在刷握里，造成碳刷卡阻。這種滑環(huán)表面嚴重臟污和碳刷卡阻現(xiàn)象，也是造成碳刷打火、滑環(huán)電化腐蝕、滑環(huán)表面凹凸不平的原因。

3 解決方法

針對1號發(fā)電機轉(zhuǎn)子的實際情況，目前暫時不能對轉(zhuǎn)子滑環(huán)表面進行拋光處理，可以考慮在原上導(dǎo)油槽通氣窗中延長通氣管路。做直徑為70 mm的彎接頭鋼管，與延伸鋼管焊接后再與通氣管焊接，并在通氣窗中焊接若干半圓形擋油板。擋油板在通氣窗內(nèi)上下錯開對稱焊接，焊接完后清理干凈焊渣，再延伸鋼管端部焊接十字對稱的抓手，用以掛接通氣窗床罩，使新做的通氣窗口正對滑環(huán)室窗口。這樣，就能使發(fā)電機在運行中產(chǎn)生的油霧通過通氣窗冷卻作用凝結(jié)成油珠，油珠再流回油槽中，防止了油霧與碳粉的混合。延長后的通氣窗窗口正對滑環(huán)室網(wǎng)格窗口，以便將沒有來得及冷卻的少量油霧經(jīng)滑環(huán)旋轉(zhuǎn)帶動的順時針風(fēng)吹出滑環(huán)室，且碳刷摩擦產(chǎn)生的碳粉也被滑環(huán)高速旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生風(fēng)力吹散，使其難以附著在碳刷拉桿絕緣子和集電環(huán)支撐絕緣子表面，從而使碳粉和油霧混合物對轉(zhuǎn)子絕緣的威脅得到有效控制。

4 結(jié)束語

綜上所述，水輪發(fā)電機能否保證水輪發(fā)電機長期、正常運行會直接影響到水電站的經(jīng)濟效益。因此，解決發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣下降的問題迫在眉睫。為了保證整個機組的正常運行，工作人員需要在原上導(dǎo)油槽通氣窗中延長通氣管路，以減少堆積在發(fā)電機機架蓋板處、碳刷支架和滑環(huán)支臂處的碳粉，為發(fā)電站提供一個安全、穩(wěn)定、可靠的運行環(huán)境，保證電力能源的順利供給，為發(fā)電站創(chuàng)造較好的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]林德生.水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣故障處理[J].云南電力技術(shù)，2011（04）.

[2]朱躍亮.水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣下降原因分析及處理[J].華電技術(shù)，2010（10）.

[3]孟利平，張秀平，賈玉峰.水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣降低原因分析及處理[J].水電站機電技術(shù)，2012（03）.

〔編輯：王霞〕endprint

摘 要：針對某水電站發(fā)電機勵磁回路絕緣降低的問題，從集電環(huán)表面問題、機組旋轉(zhuǎn)摩擦程度、油槽通氣窗設(shè)計等幾方面進行了詳細的分析，總結(jié)出了水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣降低的原因，并提出了相應(yīng)的解決方法，以期有效提高機組的運行效率。

關(guān)鍵詞：水電站；水輪發(fā)電機；絕緣性能；發(fā)電機組

中圖分類號：TM312 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0136-02

水輪發(fā)電機組是該水電站中最重要的動力設(shè)備，水輪發(fā)電機組由水輪機、調(diào)速器和發(fā)電機組成。水輪機是將水流能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械旋轉(zhuǎn)能量的設(shè)備，它利用水電站的水頭和流量來做功。調(diào)速器可以調(diào)節(jié)水輪機的轉(zhuǎn)速，以保證電能的頻率質(zhì)量，實現(xiàn)水輪發(fā)電機組自動開、停、變速、加減負荷、調(diào)相、成組控制、事故停機，達到機組安全、經(jīng)濟運行的目的。然而，該水電站自投產(chǎn)發(fā)電以來，多次發(fā)生發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣降低，嚴重影響了機組的安全、穩(wěn)定運行，增加了機組的強迫停運次數(shù)，加大了設(shè)備的檢修維護強度。為了使發(fā)電機機組安全、穩(wěn)定地運行，本文對其絕緣性能的降低原因進行了深入探討。

