發(fā)電機轉(zhuǎn)子、滑環(huán)絕緣低問題的探討與解決方法

撰文/林登有

■545002 廣西柳州發(fā)電有限責(zé)任公司 廣西 柳州

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發(fā)電機轉(zhuǎn)子、滑環(huán)絕緣低問題的探討與解決方法

撰文/林登有

■545002 廣西柳州發(fā)電有限責(zé)任公司 廣西 柳州

氣輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子的絕緣強度不夠或者是滑環(huán)出現(xiàn)不均勻磨損，都會嚴(yán)重影響發(fā)電企業(yè)汽輪機的安全穩(wěn)定運行，同時也是發(fā)生重大事故的原因之一，其一旦出現(xiàn)失磁現(xiàn)象就會造成巨大的經(jīng)濟損失。本文通過實例來對發(fā)電機發(fā)生故障的原因進(jìn)行解釋，并對實際的解決過程進(jìn)行分析，同時對其他發(fā)電企業(yè)的安全防范也具有一定的推廣和借鑒作用。關(guān)鍵詞：發(fā)電機轉(zhuǎn)子；滑環(huán)絕緣低；探討與解決

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國家對電力的需求量也不斷增加，因此，在發(fā)電機質(zhì)量檢測方面受到國家高度重視；其中，影響發(fā)電機工作的因素有很多，比如：發(fā)電機內(nèi)各個部件絕緣性的好壞都會影響到發(fā)電機的工作效率。本文主要對發(fā)電機轉(zhuǎn)子、滑環(huán)絕緣低等問題進(jìn)行探討，并研究出相應(yīng)的處理方法。

對轉(zhuǎn)子絕緣性降低的原因進(jìn)行分析

a發(fā)電機轉(zhuǎn)子的滑環(huán)絕緣

滑環(huán)絕緣性降低的原因主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一是碳刷粉量過大。主要原因是碳刷的質(zhì)量不過關(guān)，從發(fā)電機實際運行過程中可以看出，一些發(fā)電機碳刷的硬度不足，處于偏軟的狀態(tài)，導(dǎo)致碳刷的軟硬程度不能配合發(fā)電機轉(zhuǎn)速，進(jìn)而導(dǎo)致摩擦過度、碳粉過多；如果此時碳粉的顆粒度過大，將會導(dǎo)致絕緣性更低。此外，碳刷粉過多還與滑環(huán)表面加工粗糙、發(fā)電機架在運行過程中震動過大等方面有一定的關(guān)系。當(dāng)滲出的油與碳刷粉融合時，將會導(dǎo)致碳刷粉的進(jìn)一步堆積。二是滑環(huán)的結(jié)構(gòu)縫隙不能滿足發(fā)電機安全運行的要求。比如：發(fā)電機兩極的距離不足或者沒有滿足要求的尺寸。如果碳粉堆積量過大，固定件和上下滑環(huán)的有效距離就會隨之降低，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的接地線出現(xiàn)故障。

b轉(zhuǎn)子的磁極絕緣

第一，在汽輪長的發(fā)電機中轉(zhuǎn)子磁極引線的伸出部分沒有安裝過度絕緣裝置，或是在安裝絕緣裝置時操作不規(guī)范，導(dǎo)致在包裝完成后引線表面出現(xiàn)一層環(huán)氧樹脂和絕緣漆，一旦機組沒有包裝規(guī)范，就會導(dǎo)致絕緣性降低。

第二，如果在刷漆過程中操作不規(guī)范，會導(dǎo)致絕緣性降低速度加快，因為這樣會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子絕緣質(zhì)量不夠，一旦出現(xiàn)受潮的情況，絕緣性將會大大降低。

不穩(wěn)定接地方法的診斷

a轉(zhuǎn)子繞組的接地只與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關(guān)

