初東

（本鋼板材股份有限公司發(fā)電廠，遼寧本溪 117021）

汽輪發(fā)電機(jī)組勵磁機(jī)整流器故障分析及維護(hù)措施

初東

（本鋼板材股份有限公司發(fā)電廠，遼寧本溪 117021）

針對無刷勵磁機(jī)受焦粉的影響出現(xiàn)接地短路的問題，結(jié)合通過分析設(shè)備結(jié)構(gòu)組成，提出了運(yùn)行中需要監(jiān)測調(diào)整的溫度及絕緣參數(shù)，通過采取絕緣維護(hù)及定期除塵等措施，保證無刷勵磁機(jī)的正常運(yùn)行調(diào)整及維護(hù)的方法。

無刷勵磁機(jī)；焦粉；溫度；絕緣；旋轉(zhuǎn)整流器；轉(zhuǎn)子引線

1 概述

本鋼焦化廠8#、9#焦?fàn)t產(chǎn)焦量約150萬t/年，在焦化廠區(qū)內(nèi)遍布運(yùn)輸焦煤的通廊，在運(yùn)輸及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵使廠區(qū)空氣中微小焦炭顆粒濃度高，而焦炭顆粒具有附著性及導(dǎo)電性。

在焦化廠區(qū)域內(nèi)，有一臺汽輪發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組勵磁機(jī)型號為JL—130，勵磁機(jī)整流器發(fā)生故障的頻率較高，故障程度尤其嚴(yán)重。該機(jī)組于2009年8 月15日投產(chǎn)，試運(yùn)行168 h后，機(jī)組于8月21日出現(xiàn)異常現(xiàn)象：發(fā)電機(jī)勵磁電流升高，無功負(fù)荷為6000 kVA、發(fā)電機(jī)電壓降至8500 V并波動、定子電流顯著升高、發(fā)電機(jī)處于失磁狀態(tài)、勵磁機(jī)溫度升高并有焦味，遂停機(jī)處理。

停機(jī)并分解勵磁機(jī)發(fā)現(xiàn)：勵磁機(jī)的交流發(fā)電機(jī)三相引出線與旋轉(zhuǎn)整流器連接處、旋轉(zhuǎn)整流器引出線連接處、旋轉(zhuǎn)整流器內(nèi)元件（整流二極管、電容、電阻、散熱片等）、旋轉(zhuǎn)整流器內(nèi)連接線處都附著有焦粉。焦粉使旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機(jī)與旋轉(zhuǎn)整流器連接處接地短路。

經(jīng)搶修投入運(yùn)行，再次運(yùn)行160 h，勵磁機(jī)整流器于8月31日再次出現(xiàn)相同故障。

如果不解決這個問題，機(jī)組的運(yùn)行周期較短，每運(yùn)行6天左右就必須停機(jī)一次，每次消除故障至少需要36 h。導(dǎo)致運(yùn)行及檢修人員勞動強(qiáng)度增加，運(yùn)行及維修成本增大，機(jī)組頻繁啟停將直接影響機(jī)組安全性及經(jīng)濟(jì)性。

2 無刷勵磁機(jī)的組成

無刷勵磁機(jī)為發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)，由旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機(jī)及旋轉(zhuǎn)整流器組成。

其主勵磁機(jī)與主發(fā)電機(jī)聯(lián)成同軸，為旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機(jī)，勵磁機(jī)輸出的交流電經(jīng)整流器變成直流電供給發(fā)電機(jī)勵磁。

2.1 旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機(jī)

旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)額定輸出功率為130 kW，其磁場由WLZ—1DW型勵磁調(diào)節(jié)裝置通過控制可控硅整流橋輸出電流控制，通過這種這種方式控制發(fā)電機(jī)勵磁及控制發(fā)電機(jī)端電壓。在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，交流發(fā)電機(jī)所需勵磁電流由變壓器供給，總勵磁電流是由兩組整流器并聯(lián)供給的。

2.2 旋轉(zhuǎn)整流器

旋轉(zhuǎn)整流器是無刷勵磁系統(tǒng)的核心。是一種特殊的整流裝置，由整流二極管組成三相交流橋式整流電路，它是旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機(jī)輸出的負(fù)載。另外還包括滅磁保護(hù)控制電路和直流勵磁輸出控制電路及安裝主體旋轉(zhuǎn)支架。

3 無刷勵磁機(jī)的運(yùn)行維護(hù)和整改措施

空氣中微小的焦碳顆粒由發(fā)電機(jī)的空氣冷卻系統(tǒng)的不嚴(yán)密處及發(fā)電機(jī)、勵磁機(jī)軸封處進(jìn)入發(fā)電機(jī)及勵磁機(jī)內(nèi)部。由于機(jī)組采用空氣冷卻系統(tǒng)，微小的焦炭顆粒隨空氣在循環(huán)冷卻過程中附著在空氣冷卻器換熱面上以及勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上，并附著在整流器硅管上，影響元件散熱；再加上微小焦炭顆粒具有導(dǎo)電性，在整流器絕緣薄弱處發(fā)生導(dǎo)電現(xiàn)象，誘發(fā)勵磁機(jī)整流器短路，因此，要加強(qiáng)對溫度及絕緣的監(jiān)視。

