摘 要：文章詳細(xì)介紹了某沿海發(fā)電公司1000MW發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁母線的絕緣構(gòu)成，認(rèn)真分析了絕緣低原因，并長期跟蹤該問題，不斷采取對策，達(dá)到了運(yùn)行規(guī)程低限要求。為保證發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全，進(jìn)一步提出了解決問題的完善措施。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；直流勵(lì)磁母線；絕緣；對策

引言

廣東大唐國際潮州發(fā)電公司地處廣東沿海地區(qū)，長期高溫高濕高鹽污環(huán)境，3、4號(hào)機(jī)組的1000MW發(fā)電機(jī)為哈電機(jī)公司（HEC）生產(chǎn)的QFSN-1000/2三相同步汽輪發(fā)電機(jī)，采用自并勵(lì)勵(lì)磁方式。其中勵(lì)磁變由三臺(tái)海南金盤公司生產(chǎn)的單相干式變壓器連接成Y，d11接線形式，型號(hào)為ZDCB9-3700/15.6；額定電壓為27kV/1200V；額定電流為237.4/3083.3；勵(lì)磁系統(tǒng)采用GE公司EX2100系列。主要由包括4面晶閘管整流柜、1面勵(lì)磁自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)柜、1面交流進(jìn)線柜、1面直流出線柜組成。額定勵(lì)磁電壓為563V，額定勵(lì)磁電流為5360A；勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)頂值電壓為1407.5V；頂值電壓時(shí)的勵(lì)磁電流為10720A；強(qiáng)勵(lì)允許時(shí)間為10S。此兩臺(tái)機(jī)組自投產(chǎn)以來，長期存在勵(lì)磁母線絕緣低問題。

1 直流勵(lì)磁回路及其絕緣構(gòu)成

潮州發(fā)電公司四臺(tái)機(jī)組發(fā)電機(jī)勵(lì)磁型式為自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁母線回路構(gòu)成主要有：勵(lì)磁整流柜，直流勵(lì)磁共相母線，發(fā)電機(jī)刷架及碳刷，轉(zhuǎn)子集電環(huán)及轉(zhuǎn)子繞組等。

其中勵(lì)磁盤柜為美國GE公司的EX2100。盤柜經(jīng)整流后匯流到直流母線柜，其由紅色電膠木塊做絕緣支撐；配套的勵(lì)磁直流母線為北京電力設(shè)備總廠BGFM-1/6000-Z型的共箱母線，側(cè)面設(shè)有通風(fēng)孔，內(nèi)部使用的支撐絕緣件為環(huán)氧樹脂絕緣板。發(fā)電機(jī)刷架為哈電配套廠生產(chǎn)，其由黃色的環(huán)氧樹脂板作為絕緣支撐；轉(zhuǎn)子集電環(huán)及轉(zhuǎn)子繞組絕緣也由黃色的環(huán)氧樹脂板作為絕緣支撐。

2 絕緣低原因分析

2.1 絕緣低現(xiàn)象

因潮電公司地處南海之濱，高鹽霧高溫高濕度區(qū)域，直流勵(lì)磁母線的絕緣件（主要由電膠木、環(huán)氧樹脂板等構(gòu)成）容易受潮，特別是停機(jī)后，嚴(yán)重時(shí)勵(lì)磁母線絕緣僅為10kΩ，遠(yuǎn)低于DL/T1164-2012 《汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行導(dǎo)則》（不小于500kΩ）要求，嚴(yán)重影響機(jī)組啟動(dòng)。同時(shí)運(yùn)行中，甚至發(fā)生過在南方“回南天”高濕天氣下，直流勵(lì)磁母線絕緣迅速下降，觸發(fā)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地報(bào)警（30kΩ）。

同時(shí)根據(jù)哈電發(fā)電機(jī)說明書規(guī)定：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的絕緣電阻值低于500kΩ運(yùn)行時(shí)，須經(jīng)發(fā)電廠的總工程師批準(zhǔn)才允許。若絕緣電阻值持續(xù)降至15kΩ時(shí)，必須在一小時(shí)內(nèi)將備用勵(lì)磁切換投入，并檢查確定絕緣電阻降低的部位，同時(shí)應(yīng)對集電環(huán)電刷裝置進(jìn)行清理和干燥。如果投入備用勵(lì)磁之后絕緣電阻值不見回升，且清理干燥措施均無效果，應(yīng)盡快停機(jī)檢修，如絕緣電阻值繼續(xù)降至10kΩ須報(bào)警，降至4kΩ立刻停機(jī)。

發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁母線絕緣低現(xiàn)象給設(shè)備管理部門及總工程師壓力非常大，必須盡快采取有效措施進(jìn)行治理。

