淺析發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地的查找和處理

【摘?要】文章首先對(duì)某廠當(dāng)中的一臺(tái)發(fā)電機(jī)組在日常工作狀態(tài)下的運(yùn)行情況進(jìn)行了分析，然后闡述了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子具有的接地保護(hù)功能的構(gòu)成以及特點(diǎn)，在基礎(chǔ)上探究了轉(zhuǎn)子接地保護(hù)為什么會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)，最后，制定了相應(yīng)的解決方案。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī);轉(zhuǎn)子;一點(diǎn)接地;查找;處理

發(fā)電機(jī)工作過(guò)程中，因?yàn)樘克⑦\(yùn)行中會(huì)受到油、粉塵影響，或是受潮等，所以，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地這種情況。假如在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，勵(lì)磁回路中其他某一部位再有一點(diǎn)接地現(xiàn)象發(fā)生，那么必然引發(fā)兩點(diǎn)接地故障，此時(shí)在短路處流過(guò)的電流會(huì)變得非常大，轉(zhuǎn)子絕緣有可能會(huì)被破壞，轉(zhuǎn)子鐵心也有可能被燒壞，嚴(yán)重時(shí)還有可能使發(fā)電機(jī)出現(xiàn)激烈震動(dòng)情況。因此，針對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行，做好查找以及處理一點(diǎn)接地問(wèn)題極其重要。對(duì)此，筆者做了下述討論。

一、簡(jiǎn)述某廠當(dāng)中的發(fā)電機(jī)組和勵(lì)磁系統(tǒng)

筆者選擇某廠中一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行研究，此發(fā)電機(jī)是三相交流隱極式，運(yùn)用空氣冷卻器對(duì)發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻的方式。其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組以及定子繞組都運(yùn)用了F級(jí)絕緣。

二、對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地裝置的工作原理進(jìn)行介紹

發(fā)電機(jī)中轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地這種裝置，對(duì)注入式轉(zhuǎn)子與地相接的保護(hù)原理進(jìn)行了合理運(yùn)用，在轉(zhuǎn)子繞組一段或兩端和大軸中間加入電壓，通常此電壓值為48V，運(yùn)用定時(shí)切換裝置中電子開(kāi)關(guān)的方式，計(jì)算轉(zhuǎn)子對(duì)地產(chǎn)生絕緣效果的電阻值，其中加入的電壓是保護(hù)裝置自身產(chǎn)生的。轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地這種保護(hù)方式可以運(yùn)用轉(zhuǎn)子繞組引出方式，對(duì)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的工作原理進(jìn)行選擇，如，單端注入式、雙端注入式等，然后在轉(zhuǎn)子繞組兩端和大軸中間加入電壓。最后，運(yùn)用定時(shí)切換裝置中的電子開(kāi)關(guān)，使外加電源模塊對(duì)偏移方波電壓進(jìn)行輸出，進(jìn)而計(jì)算出一點(diǎn)接地的電阻值，防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)影響大軸。

三、分析發(fā)電機(jī)中轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地發(fā)出報(bào)警的原因

（一）故障現(xiàn)象與檢查現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況

當(dāng)此機(jī)組當(dāng)中DCS系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)以后，專(zhuān)業(yè)維修人員達(dá)到設(shè)備安裝地點(diǎn)進(jìn)行檢查，監(jiān)測(cè)到轉(zhuǎn)子接地裝置的接地電阻值波動(dòng)范圍在0.3K至300K，一點(diǎn)接地裝置持續(xù)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。同時(shí)，專(zhuān)業(yè)工作者到現(xiàn)場(chǎng)使用萬(wàn)能表監(jiān)測(cè)到電壓波動(dòng)幅度也非常大。此外，對(duì)轉(zhuǎn)子滑環(huán)處進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有積灰情況、沒(méi)有明顯積油;對(duì)勵(lì)磁整流盤(pán)進(jìn)行檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)接地情況以及無(wú)雜物;對(duì)大軸與炭刷接觸位置進(jìn)行檢查，沒(méi)有較多的油漬，取下大軸接地炭刷以后，轉(zhuǎn)子接地裝置的接地電阻值非常穩(wěn)定。最后，專(zhuān)業(yè)工作者清理了炭刷與大軸，此時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地裝置不再發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

（二）分析其原因

實(shí)際上發(fā)電機(jī)中轉(zhuǎn)子保護(hù)裝置即雙端注入式保護(hù)，當(dāng)大軸與炭刷不能有效銜接時(shí)，注入轉(zhuǎn)子接地裝置當(dāng)中的脈沖電源就不會(huì)形成回路，而且回路中根本監(jiān)測(cè)不到任何電流，這樣裝置就不能獲取到電阻信息，因此，回路電阻中就會(huì)出現(xiàn)劇烈波動(dòng)，促使轉(zhuǎn)子保護(hù)裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。這時(shí)專(zhuān)業(yè)工作者就會(huì)到現(xiàn)場(chǎng)使用萬(wàn)能表對(duì)磁力影響電壓出現(xiàn)波動(dòng)的情況進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)榇筝S炭刷沒(méi)有與地接觸，致使勵(lì)磁回路不再與大地接觸，這時(shí)測(cè)量負(fù)對(duì)地以及正對(duì)地的波動(dòng)非常大。當(dāng)接地炭刷與地接觸以后，轉(zhuǎn)子回路與地間會(huì)有個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，因此，再次進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，波動(dòng)將會(huì)減小。

