汽輪發(fā)電機(jī)組勵(lì)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）

汽輪發(fā)電機(jī)組勵(lì)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(duì)無刷勵(lì)磁機(jī)受焦粉的影響出現(xiàn)接地短路的問題，通過分析設(shè)備結(jié)構(gòu)，提出了運(yùn)行中需要監(jiān)測(cè)、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(lì)磁機(jī)的正常運(yùn)行。

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

1 故障現(xiàn)象

本鋼焦化廠＃8，＃9焦?fàn)t年產(chǎn)焦量約150萬t，廠區(qū)內(nèi)遍布運(yùn)輸焦煤的通廊，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，經(jīng)試驗(yàn)證明，焦炭顆粒具有附著性及導(dǎo)電性。

焦化廠區(qū)域內(nèi)有1臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組勵(lì)磁機(jī)型號(hào)為JL-130，勵(lì)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?，F(xiàn)象：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流升高，無功負(fù)荷為6 000 kV·A、發(fā)電機(jī)電壓降至8 500 V并波動(dòng)、定子電流顯著升高、發(fā)電機(jī)處于失磁狀態(tài)、勵(lì)磁機(jī)溫度升高并有焦味，遂停機(jī)處理。停機(jī)并分解勵(lì)磁機(jī)后發(fā)現(xiàn)，勵(lì)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(lì)磁機(jī)與旋轉(zhuǎn)整流器連接處接地短路。

搶修后再次運(yùn)行160 h，勵(lì)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(gè)問題，機(jī)組的運(yùn)行周期較短，每運(yùn)行6 d左右就必須停機(jī)1次，每次消除故障至少需要36 h，導(dǎo)致運(yùn)行人員及檢修人員勞動(dòng)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)組的安全性及經(jīng)濟(jì)性。

2 無刷勵(lì)磁機(jī)的組成

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

主勵(lì)磁機(jī)與主發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接，為旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵(lì)磁機(jī)，勵(lì)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(lì)磁。

2.1 旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵(lì)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，由WLZ-1DW型勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置通過控制可控硅整流橋輸出電流來控制磁場(chǎng)，通過這種方式控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁及發(fā)電機(jī)端電壓。發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，交流發(fā)電機(jī)所需勵(lì)磁電流由變壓器供給，總勵(lì)磁電流由2組整流器并聯(lián)供給。

2.2 旋轉(zhuǎn)整流器

旋轉(zhuǎn)整流器是無刷勵(lì)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，是旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵(lì)磁機(jī)輸出的負(fù)載。另外，旋轉(zhuǎn)整流器還包括滅磁保護(hù)控制電路、直流勵(lì)磁輸出控制電路及安裝主體旋轉(zhuǎn)支架。

3 無刷勵(lì)磁機(jī)的運(yùn)行調(diào)整

空氣中微小的焦炭顆粒從發(fā)電機(jī)空氣冷卻系統(tǒng)的不嚴(yán)密處及發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)軸封處進(jìn)入發(fā)電機(jī)及勵(lì)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、勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以及整流器硅管上，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(lì)磁機(jī)整流器短路，因此，要加強(qiáng)對(duì)溫度及絕緣的監(jiān)視。

3.1 溫度

3.1.1 整流二極管溫度監(jiān)測(cè)

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

3.1.2 風(fēng)溫及水溫監(jiān)測(cè)

發(fā)電機(jī)采用徑向雙流式密封循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)，勵(lì)磁機(jī)通過3個(gè)入口風(fēng)管道與3個(gè)出口風(fēng)管道冷卻降溫，冷卻效果與發(fā)電機(jī)出、入口溫度和循環(huán)水溫度有關(guān)。

（1）風(fēng)溫要求。

1）發(fā)電機(jī)入口風(fēng)溫降到30℃時(shí)，可適當(dāng)增加發(fā)電機(jī)視在容量；入口風(fēng)溫高于30℃時(shí)，不可再增加發(fā)電機(jī)視在容量；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℃。

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。

（2）水溫要求。發(fā)電機(jī)空氣冷卻器進(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)溫相應(yīng)提高，因此必須降低發(fā)電機(jī)繞組的允許溫升。

3.2 絕緣

粉塵吸附在勵(lì)磁機(jī)元件上，影響勵(lì)磁機(jī)絕緣。每2 h測(cè)量1次勵(lì)磁機(jī)絕緣電阻，保證阻值≥1MΩ。

3.3 勵(lì)磁機(jī)參數(shù)監(jiān)視

按表1所示的無刷勵(lì)磁機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。

表1 勵(lì)磁機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)

4 無刷勵(lì)磁機(jī)的維護(hù)方法

4.1 旋轉(zhuǎn)整流器的維護(hù)

先將旋轉(zhuǎn)整流器整體浸到絕緣漆內(nèi)，然后取出干燥。采取這種處理方法，能夠有效防止粉塵侵入旋轉(zhuǎn)整流器元件內(nèi)。

旋轉(zhuǎn)整流器整體浸漆之前應(yīng)將交流發(fā)電機(jī)3個(gè)引出線端與旋轉(zhuǎn)整流器連接處的螺絲拆掉，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(duì)旋轉(zhuǎn)整流器進(jìn)行噴灑，將灰塵清理干凈后自然干燥。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，用汽油清理引線接頭處，刷絕緣漆并干燥后，用絹布帶包好。采用這種處理方法能防止灰塵黏附，對(duì)絕緣有利。

4.3 勵(lì)磁機(jī)防塵

定期對(duì)勵(lì)磁機(jī)進(jìn)行吹灰處理，防止灰塵積淀。在發(fā)電機(jī)停機(jī)后，用大功率風(fēng)筒吹凈勵(lì)磁機(jī)出、入口風(fēng)管道，然后再用抹布擦干凈；空冷室應(yīng)保持清潔；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，門四周應(yīng)有密封條，防止灰塵進(jìn)入。

5 結(jié)論

焦粉的導(dǎo)電性及附著性對(duì)無刷勵(lì)磁機(jī)安全運(yùn)行不利，易使旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵(lì)磁機(jī)與旋轉(zhuǎn)整流器連接處發(fā)生接地短路，必須加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整并采取相應(yīng)的維護(hù)措施，以克服焦粉的影響。

［1］孟鐵錟.電氣運(yùn)行［M］.北京：水利電力出版社，1995.

（本文責(zé)編：劉芳）

TM 311

：B

：1674-1951（2015）04-0041-02

初東（1974—），女（滿），遼寧本溪人，工程師，從事電廠電氣系統(tǒng)監(jiān)控方面的工作（E-mail：chudong1974＠126.com）。

2014-10-17；

2015-02-09