周慶彪

摘 要 通過(guò)對(duì)勵(lì)磁機(jī)制造工藝、結(jié)構(gòu)以及材料等方面的分析，確定各種常見(jiàn)的故障發(fā)生的原因，并以9E燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組勵(lì)磁機(jī)為例，研究各種故障的處理方法，爭(zhēng)取進(jìn)一步提高勵(lì)磁機(jī)的運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性，消除運(yùn)行隱患，保證機(jī)組運(yùn)行的安全性，滿足電廠生產(chǎn)基本要求。

關(guān)鍵詞 9E燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組;勵(lì)磁機(jī);故障處理

勵(lì)磁機(jī)是傳導(dǎo)勵(lì)磁電壓電流給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的重要設(shè)備，如果其在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生故障，將會(huì)對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，導(dǎo)致機(jī)組異常。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，分析9E燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組勵(lì)磁機(jī)故障表現(xiàn)特征，確認(rèn)造成故障發(fā)生的因素，并提出針對(duì)性措施處理，確保勵(lì)磁機(jī)可以在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常狀態(tài)，滿足生產(chǎn)需求。

1燃機(jī)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)故障

1.1 勵(lì)磁機(jī)作業(yè)原理

所應(yīng)用的KATO公司生產(chǎn)的勵(lì)磁機(jī)，其為交流無(wú)刷勵(lì)磁，是十二極轉(zhuǎn)樞式交流發(fā)電機(jī)，共分為定子直流磁力繞組、旋轉(zhuǎn)整流橋以及三相轉(zhuǎn)子繞組三部分。設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器來(lái)輸出直流電，并輸入到勵(lì)磁機(jī)定子形成磁場(chǎng)，勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)磁場(chǎng)做高速旋切割動(dòng)作產(chǎn)生交流電，最后經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)二極管整流注入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈勵(lì)磁。

1.2 故障表現(xiàn)

以某電廠為例，所應(yīng)用的燃機(jī)發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)投入勵(lì)磁后，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)端電壓無(wú)法成功建立，且勵(lì)磁調(diào)節(jié)器報(bào)“整流器故障”和“轉(zhuǎn)子接地故障”。檢修技術(shù)人員對(duì)勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了全面檢查，將冷卻分管拆除，并抽出勵(lì)磁機(jī)定子，確定故障存在于勵(lì)磁機(jī)電樞繞組接近鐵芯端的位置。初步檢查后發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組接近整流環(huán)位置有部分被燒黑，鐵芯以及繞組存在燒傷，并且鐵芯部分出現(xiàn)擊穿后的坑洞，繞組對(duì)鐵芯存在放電現(xiàn)象[1]。為進(jìn)一步確認(rèn)故障原因，技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)勵(lì)磁機(jī)電樞進(jìn)行了加熱處理，拔出電樞觀察發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)軸上存在粉末，是由勵(lì)磁線棒預(yù)留孔冒出。詳細(xì)檢查后可確認(rèn)預(yù)留孔粉末是因?yàn)閯?lì)磁機(jī)連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的D形線棒表面的絕緣材質(zhì)損壞。

1.3 故障分析

為滿足電網(wǎng)調(diào)峰需求，9E機(jī)組必須要保持每天兩班制的方式運(yùn)行。機(jī)組運(yùn)行需要轉(zhuǎn)子始終保持高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，在離心作用力的影響下D形線棒便會(huì)緊貼與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的接觸面，但是線棒絕緣層和轉(zhuǎn)軸兩者之間并沒(méi)有產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，正常運(yùn)行時(shí)并不會(huì)對(duì)線棒表面的絕緣材料造成磨損。夜間盤(pán)車的運(yùn)行，因?yàn)楸P(pán)車轉(zhuǎn)速比較低，離心力較小無(wú)法保證D形線棒與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的接觸面保持貼緊狀態(tài)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到高位狀態(tài)后，在自身重力的影響下就會(huì)與上部的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生間隙，加速線棒表面絕緣層材料的損壞而產(chǎn)生粉末。磨損掉落的絕緣層粉末，將會(huì)逐漸進(jìn)入到勵(lì)磁機(jī)繞組漆包線的縫隙內(nèi)[2]。9E機(jī)組需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，再加上檢修養(yǎng)護(hù)不到位，繞組漆包線絕緣老化加重，會(huì)造成絕緣層表面破裂，粉末等雜質(zhì)就會(huì)吸附在其表面上。在這種情況下，一旦粉末受潮直接黏附，很容易就會(huì)造成繞組匝間短路故障，影響機(jī)組勵(lì)磁機(jī)的正常運(yùn)行。