1 機組概述

某水電站1號機組和2號機組為大機組，裝機容量都為35 MW，機組型號為SF35-24/5700。3號機組和4號機組為小機組，裝機容量都為15 MW，機組型號為SF15-16/3800。大機額定轉(zhuǎn)速為250 r/min，小機額定轉(zhuǎn)速為375 r/min，機組轉(zhuǎn)速比較快，導(dǎo)致碳粉磨損比較嚴重，該站首臺發(fā)電機組于2013-01并網(wǎng)運行。

2 現(xiàn)象及異常分析

隨著機組運行時間的推移，1號發(fā)電機（裝機35 MW）轉(zhuǎn)子絕緣狀況不佳，絕緣強度難以保證機組的正常運行。停機后，用500 V搖表測量轉(zhuǎn)子絕緣，發(fā)現(xiàn)阻值不到0.1 MΩ。維護人員發(fā)現(xiàn)發(fā)電機上機架蓋板處、碳刷支架和滑環(huán)支臂處堆滿了碳粉和油污的混合顆粒，隨即對集電環(huán)室設(shè)備進行了擦拭清理，清理干凈后測得轉(zhuǎn)子絕緣大于500 MΩ，具備投運條件，1號發(fā)電機隨即投入運行。在1號機組的正常停機過程中，發(fā)電機保護裝置SDG833出現(xiàn)“失磁一時限保護”動作，機組立即開始電氣事故停機流程，經(jīng)維護人員對機組勵磁系統(tǒng)檢查后發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子絕緣對地阻值為0 MΩ，且發(fā)電機碳刷拉桿絕緣子和滑環(huán)支臂處堆滿碳粉和油霧混合顆粒。

