水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣故障原因與解決措施

楊文才

（貴州西源發(fā)電有限責(zé)任公司善泥坡發(fā)電廠，六盤(pán)水 553000）

1 引言

在水電廠日常運(yùn)行中，需要應(yīng)用水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電供電，確保蓄水大壩安全，因此，必須保證發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。但是，在水電廠機(jī)組發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子絕緣故障問(wèn)題較為常見(jiàn)，只有采取有效的處理對(duì)策，提升轉(zhuǎn)子絕緣性能，才能夠保障發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

2 水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子絕緣故障的危害

水輪發(fā)電機(jī)組是由三個(gè)部分所組成的，包括發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)以及調(diào)速器。在水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子制作中，一般應(yīng)用環(huán)氧型無(wú)溶劑絕緣漆，但是，這種材料的變形溫度值比較低，如果水輪發(fā)電機(jī)組的容量不斷增加，則其絕緣性能會(huì)逐漸降低，無(wú)法滿足發(fā)電機(jī)組絕緣性能要求?，F(xiàn)如今，不飽和聚酯絕緣漆被廣泛應(yīng)用于發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子制作中，具有較高的熱變形能力，因此耐熱性能良好，在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中，不容易發(fā)生變形或者脫落問(wèn)題，有利于提升發(fā)電機(jī)組絕緣性能。在轉(zhuǎn)子運(yùn)行中，隨著轉(zhuǎn)子絕緣性能的不斷降低，當(dāng)期絕緣阻值降低至“0”時(shí)，如果依然保持運(yùn)行狀態(tài)，則在高電壓影響下，就會(huì)造成發(fā)電機(jī)組繞組短路，進(jìn)而出現(xiàn)打火或者放電的問(wèn)題，甚至還會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的發(fā)電機(jī)故障。

3 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣故障原因

（1）在水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，在滑環(huán)室中，碳刷和滑環(huán)的部分位置直接接觸，隨著碳刷研磨速度的不斷提升，就會(huì)產(chǎn)生碳粉，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，就會(huì)堆積大量碳粉，碳粉經(jīng)過(guò)研磨后，質(zhì)地細(xì)膩，部分碳粉黏附在發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子絕緣部分，容易引發(fā)絕緣故障?，F(xiàn)如今，在水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中，往往沒(méi)有安裝吸附碳粉的裝置，當(dāng)產(chǎn)生大量碳粉后，無(wú)法被及時(shí)吸收，隨著堆積量的逐漸增加，轉(zhuǎn)子絕緣性能也會(huì)逐漸降低。

（2）在當(dāng)前的發(fā)電機(jī)組中，在轉(zhuǎn)子刷架和滑環(huán)的設(shè)置方面，還存在諸多不合理問(wèn)題，刷架無(wú)法獨(dú)立運(yùn)行，往往被吊掛在滑環(huán)室頂部位置的鋼架上，而鋼架接地，因此，轉(zhuǎn)子也容易發(fā)生接地。

（3）在水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，推力軸承室的密封性比較差，當(dāng)轉(zhuǎn)子處于高速運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，潤(rùn)滑油可能溢出，隨著滑環(huán)室溫度的不斷提升，就會(huì)造成潤(rùn)滑油發(fā)生物理反應(yīng)，進(jìn)而形成油霧，而油霧會(huì)與研磨產(chǎn)生的碳粉混合，形成粘度較高的油泥，油泥會(huì)吸附在絕緣桿之間，形成導(dǎo)體介質(zhì)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子絕緣性能降低。由于水輪發(fā)電機(jī)組的空間是有限的，各類(lèi)裝置安裝比較緊湊，因此，油泥的清理難度比較大，容易對(duì)轉(zhuǎn)子正常運(yùn)行造成不良影響。

4 水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子絕緣降低預(yù)防措施

為了盡量避免水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子絕緣性能降低，需要采用有效的預(yù)防對(duì)策，具體而言，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）嚴(yán)格依據(jù)發(fā)電機(jī)組的操作規(guī)范運(yùn)行，避免操作人員根據(jù)個(gè)人意愿操作機(jī)組設(shè)備。

