水轮发电机镜板静电引起的设备故障分析.doc

水轮发电机镜板静电引起的设备故障分析2005年初对4号机组进行了扩大性大修，更换了推力头与镜板之间的绝缘垫，使两者之间的绝缘电阻由检修前的6M皆黾拥2000M剑屏叩耐咦胪屏筒壑涞木滴20M健机组大修后第一次开机，出口开关及出口刀闸均在断开位置，当机组转速达到额定转速几分钟后，就发现2套并用的测温装置同时故障。当时认为是测温装置本身问题，故将机组停下，更换了2套完好的测温装置。重新开机到额定转速几分钟后，2套测温装置又出现故障，并且在上导油槽与推力油槽处有间歇性的放电声，放电的间隔为45min，用万用表的交流档或直流档在大轴处测量，均未能测出电压值。2故障原因查找(1)为了查找故障原因，以确认是由二次回路窜电而来，还是由发电机附属设备引起的，将机组的部分监视测量装置解除，拉开机组的调变、压变、机端励磁变及中性点消弧线圈刀闸，并断开转子与外界相连的回路。将测温装置由微机型换为常规表计，检查并确认大轴接地碳刷接触良好。重新开机至额定转速几分钟后，新换的测温表又损坏，而放电声依然存在，因而怀疑有高电压窜入测温二次回路，损坏测温表。将静电电压表与推力轴瓦座的引出线连接，测量推力瓦座对地电压，发现在放电的瞬间，其对地有约1kV的静电电压。同时，用电压表测量推力轴瓦内的测温探头的输出电压，测得有70150V的直流电压。因为测温装置的正常输入信号电压范围为520V，由此判定此电压是造成测温装置屡屡损坏的原因。(2)随后进行了以下试验性查找：将推力瓦座引出线接地，重新开机至额定转速，发现放电声仍存在，而放电间隔有所延长，大概为10min一次。在放电时，推力轴瓦测温探头引出线仍有约100V的电压。由于将推力瓦座接地仍未能消除放电现象，说明推力瓦座不是产生放电的根源。故将该处接地线拆除，同时在上导油槽盖处大轴及下风洞发电机大轴法兰处接地，开机至额定转速，发现放电声消失，但在推力瓦座仍测得突然出现的瞬间达1kV的静电电压。由此可以判定，在推力油槽内仍存在放电现象，而且是镜板在放电。为进一步确认放电是由镜板上的静电电压引起的，即将机组停下，做好安全措施，利用弹簧压片从镜板处引出一根绝缘导线，接在静电电压表上；随后启动机组，随着机组转速逐渐上升，静电电压也逐渐上升，当达到70额定转速时，已经测得镜板处的静电电压为1kV；转速继续上升，静电电压也在不断地升高，达到95额定转速时，静电电压为2.8kV；当达到额定转速时，静电电压已达到约3.6kV。为避免出现放电，就直接将镜板引出线接地，泄放镜板上的静电电荷，同时测量在镜板接地的情况下，放电电流约为0.3礎。而将镜板接地后，机组运行了40min也未发现放电现象，推力瓦座处也未测出静电电压。3静电产生的原因发电机大轴与推力头、镜板是刚性联接的，在推力轴瓦上转动，即采用滑动轴承。滑动轴承通过透平油润滑，整个转动部分是压在油膜上的。发电机在运行过程中，油膜与旋转体摩擦而产生的静电荷在镜板上逐渐积聚，电位不断升高，当转动轴接触到旋转体以外的任何部件时，便通过该部件进行放电。否则电荷就会继续积累，产生高电压，当电压超过轴承油膜的绝缘强度时，就会产生放电现象。这种现象重复发生的结果，就使得推力轴瓦内的测温探头受到损害。而静电电压是间歇性的和非周期性的，其大小与旋转体的转动速度、流体的状态及特性等因素有很大关系。由于2005年大修时更换了镜板与推力头之间的绝缘，使其间的绝缘电阻高达2000M剑蚨蛋迳系木驳绾珊苣咽头拧孀庞湍胄迥潦奔涞难映蛋迳系木驳绾稍交蕉啵缪挂苍嚼丛礁撸贝锏揭欢慷仁保么牡绾删鸵酝夥诺纾浞诺缁芈肥峭蛋濉蛋逵氪笾嶂涞男湎丁缁帷蟮亍诜诺绲乃布洌屏咦弦膊撕芨叩母杏缪(达1kV)，而安装在推力瓦内的测温探头，由于其结构中有2个绕组，在绕组上也会感应出约100V的电压，此电压将测温装置烧坏。4处理措施由于油膜与旋转体磨擦是不可避免的，因而无法做到不让镜板积存静电荷，所以处理的方法就是如何消除镜板上的静电。依据水轮发电机组检修规程，发电机的推力头与镜板之间的绝缘不小于1M剑栽诰蛋逵胪屏分淞右桓鲎柚滴2.5M健饰2W的电阻，即相当于将镜板与推力头之间的绝缘由2000M浇滴2.5M健；樵诵惺痹诰蛋迳匣娴木驳绾删屯说缱栊狗胖镣屏罚屏酚氪笾嵯嗔笾嵩蚪拥亍舜砗螅炼疃偈匝椋丛俜钟蟹诺缦窒螅屏咦参床獾镁驳缪梗馕伦爸靡参丛俪鱿炙鸹档那榭觯馑得鞲么矸椒钦返摹大型交流发电机产生轴电压是不可避免的，从防止轴电流保护轴瓦的角度出发，推力头与镜板之间的绝缘是必需的，但绝缘不宜过高。第 4 页 共 4 页