經(jīng)過分析，總結(jié)上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要有：①檢查1號機組發(fā)電機上下集電環(huán)表面，發(fā)現(xiàn)下集電環(huán)表面劃痕較為嚴重，表面比較粗糙，光潔度不夠，且有灼傷痕跡。碳刷沒有破損、掉邊、掉角等現(xiàn)象，磨損較為嚴重，碳粉最多。對比3號機組和4號機組，發(fā)現(xiàn)這2臺小機組的碳刷磨損較少，且小機組轉(zhuǎn)速比大機組轉(zhuǎn)速高。因碳刷都是同一批次采購，說明碳粉多不是因為碳刷材質(zhì)不滿足要求，而是因為集電環(huán)表面粗糙而增加了碳刷磨損，使得碳粉增多。②1號機組發(fā)電機轉(zhuǎn)子近2個月的上導(dǎo)X方向和Y方向擺度值在220 μm以內(nèi)，上機架水平振動X和Y振動值以及垂直方向的振動值在10 μm以內(nèi)，各值都符合機組振擺在線監(jiān)測要求，可排除由于轉(zhuǎn)子振擺過大而導(dǎo)致碳刷磨損嚴重的可能性。③下集電環(huán)處和刷握處的碳粉堆積較嚴重，且碳粉已被油霧混合，具有吸附性。機組旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生的碳粉被滑環(huán)旋轉(zhuǎn)帶動的風(fēng)力吹到碳刷支架及各部，且在此過程中混合了熱油霧，使得轉(zhuǎn)子絕緣降低?；h(huán)室內(nèi)的4個上導(dǎo)油槽通氣窗管比延長段短，熱油霧無法被擋在油槽中，導(dǎo)致大量油霧透過通氣窗進入滑環(huán)室與碳粉混合。④1號發(fā)電機上導(dǎo)油槽出現(xiàn)過甩油現(xiàn)象。當(dāng)時發(fā)現(xiàn)發(fā)電機轉(zhuǎn)子和定子處有大量油跡，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，漏油是從發(fā)電機轉(zhuǎn)子推力頭內(nèi)側(cè)與油盆對接處溢出，檢查上導(dǎo)油盆內(nèi)推力頭上部通氣孔和接合軸瓦處通油孔，發(fā)現(xiàn)均未堵塞，上導(dǎo)油盆通氣窗也未堵塞。分析甩油原因，是由于機組運行時，隨著機組大轉(zhuǎn)速運行，在轉(zhuǎn)子與油盆對接空間內(nèi)形成負壓。由于存在負壓，就要在上導(dǎo)油盆內(nèi)吸氣，以保證油盆內(nèi)氣壓平衡。在油盆通氣窗無法滿足吸氣要求時，油盆內(nèi)的汽輪機油就會被吸出，造成1號機組甩油事故（如圖1所示）。取出上導(dǎo)油盆蓋與轉(zhuǎn)子接縫處用壓板壓接密封的毛氈，以增大油盆通氣量，破壞負壓形成的真空，從而防止機組甩油現(xiàn)象的發(fā)生。但由于這種做法既增加了通氣量，又降低了上導(dǎo)油盆密封效果，油盆內(nèi)熱油霧從該縫隙中揮發(fā)到滑環(huán)室，導(dǎo)致碳粉在碳刷支架等處堆積。⑤滑環(huán)室內(nèi)的滑環(huán)和刷架處堆積碳粉較少，碳粉大部分掉落在油盆蓋上。因小機發(fā)電機機罩外有玻璃罩子蓋?。ù瞬Ａд肿邮菫榱税l(fā)電機層美觀而做的），所以滑環(huán)室窗口上方玻璃面上有油污現(xiàn)象?？煞治龀錾蠉u油盆通氣窗設(shè)計存在缺陷，通氣窗延伸段較短，導(dǎo)致油霧從該窗口內(nèi)溢出。⑥發(fā)電機上導(dǎo)油槽內(nèi)的熱油隨轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)而翻騰，從而產(chǎn)生油霧。大量油霧從通氣窗管內(nèi)繞過擋油板的冷卻阻擋進入滑環(huán)室，且與碳粉混合后形成吸附力較強的混合物。該混合物具備一定的導(dǎo)電性能，黏附在刷架拉桿絕緣子、集電環(huán)支撐絕緣子處，使帶電部分與大地發(fā)生間接電氣聯(lián)系，造成絕緣下降。刷架、滑環(huán)支臂和支撐絕緣子處有較重的積污，致使發(fā)電機轉(zhuǎn)子對地絕緣阻值嚴重下降，為發(fā)電機的安全、穩(wěn)定運行帶來隱患。而2臺小機滑環(huán)室內(nèi)的碳粉由于沒有與油霧混合，碳粉隨滑環(huán)高速旋轉(zhuǎn)帶動的氣流吹走，碳刷架處很少堆積碳粉，因此，轉(zhuǎn)子的絕緣性能良好。

在觀察中發(fā)現(xiàn)，碳粉和油霧的混合顆粒使得滑環(huán)表面更加臟污，接觸電阻同步增大，有些還黏附在刷握里，造成碳刷卡阻。這種滑環(huán)表面嚴重臟污和碳刷卡阻現(xiàn)象，也是造成碳刷打火、滑環(huán)電化腐蝕、滑環(huán)表面凹凸不平的原因。

3 解決方法

針對1號發(fā)電機轉(zhuǎn)子的實際情況，目前暫時不能對轉(zhuǎn)子滑環(huán)表面進行拋光處理，可以考慮在原上導(dǎo)油槽通氣窗中延長通氣管路。做直徑為70 mm的彎接頭鋼管，與延伸鋼管焊接后再與通氣管焊接，并在通氣窗中焊接若干半圓形擋油板。擋油板在通氣窗內(nèi)上下錯開對稱焊接，焊接完后清理干凈焊渣，再延伸鋼管端部焊接十字對稱的抓手，用以掛接通氣窗床罩，使新做的通氣窗口正對滑環(huán)室窗口。這樣，就能使發(fā)電機在運行中產(chǎn)生的油霧通過通氣窗冷卻作用凝結(jié)成油珠，油珠再流回油槽中，防止了油霧與碳粉的混合。延長后的通氣窗窗口正對滑環(huán)室網(wǎng)格窗口，以便將沒有來得及冷卻的少量油霧經(jīng)滑環(huán)旋轉(zhuǎn)帶動的順時針風(fēng)吹出滑環(huán)室，且碳刷摩擦產(chǎn)生的碳粉也被滑環(huán)高速旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生風(fēng)力吹散，使其難以附著在碳刷拉桿絕緣子和集電環(huán)支撐絕緣子表面，從而使碳粉和油霧混合物對轉(zhuǎn)子絕緣的威脅得到有效控制。