2.2 原因分析

直流勵(lì)磁母線絕緣低的因素主要如下：

（1）直流勵(lì)磁母線的環(huán)氧絕緣支撐板吸潮、結(jié)露造成絕緣降低，環(huán)氧板憎水性差；（2）直流勵(lì)磁母線Z-2段即穿墻入勵(lì)磁小間部位吸潮、結(jié)露造成絕緣降低；（3）發(fā)電機(jī)集電環(huán)刷架底部的勵(lì)磁直流母線及絕緣支撐件均為環(huán)氧絕緣件，吸潮后造成絕緣降低；（4）檢修管理不到位。沒有堅(jiān)持逢停必掃原則，定期清理碳刷室的碳粉油污和母線粉塵；（5）運(yùn)行管理不到位。勵(lì)磁盤柜所處的小間空調(diào)運(yùn)行沒有及時(shí)調(diào)整控制。

3 對策

3.1 絕緣技術(shù)改造

（1）將原勵(lì)磁母線絕緣支撐板環(huán)氧樹脂材質(zhì)絕緣支撐板，改造為白色的DMC材質(zhì)絕緣支撐板。憎水遷移性強(qiáng)、自凈耐電痕性能好；絕緣程度高；理化性能穩(wěn)定；增長爬電比距20%-40%。同時(shí)在每塊DMC板下面加裝電壓220V功率100W的鋁合金加熱板，并在母線各個(gè)轉(zhuǎn)角處加裝熱風(fēng)機(jī)接口，以備必要時(shí)投運(yùn)熱風(fēng)，提高DMC板的局部溫度，借以提高絕緣；（2）向臺(tái)灣安達(dá)康公司定制全絕緣澆注的直流勵(lì)磁母線分段，用以更換勵(lì)磁小間側(cè)面穿墻段母線Z-2段（正負(fù)極分開，接口采用螺栓連接），并做好防水封閉工作。徹底隔絕了勵(lì)磁盤柜小間穿墻處室內(nèi)與室外的空氣流通，杜絕了結(jié)露的發(fā)生；（3）向江蘇南信配件廠定制整套的新碳刷架環(huán)氧樹脂板，型號(hào)升級(jí)為3248，并對環(huán)氧樹脂板切割邊緣進(jìn)行了烘烤后再VPI浸漆，提高環(huán)氧樹脂板的防水、防油能力，從而提高絕緣；（4）針對11號(hào)小軸瓦經(jīng)常滲油現(xiàn)象，且容易被集電環(huán)風(fēng)扇吸入潤滑油，污染刷架的環(huán)氧板，在軸瓦基座焊接一圈接油槽，放置滲漏盤，并及時(shí)清理；（5）在勵(lì)磁盤柜小間增加兩臺(tái)除濕機(jī)，以備在回南天時(shí)除濕；（6）在勵(lì)磁小間內(nèi)安裝一個(gè)臨時(shí)電源箱，方便柜內(nèi)增加烤燈、熱風(fēng)機(jī)，勵(lì)磁盤柜小間內(nèi)長期備置一臺(tái)熱風(fēng)機(jī)。

3.2 維護(hù)定修管理

（1）每次發(fā)電機(jī)停機(jī)檢修時(shí)都應(yīng)對碳刷及刷握進(jìn)行檢查；（2）清理碳刷室油污、碳刷粉及積灰，堅(jiān)持逢停必掃。

3.3 運(yùn)行管理

（1）每次停機(jī)后，將直流勵(lì)磁母線的伴熱帶和新加的直流母線DMC板底部的加熱板一起投入運(yùn)行，待機(jī)組加勵(lì)磁后再退出；（2）檢查勵(lì)磁小間空調(diào)運(yùn)行良好，停機(jī)期間應(yīng)運(yùn)行在除濕模式，控制環(huán)境溫度不超過26℃，濕度不超過55%；（3）極端天氣下，將除濕機(jī)投入運(yùn)行，加強(qiáng)濕度管理。

4 下一步措施

在全面采取以上措施后，一年來3、4號(hào)發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁母線絕緣值已經(jīng)可以達(dá)到預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程500kΩ的低限要求，但需要采取進(jìn)一步措施提高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直流勵(lì)磁母線絕緣。建議措施如下：

（1）在勵(lì)磁母線箱內(nèi)的DMC絕緣支撐板表面進(jìn)行RTV涂料噴涂，增強(qiáng)憎水性，提高防潮能力；（2）汽機(jī)房母線外殼封閉或通風(fēng)孔加裝空調(diào)用濾網(wǎng)，潔凈母線，減少粉塵；（3）將勵(lì)磁盤柜上的勵(lì)磁母線絕緣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)通過加裝模塊上傳至DCS，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測絕緣與溫濕度發(fā)展變化關(guān)系及絕緣支撐裂化關(guān)系，以采取更好的運(yùn)行控制措施。

5 結(jié)束語

通過采取不斷的有效針對措施后，3、4號(hào)發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁母線絕緣低現(xiàn)象將得到徹底處理，發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定性能得到了進(jìn)一步提高，達(dá)到了本次改造目的?？晒┩愋痛笮桶l(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁母線絕緣低治理提供參考范例。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：廖方華（1982-），男，江西省萬安人，電氣工程師，長期從事電氣一次設(shè)備管理。