1.4 故障排除

如果出現(xiàn)上述故障問(wèn)題，想要在最短時(shí)間內(nèi)排除故障，必須要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行綜合分析判斷，一般情況下在不具備維修條件時(shí)，需要將勵(lì)磁機(jī)返廠維修。正常情況下的故障排除主要包括以下幾個(gè)步驟：①對(duì)勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行加熱處理，且將其從轉(zhuǎn)軸上拔出;②檢修前對(duì)勵(lì)磁機(jī)進(jìn)行平衡測(cè)試;③隔離勵(lì)磁機(jī)電樞套組和整流盤(pán)，并將勵(lì)磁機(jī)電樞繞組的兩側(cè)無(wú)緯帶以及電樞繞組全部拆除;④全面清洗槽內(nèi)殘留的絕緣粉末及各種雜質(zhì)。⑤對(duì)損壞的硅鋼片以及表面絕緣層進(jìn)行修復(fù);⑥基于勵(lì)磁機(jī)容量大小來(lái)進(jìn)行修復(fù)處理，一般可選擇H級(jí)絕緣高強(qiáng)度漆包線做繞線處理，并搭配只用H級(jí)絕緣材料;⑦應(yīng)用無(wú)緯帶來(lái)纏繞勵(lì)磁機(jī)端部;⑧對(duì)勵(lì)磁機(jī)整體做真空浸漆處理，且要置于烤箱內(nèi)烘烤;⑨對(duì)電樞繞組單相直流電阻進(jìn)行測(cè)試，并完成絕緣試驗(yàn)與交流耐壓試驗(yàn)，并對(duì)發(fā)電機(jī)表面均勻噴涂防護(hù)漆;⑩裝配勵(lì)磁機(jī)電樞繞組和整流盤(pán)，再次做平衡測(cè)試，確認(rèn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否與修復(fù)前設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)一致。確認(rèn)無(wú)誤后對(duì)勵(lì)磁機(jī)加熱套入轉(zhuǎn)子固定完成本次故障處理。

2汽機(jī)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)故障分析

2.1 故障表現(xiàn)

某廠WBF8-5G發(fā)電機(jī)做勵(lì)磁機(jī)端部探孔檢查，發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁機(jī)電樞繞組端部與連接環(huán)接頭相連的3個(gè)并頭套產(chǎn)生了移位，最大移位距離在5mm，應(yīng)用于防護(hù)固定的綁扎繩已經(jīng)被拉斷。繼續(xù)對(duì)勵(lì)磁機(jī)電樞三相直流電阻進(jìn)行了測(cè)量，確認(rèn)直流電阻平衡。在對(duì)勵(lì)磁機(jī)故障進(jìn)行分析時(shí)，首先要確定勵(lì)磁機(jī)的工作原理，其為交流無(wú)刷勵(lì)磁，共分為定子直流勵(lì)磁繞組、三相轉(zhuǎn)子繞組以及旋轉(zhuǎn)整流橋三部分。三相轉(zhuǎn)子繞組對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行高速切割，通過(guò)并頭套與不同的向連接環(huán)進(jìn)行連接，連接環(huán)與整流盤(pán)相連進(jìn)行整流。該勵(lì)磁機(jī)故障的并頭套連接勵(lì)磁機(jī)電樞套組與連接環(huán)接頭，具有電路導(dǎo)通的效果，采用的是優(yōu)質(zhì)銅制作。

2.2 故障分析

首先考慮是連接環(huán)與并頭套自身的強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，因?yàn)樗鶓?yīng)用的優(yōu)質(zhì)銅制作，硬度比較低。當(dāng)設(shè)備進(jìn)入到高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，設(shè)備會(huì)有較大電流通過(guò)，促使銅材發(fā)熱變軟，再加上離心力影響，對(duì)連接環(huán)接頭產(chǎn)生了徑向向外的作用力。再次運(yùn)行模式下，并頭套重復(fù)動(dòng)作最終就會(huì)拉扯變形。另外，所應(yīng)用的錫焊工藝強(qiáng)度比較低，并頭套在不斷的拉扯變形下最終會(huì)造成錫焊脫落，并頭套與連接件之間的接觸電阻增大，在導(dǎo)通大電流的影響下會(huì)發(fā)生更大程度的發(fā)熱，惡性循環(huán)造成錫焊脫落加快。

2.3 故障處理

故障的勵(lì)磁機(jī)需要返廠進(jìn)行維修，包括以下幾個(gè)步驟：①拔出磁力計(jì)電樞繞組與整流盤(pán)，且將兩部分脫離，并對(duì)勵(lì)磁機(jī)電樞直流電阻進(jìn)行測(cè)量。②將電樞繞組兩端無(wú)緯帶拆除;③對(duì)并頭套進(jìn)行加熱然后拆除，以及要清理勵(lì)磁機(jī)端部電樞繞組，將脫落的錫塊全部清除干凈;④拆除連接環(huán)然后安裝新的連接環(huán)，對(duì)勵(lì)磁機(jī)電樞繞組和連接環(huán)接頭安裝并頭套，以及對(duì)勵(lì)磁機(jī)電樞繞組跨接部位安裝并頭套。選擇銀銅焊的方式處理并頭套與連接環(huán)接頭連接，確保具有較大硬度。而并頭套與勵(lì)磁機(jī)電樞繞組連接處以及電樞繞組間跨接并頭套，需要采用錫焊方式處理。

3結(jié)束語(yǔ)

9E燃?xì)廨啓C(jī)在電廠生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛，為滿足地區(qū)電網(wǎng)實(shí)際需求，多是作為調(diào)峰機(jī)組使用。加強(qiáng)對(duì)勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行故障的分析，根據(jù)故障表現(xiàn)確定發(fā)生原因，然后積極采取有效措施解決處理，促使機(jī)組可以盡快恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，以免產(chǎn)生更大損失。

參考文獻(xiàn)

[1] 張學(xué)霖.9E燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組勵(lì)磁機(jī)故障分析及處理[J].發(fā)電設(shè)備，2019，33（1）：65-68.

[2] 周文龍.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析與處理探究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016（9）：129-130.