4 結(jié)束語

綜上所述，水輪發(fā)電機能否保證水輪發(fā)電機長期、正常運行會直接影響到水電站的經(jīng)濟效益。因此，解決發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣下降的問題迫在眉睫。為了保證整個機組的正常運行，工作人員需要在原上導(dǎo)油槽通氣窗中延長通氣管路，以減少堆積在發(fā)電機機架蓋板處、碳刷支架和滑環(huán)支臂處的碳粉，為發(fā)電站提供一個安全、穩(wěn)定、可靠的運行環(huán)境，保證電力能源的順利供給，為發(fā)電站創(chuàng)造較好的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]林德生.水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣故障處理[J].云南電力技術(shù)，2011（04）.

[2]朱躍亮.水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣下降原因分析及處理[J].華電技術(shù)，2010（10）.

[3]孟利平，張秀平，賈玉峰.水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣降低原因分析及處理[J].水電站機電技術(shù)，2012（03）.

〔編輯：王霞〕endprint

摘 要：針對某水電站發(fā)電機勵磁回路絕緣降低的問題，從集電環(huán)表面問題、機組旋轉(zhuǎn)摩擦程度、油槽通氣窗設(shè)計等幾方面進行了詳細的分析，總結(jié)出了水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣降低的原因，并提出了相應(yīng)的解決方法，以期有效提高機組的運行效率。

關(guān)鍵詞：水電站；水輪發(fā)電機；絕緣性能；發(fā)電機組

中圖分類號：TM312 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0136-02

水輪發(fā)電機組是該水電站中最重要的動力設(shè)備，水輪發(fā)電機組由水輪機、調(diào)速器和發(fā)電機組成。水輪機是將水流能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械旋轉(zhuǎn)能量的設(shè)備，它利用水電站的水頭和流量來做功。調(diào)速器可以調(diào)節(jié)水輪機的轉(zhuǎn)速，以保證電能的頻率質(zhì)量，實現(xiàn)水輪發(fā)電機組自動開、停、變速、加減負荷、調(diào)相、成組控制、事故停機，達到機組安全、經(jīng)濟運行的目的。然而，該水電站自投產(chǎn)發(fā)電以來，多次發(fā)生發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣降低，嚴重影響了機組的安全、穩(wěn)定運行，增加了機組的強迫停運次數(shù)，加大了設(shè)備的檢修維護強度。為了使發(fā)電機機組安全、穩(wěn)定地運行，本文對其絕緣性能的降低原因進行了深入探討。

1 機組概述

某水電站1號機組和2號機組為大機組，裝機容量都為35 MW，機組型號為SF35-24/5700。3號機組和4號機組為小機組，裝機容量都為15 MW，機組型號為SF15-16/3800。大機額定轉(zhuǎn)速為250 r/min，小機額定轉(zhuǎn)速為375 r/min，機組轉(zhuǎn)速比較快，導(dǎo)致碳粉磨損比較嚴重，該站首臺發(fā)電機組于2013-01并網(wǎng)運行。

