近尾洲水电厂发电机组转子绝缘低故障处理

近尾洲水电厂发电机组转子绝缘低故障处理 1 引言 近尾洲水电厂位于湘江中游，地处衡南、常宁、祁东、祁阳四县交界处，距衡阳市公路75公里，是湘江干流开发规划中的第五级电站。近尾洲水电枢纽工程主要由大坝、发电厂房和船闸三大建筑物组成，水库总库容4.6亿立方米，正常蓄水位66米，坝顶高程76米，大坝全长810米，安装有三台由奥地利制造的灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量为21.06Mw，总装机容量63.18 Mw，设计年发电量2.92亿千瓦时。是一座具有发电、航运、灌溉等综合效益的水电工程。 近尾洲水电厂发电机型号为SV628/80-155，额定转速75r/min，定子槽数480，转子磁极40对，额定电压10.5kV，额定电流1286.7A。发电机冷却为具有空气冷却器的双密闭循环强迫通风冷却方式，即回流热空气由密闭循环冷却水冷却、冷却热风后的冷却水流经发电机表层冷却器由河水冷却后循环使用。 2 存在的问题 在机组运行过程中， 1#发机组转子绝缘在运行过程中出现降低。 2021年2月中旬在机组维保中发现转子绝缘仅为0.2M，随即进行了风洞内的全面检查。检查发现组合轴承与大轴密封良好、未见明显渗油，在风洞内检查未见明显油痕；检查空冷器完好、未见渗水；风洞内干燥、停机加热器及除湿器工作正常；检查转子磁极，从外观检查未见有破损，但转子磁极和定子上的碳粉较多。对磁极绝缘进行了分段测量，数据如表1，数据测量显示磁极整体绝缘偏低。 表1磁极绝缘测量表 磁极 绝缘值 磁极 绝缘值 磁极 绝缘值 7180 0.8 M 170 0.4 M 168 0.4 M 磁极 绝缘值 磁极 绝缘值 磁极 绝缘值 6980 1 M 140 0.5 M 4180 0.5 M 通过排查，排除了油、水对磁极的污染，碳粉对磁极的污染是造成绝缘降低的主要原因。而后对转子磁极进行全面彻底地单个绝缘测量，并1#机转子磁极采用爱斯50带电清洗剂进行全面彻底的清洗，清洗后绝缘提高到4M，但运行一段时间后绝缘又有所下降，后经多次清洗，转子绝缘仍然不稳定。 3 原因分析 近尾洲电厂发电机滑环室部分由滑环、碳刷架、刷握、碳刷、滑环室框架、观察板及滤网盖板组成。在滑环室的底部有碳粉排出装置，碳粉排出装置由矩型吸风管道、过滤网、矩型离心风机组成。在机组运行时，滑环与碳刷摩擦产生的碳粉通过离心风机的作用吸附至过滤网上，同时将空气排出。在运行过程中，一些无法过滤的较细颗粒的碳粉将被排至空气中，而发电机风洞冷却系统密封存不严，如滑环处小轴与风洞挡板密封存在一定间隙，转子与挡风板存在较大间隙，空冷却器运行过程时，空气中悬浮的碳粉将被吸入风洞内，造成转子的污染。转子因使用年限较长及其它原因造成绝缘材料有一定老化，当转子上碳粉堆积较多时，将出现绝缘降低。 4 处理过程 4.1处理方法 对转子磁极绝缘进行处理可以恢复其绝缘水平，但是需重新拆装磁极，耗费大量人力物力，将导致弃水，影响电厂经济效益，且此办法治标不治本，碳粉污染的根本原因无法解决。发电机冷却系统的封闭由于受机组设计及转动部件影响，已无法进行较大改进。如将碳粉排出装置管路出口引向室外雨水廊道，将碳粉直接排出，则可消除二次污染，防止碳粉进入发电机风洞，污染机组转子磁极，如图1所示。 4.2理论计算 灯泡头碳风排出装置风机型号：KD285/4/60/50,功率1.36KW，转速1280r/min,额定电流2.36A，最大排风量3750 m3/h，全压500Pa，实际正常运行电流为1.5A；风机进风口滤网间加装了风压开关，压力设定为200Pa，即负压小于200Pa将出现滑环室气流量低报警；风机的吸风在排走碳粉的同时也将对滑环产生冷却作用，滑环室设了温度报警，55报警，60停机。 灯泡头至55米通风廊道总长为50米，如将风机出口直接引向室外，将导致风机全压大部分克服管路阻力，无法产生足够动压，最终将导致风机无法排出空气，因而需增一台风机与碳粉排出装置风机串联运行，提高全压，到达排风目的。