發(fā)電機(jī)中轉(zhuǎn)子大軸如果不干凈，那么大軸和炭刷就無(wú)法有效接觸，這是引發(fā)轉(zhuǎn)子接地裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)的主要原因。所以，需要定期對(duì)轉(zhuǎn)子積灰進(jìn)行清除。定期檢查轉(zhuǎn)子引下線、炭刷架和集電環(huán)集點(diǎn)環(huán)，如果發(fā)現(xiàn)存在污漬，要及時(shí)做好污漬清理工作，同時(shí)，還要預(yù)防出現(xiàn)發(fā)電機(jī)軸瓦漏油的情況出現(xiàn)，進(jìn)而影響發(fā)電機(jī)不能正常工作。此外，針對(duì)轉(zhuǎn)子保護(hù)裝置的運(yùn)作，還應(yīng)該做好防潮處理。想要防止發(fā)電機(jī)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地的情況，應(yīng)該確保發(fā)電機(jī)室中的濕度以及溫度不超出設(shè)計(jì)范圍，有效預(yù)防轉(zhuǎn)子結(jié)露以及受潮的情況發(fā)生。

四、探究發(fā)電機(jī)大軸接地的查找以及處理

軸電壓實(shí)際上是發(fā)電子中轉(zhuǎn)子在全速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，在轉(zhuǎn)子兩側(cè)出現(xiàn)的電位差。對(duì)引發(fā)軸電壓出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，具體如下：定子鐵心局部產(chǎn)生較大的磁阻;勵(lì)磁電源當(dāng)中存在高次諧波;高速蒸汽引發(fā)靜電出現(xiàn);發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙不均勻等。特別是高速蒸汽引發(fā)靜電出現(xiàn)這個(gè)原因?qū)е螺S帶電荷，有時(shí)此種軸電壓非常高，可是很難向發(fā)電機(jī)勵(lì)側(cè)傳輸。因?yàn)檩S瓦位置存在油膜，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)大軸不能與大地接觸，大軸在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中自身是不與地相接的，此種性質(zhì)的軸電壓即容易損壞發(fā)電機(jī)油膜以及軸承，一般會(huì)運(yùn)用在發(fā)電機(jī)軸承上安裝炭刷的方法解決。當(dāng)汽側(cè)油膜與大地短接的時(shí)候，會(huì)重新分配轉(zhuǎn)子軸電壓，發(fā)電機(jī)的勵(lì)側(cè)油膜壓降會(huì)變大，因此，應(yīng)該對(duì)油膜上存在的電流密度進(jìn)行分析，確保不會(huì)發(fā)生擊穿油膜的情況。當(dāng)接地炭刷不能良好接觸的時(shí)候，軸電壓產(chǎn)出的電流有可能會(huì)燒傷軸瓦以及軸頸，同時(shí)，接地炭刷與保護(hù)盤(pán)間存在的電纜受到強(qiáng)磁場(chǎng)影響，會(huì)產(chǎn)生非常高的電勢(shì)，此電勢(shì)護(hù)對(duì)轉(zhuǎn)子裝置具有的保護(hù)功能造成影響，極有可能轉(zhuǎn)子接地裝置誤動(dòng)的情況發(fā)生。

大軸接地炭刷運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)受到油污影響，進(jìn)而使轉(zhuǎn)子保護(hù)裝置保護(hù)以及軸電壓分布受到嚴(yán)重影響。所以，工作人員必須定期對(duì)發(fā)電機(jī)接地炭刷進(jìn)行檢查以及維修，同時(shí)，還應(yīng)該查看大軸與炭刷之間接觸是否良好、大軸油污清理是否到位，進(jìn)而確保大軸與大地有效接觸。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)運(yùn)行實(shí)踐會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的大軸接地以及軸電壓情況好壞，決定著轉(zhuǎn)子接地裝置是否能夠正常工作。大軸接地能夠起到穩(wěn)定軸壓分布和葉片上產(chǎn)生的靜電荷屏蔽靜電子、預(yù)防轉(zhuǎn)子保護(hù)誤動(dòng)的情況，平時(shí)應(yīng)該重視大軸接地保養(yǎng)以及維修，進(jìn)而促使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：

朱克，單位名稱：重慶豐盛三峰環(huán)保發(fā)電有限公司，出生年月：1975 年 06 月??性別：男??民族：漢族??籍貫：重慶銅梁，學(xué)歷：大學(xué)本科??職稱：助理工程師??研究方向：電氣工程。

（作者單位：重慶豐盛三峰環(huán)保發(fā)電有限公司）