2 現(xiàn)象及異常分析

隨著機組運行時間的推移，1號發(fā)電機（裝機35 MW）轉(zhuǎn)子絕緣狀況不佳，絕緣強度難以保證機組的正常運行。停機后，用500 V搖表測量轉(zhuǎn)子絕緣，發(fā)現(xiàn)阻值不到0.1 MΩ。維護人員發(fā)現(xiàn)發(fā)電機上機架蓋板處、碳刷支架和滑環(huán)支臂處堆滿了碳粉和油污的混合顆粒，隨即對集電環(huán)室設(shè)備進行了擦拭清理，清理干凈后測得轉(zhuǎn)子絕緣大于500 MΩ，具備投運條件，1號發(fā)電機隨即投入運行。在1號機組的正常停機過程中，發(fā)電機保護裝置SDG833出現(xiàn)“失磁一時限保護”動作，機組立即開始電氣事故停機流程，經(jīng)維護人員對機組勵磁系統(tǒng)檢查后發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子絕緣對地阻值為0 MΩ，且發(fā)電機碳刷拉桿絕緣子和滑環(huán)支臂處堆滿碳粉和油霧混合顆粒。

經(jīng)過分析，總結(jié)上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要有：①檢查1號機組發(fā)電機上下集電環(huán)表面，發(fā)現(xiàn)下集電環(huán)表面劃痕較為嚴重，表面比較粗糙，光潔度不夠，且有灼傷痕跡。碳刷沒有破損、掉邊、掉角等現(xiàn)象，磨損較為嚴重，碳粉最多。對比3號機組和4號機組，發(fā)現(xiàn)這2臺小機組的碳刷磨損較少，且小機組轉(zhuǎn)速比大機組轉(zhuǎn)速高。因碳刷都是同一批次采購，說明碳粉多不是因為碳刷材質(zhì)不滿足要求，而是因為集電環(huán)表面粗糙而增加了碳刷磨損，使得碳粉增多。②1號機組發(fā)電機轉(zhuǎn)子近2個月的上導(dǎo)X方向和Y方向擺度值在220 μm以內(nèi)，上機架水平振動X和Y振動值以及垂直方向的振動值在10 μm以內(nèi)，各值都符合機組振擺在線監(jiān)測要求，可排除由于轉(zhuǎn)子振擺過大而導(dǎo)致碳刷磨損嚴重的可能性。③下集電環(huán)處和刷握處的碳粉堆積較嚴重，且碳粉已被油霧混合，具有吸附性。機組旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生的碳粉被滑環(huán)旋轉(zhuǎn)帶動的風(fēng)力吹到碳刷支架及各部，且在此過程中混合了熱油霧，使得轉(zhuǎn)子絕緣降低?；h(huán)室內(nèi)的4個上導(dǎo)油槽通氣窗管比延長段短，熱油霧無法被擋在油槽中，導(dǎo)致大量油霧透過通氣窗進入滑環(huán)室與碳粉混合。④1號發(fā)電機上導(dǎo)油槽出現(xiàn)過甩油現(xiàn)象。當(dāng)時發(fā)現(xiàn)發(fā)電機轉(zhuǎn)子和定子處有大量油跡，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，漏油是從發(fā)電機轉(zhuǎn)子推力頭內(nèi)側(cè)與油盆對接處溢出，檢查上導(dǎo)油盆內(nèi)推力頭上部通氣孔和接合軸瓦處通油孔，發(fā)現(xiàn)均未堵塞，上導(dǎo)油盆通氣窗也未堵塞。分析甩油原因，是由于機組運行時，隨著機組大轉(zhuǎn)速運行，在轉(zhuǎn)子與油盆對接空間內(nèi)形成負壓。由于存在負壓，就要在上導(dǎo)油盆內(nèi)吸氣，以保證油盆內(nèi)氣壓平衡。在油盆通氣窗無法滿足吸氣要求時，油盆內(nèi)的汽輪機油就會被吸出，造成1號機組甩油事故（如圖1所示）。取出上導(dǎo)油盆蓋與轉(zhuǎn)子接縫處用壓板壓接密封的毛氈，以增大油盆通氣量，破壞負壓形成的真空，從而防止機組甩油現(xiàn)象的發(fā)生。但由于這種做法既增加了通氣量，又降低了上導(dǎo)油盆密封效果，油盆內(nèi)熱油霧從該縫隙中揮發(fā)到滑環(huán)室，導(dǎo)致碳粉在碳刷支架等處堆積。⑤滑環(huán)室內(nèi)的滑環(huán)和刷架處堆積碳粉較少，碳粉大部分掉落在油盆蓋上。因小機發(fā)電機機罩外有玻璃罩子蓋?。ù瞬Ａд肿邮菫榱税l(fā)電機層美觀而做的），所以滑環(huán)室窗口上方玻璃面上有油污現(xiàn)象。可分析出上島油盆通氣窗設(shè)計存在缺陷，通氣窗延伸段較短，導(dǎo)致油霧從該窗口內(nèi)溢出。⑥發(fā)電機上導(dǎo)油槽內(nèi)的熱油隨轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)而翻騰，從而產(chǎn)生油霧。大量油霧從通氣窗管內(nèi)繞過擋油板的冷卻阻擋進入滑環(huán)室，且與碳粉混合后形成吸附力較強的混合物。該混合物具備一定的導(dǎo)電性能，黏附在刷架拉桿絕緣子、集電環(huán)支撐絕緣子處，使帶電部分與大地發(fā)生間接電氣聯(lián)系，造成絕緣下降。刷架、滑環(huán)支臂和支撐絕緣子處有較重的積污，致使發(fā)電機轉(zhuǎn)子對地絕緣阻值嚴重下降，為發(fā)電機的安全、穩(wěn)定運行帶來隱患。而2臺小機滑環(huán)室內(nèi)的碳粉由于沒有與油霧混合，碳粉隨滑環(huán)高速旋轉(zhuǎn)帶動的氣流吹走，碳刷架處很少堆積碳粉，因此，轉(zhuǎn)子的絕緣性能良好。