對于只與轉(zhuǎn)速有關(guān)而與其他參數(shù)沒有關(guān)系的接地故障來說，可以運用汽輪機來進(jìn)行速度的調(diào)整，當(dāng)接地穩(wěn)定時再進(jìn)行速度調(diào)整，保持穩(wěn)定的速度，然后運用直流壓將法來測量此時接地的電阻值，并按照直流電阻的大小來確定接地點的測試方法。

b轉(zhuǎn)子繞隨溫度變化而變化

可以在繞組內(nèi)通入較大的電流，使其溫度升高，達(dá)到接地時同樣的效果，然后用直流壓將方法測量接地電阻值，然后采用穩(wěn)定接地診斷法進(jìn)行診斷。

c轉(zhuǎn)子繞組接地與轉(zhuǎn)速和溫度有關(guān)系

類似于這樣的故障原因有很多，診斷也相對比較復(fù)雜，比如當(dāng)發(fā)電機的轉(zhuǎn)子絕緣系統(tǒng)出現(xiàn)接地信號或者是光字時，首先第一件事是對該發(fā)電機進(jìn)行跟蹤檢查，在不同的停機狀態(tài)下記錄轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)子繞組的絕緣狀況。如果確定了故障點在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，可以運用交流的方法將不穩(wěn)定接地轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定接地，這也是此類故障的關(guān)鍵處理步驟。

發(fā)生發(fā)電機滑環(huán)不均勻磨損事故的原因以及后果

一是碳粉進(jìn)入氣輪發(fā)電機側(cè)勵磁線圈引出線部位，從而使絕緣性降低，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的某一點接地，并在碳刷和滑環(huán)之間出現(xiàn)環(huán)火。

二是對碳刷的彈簧壓力進(jìn)行測量。其最大值為3.8公斤，最小值為1.5公斤，導(dǎo)致碳刷的受力不均勻，進(jìn)而使磨損程度提高，滑環(huán)表面的碳粉量也會增加。

三是用鉗行的電流表對運行過程中的碳刷進(jìn)行電流測定，如果電流值差距很大，且電流的最大值大約是電流最小值的三倍，此時碳刷群會產(chǎn)生很大的火花，使滑環(huán)表面的溫度急劇上升。

四是當(dāng)失去磁性的發(fā)電機的電磁容量在電網(wǎng)中占據(jù)的比例過大時，會導(dǎo)致電網(wǎng)的電壓水平急劇下降，嚴(yán)重的可能會導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩以及電壓崩潰，最終造成大面積的停電。

五是當(dāng)發(fā)電機失去磁性時，對發(fā)電機本身的影響。當(dāng)發(fā)電機失去磁性后，在轉(zhuǎn)折表面和轉(zhuǎn)子繞組中會出現(xiàn)差頻電流，從而導(dǎo)致附加溫度上升，此時電流在槽楔和齒壁之間、齒與套箍的接觸面上，都可能會出現(xiàn)局部溫度升高的現(xiàn)象，從而威脅到轉(zhuǎn)子的安全運行。

滑環(huán)存在的問題以及處理方法

滑環(huán)的表面會出現(xiàn)很嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，而且上、下滑環(huán)都存在很嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，并且能清楚的看到滑環(huán)表面碳刷沒有磨到大地方有車刀的痕跡，手觸有明顯的溝痕。

數(shù)發(fā)電機的轉(zhuǎn)數(shù)都是一定的，平均一秒中有六次振動作用于碳刷上，所以，盡可能降低擺度和振動對消除滑環(huán)的接觸都是有利的。在對滑環(huán)與碳刷接觸面進(jìn)行處理時，對工件的同心度必須保證，不可超過規(guī)定的尺寸。

結(jié)束語

從對大多數(shù)發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣性降低的原因進(jìn)行分析、處理的過程來看，設(shè)計場在進(jìn)行設(shè)計高轉(zhuǎn)速、高水頭機組的過程中，需要在濕度、通風(fēng)性上投入更多的人力、物力，以免影響機輪的正常運行。

參考：

［1］ 施德航，李陽.小關(guān)子水電站發(fā)電機轉(zhuǎn)子、滑環(huán)絕緣低問題的探討與解決方法［J］.四川水力發(fā)電，2015，34（3）：95-96，102.

［2］ 李橋富.發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣電阻偏低的原因分析及處理［J］.水電站機電技術(shù)，2012，35（2）：54-56.

［3］ 王長美，白志安，高進(jìn)等.發(fā)電廠對汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣低和滑環(huán)不均勻磨損事故的處理［J］.中國電力教育，2010，（z2）：448-449.

林登有（1971.11.09-）性別：男；籍貫：廣西壯族自治區(qū)玉林市；職稱：助理工程師；學(xué)歷：大專；研究方向：火力發(fā)電廠運行。