3.1 溫度

整流二極管溫度監(jiān)視：整流二極管在旋轉(zhuǎn)整流器內(nèi)部不易測溫（勵磁機(jī)兩側(cè)有擋板），用紅外線測溫儀對勵磁機(jī)進(jìn)行4點(diǎn)監(jiān)測，每點(diǎn)溫度不得超過65℃（整流二極管耐熱溫度為120℃，耐壓1800 V）。

風(fēng)溫及水溫監(jiān)視：發(fā)電機(jī)采用徑向雙流式密封循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)。勵磁機(jī)通過3個入口風(fēng)管道與3個出口風(fēng)管道冷卻降溫，冷卻效果好壞與發(fā)電機(jī)出入口溫度和循環(huán)水溫度有關(guān)。

風(fēng)溫要求：（1）發(fā)電機(jī)入口風(fēng)降低到30℃時(shí)，可適當(dāng)增加發(fā)電機(jī)視在容量，入口風(fēng)高于30℃時(shí)，不可再增加發(fā)電機(jī)容量，入口風(fēng)溫超過40℃時(shí)，適當(dāng)減少發(fā)電機(jī)視在容量，入口風(fēng)溫不得低于20℃，但空冷器以不凝結(jié)水珠為限，入口風(fēng)溫最高不得超過55℃運(yùn)行；（2）發(fā)電機(jī)出口風(fēng)溫最高不得超過75℃，出入口風(fēng)溫差不得超過30℃，東西入口風(fēng)溫差不得超過3℃，超過時(shí)，調(diào)整水溫或降低發(fā)電機(jī)視在功率至溫度允許值為止。

水溫要求：發(fā)電機(jī)空氣冷卻器在進(jìn)水溫度≤33℃時(shí)，開足水量保證冷卻后的空氣溫度≤40℃，當(dāng)進(jìn)水溫度提高到33℃以上時(shí)進(jìn)口風(fēng)溫相對提高，因此必須相應(yīng)降低發(fā)電機(jī)繞組的允許溫升。

3.2 絕緣

粉塵吸附在勵磁機(jī)元件上，影響勵磁機(jī)絕緣。每2 h測1次勵磁機(jī)絕緣，其值≥1 MΩ。

3.3 勵磁機(jī)參數(shù)監(jiān)視

按無刷勵磁機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，見表1。

4 無刷勵磁機(jī)的維護(hù)方法

4.1 旋轉(zhuǎn)整流器的維護(hù)

表1 勵磁系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)表

旋轉(zhuǎn)整流器整體浸入到絕緣漆內(nèi)，再取出后干燥。通過這種方法處理后，能夠有效地防止粉塵侵入到旋轉(zhuǎn)整流器元件內(nèi)，效果比較明顯。

旋轉(zhuǎn)整流器整體浸漆之前應(yīng)該將交流發(fā)電機(jī)三個引出線端與旋轉(zhuǎn)整流器連接處螺絲拆掉后，其螺紋部分用膠布粘好，以防影響導(dǎo)電效果。旋轉(zhuǎn)整流器內(nèi)各連接導(dǎo)線也用膠布粘好，以防止運(yùn)行后產(chǎn)生的熱量使導(dǎo)線變脆。

發(fā)電機(jī)停機(jī)后將盤車轉(zhuǎn)起來，用汽油對旋轉(zhuǎn)整流器進(jìn)行噴灑后，將灰塵清理干凈，再自然干燥。在此工作期間注意防火。

4.2 轉(zhuǎn)子引線的維護(hù)

發(fā)電機(jī)停機(jī)后對引線接頭處用汽油清理干凈，用絕緣漆刷好干燥后，用絹布帶包好。用這種方法處理好后能防止灰塵粘附，對絕緣有利。

4.3 勵磁機(jī)防塵

定期對勵磁機(jī)進(jìn)行吹灰，防止灰塵積淀。

勵磁機(jī)出入口風(fēng)管道在發(fā)電機(jī)停機(jī)后用大功率風(fēng)筒吹凈后再用抹布擦干凈。

空冷室保持清潔干凈。零米小間地面與循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)相連，地面要保持清潔，門要關(guān)好四周要有密封條，防止灰塵進(jìn)入。

5 結(jié)論

焦粉的導(dǎo)電性及其附著性對無刷勵磁機(jī)安全運(yùn)行是不利的，易使旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機(jī)與旋轉(zhuǎn)整流器連接處接地短路，必須加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整并采取正確的維護(hù)措施以克服焦粉影響。

[1]孟鐵錟.電氣運(yùn)行[M].北京：水利電力出版社，1995.

Analysis of Malfunctions of Exciter Rectifier for Steam Turbine Generator and Maintenance Measures

CHU Dong
（The Power Plant of Benxi Steel Plate&Sheet Co.,Ltd.,Benxi,Liaoning 117021,China）

Affected by fine coke,the brushless exciter suffered the problem of grounding short circuit.Through analysis of the equipment structure and configuration,temperature and insulation parameters requiring monitoring and regulation during operation were put forward; and through taking measures such as insulation maintenance and regular dust removal,normal operative regulation and maintenance of the brushless exciter were ensured.

brushless exciter;fine coke;temperature;insulation;rotating rectifier;rotor lead

TM53

B

1006-6764(2015)06-0010-02

2015－02－27

初東（1974－），女，畢業(yè)于電氣自動化專業(yè)，本科學(xué)歷，理學(xué)學(xué)士學(xué)位，電氣自動化工程師，現(xiàn)從事電廠電氣系統(tǒng)監(jiān)控工作。