在觀察中發(fā)現(xiàn)，碳粉和油霧的混合顆粒使得滑環(huán)表面更加臟污，接觸電阻同步增大，有些還黏附在刷握里，造成碳刷卡阻。這種滑環(huán)表面嚴重臟污和碳刷卡阻現(xiàn)象，也是造成碳刷打火、滑環(huán)電化腐蝕、滑環(huán)表面凹凸不平的原因。

3 解決方法

針對1號發(fā)電機轉(zhuǎn)子的實際情況，目前暫時不能對轉(zhuǎn)子滑環(huán)表面進行拋光處理，可以考慮在原上導(dǎo)油槽通氣窗中延長通氣管路。做直徑為70 mm的彎接頭鋼管，與延伸鋼管焊接后再與通氣管焊接，并在通氣窗中焊接若干半圓形擋油板。擋油板在通氣窗內(nèi)上下錯開對稱焊接，焊接完后清理干凈焊渣，再延伸鋼管端部焊接十字對稱的抓手，用以掛接通氣窗床罩，使新做的通氣窗口正對滑環(huán)室窗口。這樣，就能使發(fā)電機在運行中產(chǎn)生的油霧通過通氣窗冷卻作用凝結(jié)成油珠，油珠再流回油槽中，防止了油霧與碳粉的混合。延長后的通氣窗窗口正對滑環(huán)室網(wǎng)格窗口，以便將沒有來得及冷卻的少量油霧經(jīng)滑環(huán)旋轉(zhuǎn)帶動的順時針風(fēng)吹出滑環(huán)室，且碳刷摩擦產(chǎn)生的碳粉也被滑環(huán)高速旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生風(fēng)力吹散，使其難以附著在碳刷拉桿絕緣子和集電環(huán)支撐絕緣子表面，從而使碳粉和油霧混合物對轉(zhuǎn)子絕緣的威脅得到有效控制。

4 結(jié)束語

綜上所述，水輪發(fā)電機能否保證水輪發(fā)電機長期、正常運行會直接影響到水電站的經(jīng)濟效益。因此，解決發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣下降的問題迫在眉睫。為了保證整個機組的正常運行，工作人員需要在原上導(dǎo)油槽通氣窗中延長通氣管路，以減少堆積在發(fā)電機機架蓋板處、碳刷支架和滑環(huán)支臂處的碳粉，為發(fā)電站提供一個安全、穩(wěn)定、可靠的運行環(huán)境，保證電力能源的順利供給，為發(fā)電站創(chuàng)造較好的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕endprint