【doc】水力发电机转子接地问题

【doc】水力发电机转子接地问题 水力发电机转子接地问题 经验交流电气试验2001年第2期 水力发电机转子接地问题 李元春 (四川石棉县南桠河发电厂生技处邮编:625400) 水力发电机型号为TS425—125/12,转子磁 极为凸极式,属高水头机组.该机投运于8O年 代初,至今已近二十年,在这近二十年中该机从 未发生过转子接地.其大修年限为两年,上次大 修为1998年底,今年已到大修周期.每次大修 都要对转子进行全面的清扫和检查. 一 ,故障处理 七月初停机避蜂后开机发现转子一点接地 光子闪烁,当晚停机进行处理. 1.对转子碳刷,滑环,碳刷架部位进行全面 清扫完毕,进行绝缘电阻测量,绝缘电阻为 50MF/,,合格.开机运行至500转/分,绝缘电阻 为0MI),,绝缘存在问题,不合格. 2.再次进行核实,情况依然如此. 开机后对机组加入励磁电压40V,对滑环进 行电压测量: 正极对地:5V负极对地:37V 切除励磁电压后,测量额定转速下滑环对地 绝缘电阻0MI),.停机后绝缘电阻为50MO,,合 格. 据电压情况分析,初步判断接地在靠正极的 前几极磁极上.并且认为该接地为不稳定接地. 现在的任务就是确认接地点的具体位置,可 是由于该接地为不稳定接地,因此在机组运行状 态下通入电压,看能否使接地变成稳定接地,从 而便于查找. 开机前测量绝缘电阻为200MI),. 1.开机后,绝缘电阻为:0.08Mr/,--0.09MD, 然后加入励磁电压:23.5V 正极对地:3.5V负极对地:一20V 解除励磁电压,停机,测量绝缘电阻,发现绝 缘电阻变为0MI),,从而说明转子的不稳定接地 已发展成稳定接地. 2.重新开机,加入励磁电压44V,测量正对 地电压为5V,负对地电压为39V. 解励停机,测量绝缘电阻为0MD,,进一步说 明不稳定接地已发展成稳定接地. 3.对转子加入直流,然后对各个磁极进行对 地电压的测量,发现转子l号磁极电压从第一匝 线圈开始逐步有规律地降低,到最后一匝线圈时 对地电压为0V;反过来从l2号磁极开始进行各 个线圈对地电压的测量,发现电压从l2号磁极 开始逐步有规律地降低,到第3号磁极的第一匝 线圈时电压为0V.这样就说明转子接地点在l 号磁极最后一匝与2号磁极的第一匝之间. 当晚拆除上机架后,发现转子线圈l号磁极 与2号磁极连接处支撑架固定螺帽松动,初步判 明接地点就在此处. 第二天,对故障点进一步的检查,将支撑架 螺杆与线圈分开,发现绝缘电阻增大,数据正常. 说明接地点就在转子2号磁极与1号磁极的连 接处.(下转第42页--43页) ? 经验交流电气试验2001年第2期 无刷励磁系统研究改造 冯波张玉安许开林 (山东省武所屯生建电厂邮编:260000) 摘要本文通过对无刷励磁系统的理论分析,解决了励磁变压器高压侧熔断器的有关问题,论 证了取消励磁变压器高压侧熔断器的可行性.该理论填补了国内空白,具有较高的推广价值. 关键词无刷励磁系统励磁变压器冲击电流熔断器 一 ,无刷励磁系统简介该系统在我厂发电机运行中,励磁变压器高压侧 随着发电机励磁技术的进步,直流励磁机和熔断器熔丝经常熔断,使该系统运行不稳定,经 静止可控硅励磁因受到制造极限容量和高速滑常造成停机(每年多达10余次),致使先进技术 环电流的限制而被无刷励磁方式(交流励磁机一的应用受到影响. 旋转整流器励磁系统)所取代.无刷励磁系统的三,问题分析 交流励磁机为旋转电枢式,其输出端引线嵌于轴励磁变高压侧熔断器熔丝熔断后,经反复检 上,与旋转盘上的整流器固定连接,整流器输出查,没有发现励磁变短路和其他故障.原励磁变 引线也嵌在轴上,与同步发电机的励磁绕组直接电气主接线如图l所示. 连接,取消了滑环及碳刷,不受滑环及碳刷容量 的限制,运行维护方便. 励磁变压器接于发电机机端(自并激),给无 刷励磁调节器提供电流,控制可控硅输出向交流 励磁机提供励磁电流.自并激的优点是在正常 工作情况下,无刷励磁调节系统不依赖于任何其 它电源.起励电源采用蓄电池直流电源起励. 二,问题的提出 我厂55MW发电机采用的是wLT型无刷 励磁调节系统,励磁变压器型号:ZLDG, 1.5KVA,6.3/0.22kv,高压侧熔断器0.5A.图l (上接第41页) 1拆除螺帽,固定压板,解除连接引线的包扎 绝缘,发现此处锡焊后未进行处理,存在毛刺现象 2.对接地点打磨,绝缘处理完毕,线圈绝缘电 阻为50Mr'/,,正常合格. 3.机组恢复后.整体绝缘电阻为30Mr'/,,正常. 机组运行中绝缘电阻为30Mr'/,,正常合格. 42 最后机组并网发电,至此,机组转子不稳定接 地的检查处理工作完毕. 二,原因 机组不稳定接地的两磁极引线连接点支撑螺 杆螺栓松动所造成.机组在静止状态时,螺杆与联 线分离,从而绝缘电阻合格;机组运转过程中由于 2 变压器在合闸瞬间,可能有很大的冲击电流,在 最不利的情况下合闸,冲击电流的数值能够达到 稳态激磁电流的几十倍,百余倍,是额定电流的 6,8倍.其合闸电流与磁通的关系如图2所 示. 可见,励磁变压器高压侧熔断器在励磁变压 器无故障情况下的熔断,是由冲击电流造成的. 励磁变压器相对电压互感器,容量较大,额 定电流较大.而熔断器具有额定电流与开断电 流成反比的特性,该熔断器难以选择. 励磁变压器接于发电机端部,与发电机为一 整体,若励磁变压器发生故障,无刷励磁调节器 失去电源,交流励磁机失去励磁电流,造成发电 机失磁,导致发电机停机.显然,励磁变压器高 压侧熔断器本无安装之必要,励磁变压器与发电 机之间不应有断开点. 励磁变压器高压侧可不设熔断器,但励磁变 压器应包括在发电机一变压器组的差动保护范 围之内.我厂55MW组采用的是发电机一变压 器组运行方式,励磁变压器在发电机一变压器组 的差动保护范围之内. 四,系统改造 借鉴国外同类机组的经验,决定去掉原设计 中的高压侧熔断器,这样既不会影响发电机安全 运行,又可以避免因高压侧熔断器误熔断而导致 停机故障.改造后的励磁变电气主线如图3所 刀0 3 另外,重新设计了励磁变压器的安装位置, 使其紧靠出线侧布置,并把它专门放置在改型后 的KYN1型配电屏内,高压侧进线全采用母排, 并采用先进的热缩管全绝缘工艺,避免了外部环 境造成的短路故障的发生.由于优化了设计,简 化了一次系统,减少了事故的发生,运行两年多 来,状况一直很好. 五,经济效益及社会效益 我厂55MW发电机无刷励磁系统,通过技 术改造,大大提高了系统的稳定性和可靠性,确 保了机组的安全经济运行,年增创利润二百余万 元.据调查,这一技术填补了国内的一大空白,, 具有较好的社会效益. 参考文献 [1]西安交大汪国梁《电机学)机械工业出版 社,1987.6 [2】能源部西北电力设计院(电力工程电气 设计?电气二次部分>水利电力出版社 19918 离心力的作用造成螺杆与联线接触.从而使绝缘电 阻不合格;进而使机组转子形成不稳定接地现象. 三,经验教训 1+机组检修过程中.应对转子各个部位的螺栓 仔细检查.特别是磁极之间的固定螺栓.以免松动 造成接地. 2.倘若出现转子不稳定接地,既可以用交流进 行不稳定接地变为稳定接地的工作,也可以用发电 机自身直流电压来完成这一工作. 3生产单位应在此处锡焊后进行处理,以免出 现毛刺,形成隐患.影响安全生产.