（2）定期對(duì)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的絕緣性能進(jìn)行檢測(cè)，保證機(jī)組處于良好的運(yùn)行狀態(tài)下。

（3）改善水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境，避免外界環(huán)境因素對(duì)轉(zhuǎn)子的絕緣性能造成不良影響，尤其需要注意，在冬季，溫度比較低，可采用輪換運(yùn)行的方式，縮短發(fā)電機(jī)組的停機(jī)時(shí)間。

（4）當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，檢修人員需要對(duì)轉(zhuǎn)子絕緣性能進(jìn)行測(cè)量，如果發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重油泥，則需要做好清理工作。

（5）夏季溫度較高，如果發(fā)電機(jī)組滿發(fā)超發(fā)，則應(yīng)該注意加強(qiáng)轉(zhuǎn)子溫度控制，避免超溫運(yùn)行。

5 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣故障解決措施

5.1 改造碳刷全包緣支撐

在對(duì)水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行停機(jī)檢修時(shí)，可拔出滑環(huán)碳刷，對(duì)其表面進(jìn)行全面清理，具體而言，需要注意以下幾點(diǎn)：

第一，將碳刷的勵(lì)磁電源和引線拆除，采用專(zhuān)業(yè)清洗設(shè)備進(jìn)行清洗，對(duì)刷架和集電環(huán)的碳粉、油泥進(jìn)行徹底清理。

第二，吊出滑環(huán)，采用專(zhuān)業(yè)清洗劑，對(duì)絕緣支撐進(jìn)行擦拭清理。

第三，在對(duì)滑環(huán)和刷架清洗完成后，即可組織安裝，在安裝前，應(yīng)在絕緣件上安裝環(huán)氧絕緣墊塊，同時(shí)刷環(huán)氧膠。第四，在發(fā)電機(jī)安裝完成后，還需要對(duì)轉(zhuǎn)子的電阻值進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)符合相關(guān)規(guī)范后，即可投入運(yùn)行。

5.2 解決滑環(huán)室油霧問(wèn)題

對(duì)機(jī)組推力油槽采用全接觸式密封蓋，避免發(fā)生漏油問(wèn)題。在對(duì)油槽蓋進(jìn)行改造時(shí)，首先需要拆除油槽蓋的呼吸器，然后均勻的打6個(gè)孔，安裝油霧吸收裝置，其能夠?qū)τ挽F起到吸收和過(guò)濾作用。在油霧吸收裝置的安裝過(guò)程中，應(yīng)該在油槽密封蓋上對(duì)稱(chēng)設(shè)置3個(gè)吸收口和1個(gè)活法蘭彎頭，將吸收器與彎頭連接。在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，油霧吸收器可以吸收油霧，然后進(jìn)行凈化處理，當(dāng)油滴返回油槽，并且對(duì)空氣進(jìn)行凈化處理后，即可排入大氣中。

5.3 設(shè)置滑環(huán)碳粉吸收裝置

在水輪發(fā)電機(jī)組中安裝新型刷架，在刷架上安裝絕緣罩以及碳粉收集腔。在風(fēng)洞內(nèi)壁上安裝碳粉吸收裝置，同時(shí)采用軟管將其與滑環(huán)室中吸收碳粉的軟管連接，即可順利吸收發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的大量碳粉。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子絕緣性能對(duì)于發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大影響。在機(jī)組運(yùn)行中，碳粉、油污等都會(huì)造成轉(zhuǎn)子絕緣性能降低，對(duì)此，應(yīng)該注意對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行定期檢測(cè)和維護(hù)管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，同時(shí)，改造碳刷全包緣支撐，解決滑環(huán)室油霧問(wèn)題，同時(shí)，設(shè)置滑環(huán)碳粉吸收裝置，這樣才能夠盡量避免各類(lèi)因素對(duì)轉(zhuǎn)子絕緣性能造成不良影響，提升水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效益。