TBM-160-2發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣低原因分析與處理

王維

（大唐洛陽熱電廠, 河南 洛陽 471039）

0 引言

某廠2號(hào)發(fā)電機(jī)是俄羅斯新西伯利亞重型電機(jī)廠制造，型號(hào)為：ТВМ－160－2，額定容量為165MW，勵(lì)磁電壓為170V，電流為3700A，，轉(zhuǎn)子用蒸餾水冷卻，1999年12月投產(chǎn)，2010年4月轉(zhuǎn)子絕緣逐步很低，最低為1.51kΩ（標(biāo)準(zhǔn)≥16kΩ），嚴(yán)重威脅機(jī)組安全。

1 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣低的現(xiàn)象及分析

該發(fā)電機(jī)自2010年5月轉(zhuǎn)子絕緣一直在6～22kΩ間變化徘徊，11月6日發(fā)出“轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地”信號(hào)報(bào)警，2011年5月7日轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地信號(hào)出現(xiàn)三次，轉(zhuǎn)子絕緣為4KΩ，轉(zhuǎn)子電流3130A，7月27日絕緣2.1-2.2KΩ，為防跳機(jī)投入兩點(diǎn)接地保護(hù)壓板……，如此低的絕緣相當(dāng)于轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地，按規(guī)定僅能短時(shí)運(yùn)行，再出現(xiàn)一個(gè)故障點(diǎn)即為兩點(diǎn)接地，機(jī)組隨時(shí)發(fā)生跳機(jī)危險(xiǎn)，轉(zhuǎn)子燒，機(jī)組振，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)造成嚴(yán)重的損失。

2號(hào)發(fā)電機(jī)運(yùn)行正直迎峰度夏，調(diào)度不讓非計(jì)劃停運(yùn)檢修處理，措施一是控制轉(zhuǎn)子水質(zhì)，當(dāng)轉(zhuǎn)子水pH 值≥8.5、導(dǎo)電度≥2μs/cm 時(shí)，開除鹽水補(bǔ)水門，關(guān)小凝結(jié)水補(bǔ)水門；二是降低轉(zhuǎn)子電壓，盡量使其少帶無功；三是發(fā)電機(jī)勵(lì)側(cè)排污管法蘭拆開，增加通風(fēng)降低轉(zhuǎn)子濕度；四是保持發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流在3000A 以上，穩(wěn)定轉(zhuǎn)子的發(fā)熱量保轉(zhuǎn)子的干燥度。

維持機(jī)組運(yùn)行同時(shí)，做好 2號(hào)發(fā)電機(jī)停下來快修的準(zhǔn)備，研究轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子進(jìn)出水均在同一側(cè)，而國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)均采用轉(zhuǎn)子勵(lì)側(cè)進(jìn)水，汽側(cè)出水，走訪并咨詢國(guó)內(nèi)發(fā)電機(jī)廠家，多次派人到相關(guān)單位學(xué)習(xí)和探討，廠里多次召開專項(xiàng)分析會(huì)，編寫方案和制作專用工具。

2號(hào)發(fā)電機(jī)在2010年4月份因臨檢停運(yùn)盤車狀態(tài)下，從正負(fù)極滑環(huán)中間的風(fēng)扇處滲水可判斷出滑環(huán)下引出線密封可能老化，因轉(zhuǎn)子水系統(tǒng)非常復(fù)雜，見圖一，其供水管路是由兩個(gè)套筒實(shí)現(xiàn)的，旋轉(zhuǎn)管固定在轉(zhuǎn)子中心孔，不旋轉(zhuǎn)管固定在供回水箱上，不旋轉(zhuǎn)管靠近轉(zhuǎn)子端套有氟塑料圓管和旋轉(zhuǎn)管直徑間隔0.6mm，不旋轉(zhuǎn)管與旋轉(zhuǎn)管配合要求同心，偏差不大于0.5mm，轉(zhuǎn)子內(nèi)部供水、回水采用同心不同直徑的兩根管子在轉(zhuǎn)子中心孔內(nèi)固定，管子的一端用螺帽與接頭連接，而另一端插在徑向孔中，密封環(huán)用螺帽壓在絕緣套管之間，供水由內(nèi)管提供，回水由內(nèi)管與外管間隙提供，供水與轉(zhuǎn)子線圈的連接是由轉(zhuǎn)子供水管經(jīng)轉(zhuǎn)子勵(lì)側(cè)導(dǎo)水分管與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子每組線圈分別連接，回水由各繞組在勵(lì)側(cè)護(hù)環(huán)下經(jīng)導(dǎo)水分管分別回至轉(zhuǎn)子中心孔大管與小管之間流至回水槽，若密封環(huán)老化，必造成管路漏水，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子絕緣降低。下圖為轉(zhuǎn)子進(jìn)出水裝置、引出線及滑環(huán)磨損圖片

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣低還有一個(gè)隱患點(diǎn)可能在集電環(huán)處，主要是集電環(huán)積碳粉導(dǎo)致，滑環(huán)是從固定位置到旋轉(zhuǎn)位置傳輸電流的重要裝置，轉(zhuǎn)子線圈引出線接至滑環(huán)處，由于勵(lì)磁電流大，導(dǎo)電螺栓或滑環(huán)內(nèi)層可能局部發(fā)熱嚴(yán)重，絕緣受損是必然，加之風(fēng)扇處滲水，滑環(huán)受污受潮，更加速絕緣損傷程度，影響發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組絕緣性能。

2 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣低的處理

2.1 在2011年9月2號(hào)發(fā)電機(jī)組計(jì)劃停機(jī)檢修，待汽輪機(jī)缸溫滿足停盤車條件，組織拆除刷架、集水槽、端蓋等工作，發(fā)電機(jī)解體抽轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子整體吹灰清掃，檢查外部無異常。

2.2 按照拉風(fēng)扇方案，所有部件做好軸向徑向的相對(duì)位置記錄記號(hào)，避免影響轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，裝架好拉風(fēng)扇專用工具，火焊加熱，溫度控制200度內(nèi)，拉掉里外兩個(gè)風(fēng)扇，拆開滑環(huán)引線蓋板及連接，測(cè)量正極滑環(huán)絕緣基本為零，負(fù)極滑環(huán)絕緣在 200MΩ正常，同時(shí)發(fā)現(xiàn)有一連接螺栓外沒有絕緣護(hù)套，并經(jīng)風(fēng)扇與轉(zhuǎn)子接地而打毛的痕跡，該連接螺栓下部“O”型密封圈松動(dòng)并老化而導(dǎo)致的風(fēng)扇處漏水，更換密封圈。裝架好拉正極滑環(huán)專用工具，火焊加熱，溫度同上控制，滑環(huán)拔掉后，發(fā)現(xiàn)滑環(huán)內(nèi)的絕緣嚴(yán)重碳化，見圖三，經(jīng)過打磨酒精擦洗，包扎云母帶，采用半疊繞方式，層間刷環(huán)氧樹脂膠，并修理平整，用熱風(fēng)槍加熱烘干后測(cè)量絕緣良好，然后按記號(hào)回裝正極滑環(huán)到位，再測(cè)正極滑環(huán)絕緣在200MΩ以上。

2.3 兩個(gè)滑環(huán)絕緣好后，測(cè)引線到轉(zhuǎn)子絕緣依然為零，說明必須抽出轉(zhuǎn)子進(jìn)水管，轉(zhuǎn)子內(nèi)腔內(nèi)有兩個(gè)同心圓的軸系，分別拆卸，見圖二，將兩個(gè)進(jìn)出水組合件裝置用專用工具拔出后，發(fā)現(xiàn)滑環(huán)到護(hù)環(huán)下的連接母線絕緣破損，并且腔室內(nèi)進(jìn)水嚴(yán)重，經(jīng)測(cè)量為進(jìn)出水組合件裝置內(nèi)外圈密封橡皮老化嚴(yán)重，更換了同型號(hào)密封橡皮，對(duì)轉(zhuǎn)子引出線的連接母線進(jìn)行清理，刷云母粉與樹脂膠調(diào)和膠，干燥后，測(cè)量絕緣良好，數(shù)值在100MΩ之上。

2.4 按記號(hào)回裝進(jìn)出水組合件，測(cè)轉(zhuǎn)子絕緣在100MΩ且水壓7.3MPa 的壓力下維持4小時(shí)正常，恢復(fù)正負(fù)極間的風(fēng)扇、回裝發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，全部工作完畢后具備啟動(dòng)條件，在2011年10月12日2號(hào)機(jī)組一次啟動(dòng)并網(wǎng)成功，2號(hào)發(fā)電機(jī)投運(yùn)正常至現(xiàn)在。

3 結(jié)束語

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣低較常見，但本文闡述的進(jìn)口油水油型發(fā)電機(jī)組故障后處理難度較大，在于其與國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子截然不同，希望本文能夠?qū)ν愋桶l(fā)電機(jī)提供參考、幫助。

[1]秦海平.發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子漏水原因分析及處理[J].山西電力.2006，6

[2]E·維德曼 W· 克倫貝格爾.電機(jī)結(jié)構(gòu).機(jī)械工業(yè)出版社.1996，6

[3]俄制.《TMB-160-2 汽輪發(fā)電機(jī)安裝使用說明書》