水輪發(fā)電機(jī)鏡板靜電引起的設(shè)備故障分析.doc

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水輪發(fā)電機(jī)鏡板靜電引起的設(shè)備故障分析 2005年初對(duì)4號(hào)機(jī)組進(jìn)行了擴(kuò)大性大修，更換了推力頭與鏡板之間的絕緣墊，使兩者之間的絕緣電阻由檢修前的6M皆黽擁2000M劍屏叩耐咦臚屏筒壑淶木滴20M健 機(jī)組大修后第一次開機(jī)，出口開關(guān)及出口刀閘均在斷開位置，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速幾分鐘后，就發(fā)現(xiàn)2套并用的測(cè)溫裝置同時(shí)故障。當(dāng)時(shí)認(rèn)為是測(cè)溫裝置本身問題，故將機(jī)組停下，更換了2套完好的測(cè)溫裝置。重新開機(jī)到額定轉(zhuǎn)速幾分鐘后，2套測(cè)溫裝置又出現(xiàn)故障，并且在上導(dǎo)油槽與推力油槽處有間歇性的放電聲，放電的間隔為4～5min，用萬用表的交流檔或直流檔在大軸處測(cè)量，均未能測(cè)出電壓值。 2故障原因查找 (1)為了查找故障原因，以確認(rèn)是由二次回路竄電而來，還是由發(fā)電機(jī)附屬設(shè)備引起的，將機(jī)組的部分監(jiān)視測(cè)量裝置解除，拉開機(jī)組的調(diào)變、壓變、機(jī)端勵(lì)磁變及中性點(diǎn)消弧線圈刀閘，并斷開轉(zhuǎn)子與外界相連的回路。將測(cè)溫裝置由微機(jī)型換為常規(guī)表計(jì)，檢查并確認(rèn)大軸接地碳刷接觸良好。重新開機(jī)至額定轉(zhuǎn)速幾分鐘后，新?lián)Q的測(cè)溫表又損壞，而放電聲依然存在，因而懷疑有高電壓竄入測(cè)溫二次回路，損壞測(cè)溫表。 將靜電電壓表與推力軸瓦座的引出線連接，測(cè)量推力瓦座對(duì)地電壓，發(fā)現(xiàn)在放電的瞬間，其對(duì)地有約1kV的靜電電壓。同時(shí)，用電壓表測(cè)量推力軸瓦內(nèi)的測(cè)溫探頭的輸出電壓，測(cè)得有70～150V的直流電壓。因?yàn)闇y(cè)溫裝置的正常輸入信號(hào)電壓范圍為5～20V，由此判定此電壓是造成測(cè)溫裝置屢屢損壞的原因。 (2)隨后進(jìn)行了以下試驗(yàn)性查找： ①將推力瓦座引出線接地，重新開機(jī)至額定轉(zhuǎn)速，發(fā)現(xiàn)放電聲仍存在，而放電間隔有所延長(zhǎng)，大概為10min一次。在放電時(shí)，推力軸瓦測(cè)溫探頭引出線仍有約100V的電壓。 ②由于將推力瓦座接地仍未能消除放電現(xiàn)象，說明推力瓦座不是產(chǎn)生放電的根源。故將該處接地線拆除，同時(shí)在上導(dǎo)油槽蓋處大軸及下風(fēng)洞發(fā)電機(jī)大軸法蘭處接地，開機(jī)至額定轉(zhuǎn)速，發(fā)現(xiàn)放電聲消失，但在推力瓦座仍測(cè)得突然出現(xiàn)的瞬間達(dá)1kV的靜電電壓。由此可以判定，在推力油槽內(nèi)仍存在放電現(xiàn)象，而且是鏡板在放電。 ③為進(jìn)一步確認(rèn)放電是由鏡板上的靜電電壓 引起的，即將機(jī)組停下，做好安全措施，利用彈簧壓片從鏡板處引出一根絕緣導(dǎo)線，接在靜電電壓表上；隨后啟動(dòng)機(jī)組，隨著機(jī)組轉(zhuǎn)速逐漸上升，靜電電壓也逐漸上升，當(dāng)達(dá)到70％額定轉(zhuǎn)速時(shí)，已經(jīng)測(cè)得鏡板處的靜電電壓為1kV；轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，靜電電壓也在不斷地升高，達(dá)到95％額定轉(zhuǎn)速時(shí)，靜電電壓為2.8kV；當(dāng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，靜電電壓已達(dá)到約3.6kV。為避免出現(xiàn)放電，就直接將鏡板引出線接地，泄放鏡板上的靜電電荷，同時(shí)測(cè)量在鏡板接地的情況下，放電電流約為0.3礎(chǔ)。而將鏡板接地后，機(jī)組運(yùn)行了40min也未發(fā)現(xiàn)放電現(xiàn)象，推力瓦座處也未測(cè)出靜電電壓。 3靜電產(chǎn)生的原因 發(fā)電機(jī)大軸與推力頭、鏡板是剛性聯(lián)接的，在推力軸瓦上轉(zhuǎn)動(dòng)，即采用滑動(dòng)軸承?；瑒?dòng)軸承通過透平油潤(rùn)滑，整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分是壓在油膜上的。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中，油膜與旋轉(zhuǎn)體摩擦而產(chǎn)生的靜電荷在鏡板上逐漸積聚，電位不斷升高，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸接觸到旋轉(zhuǎn)體以外的任何部件時(shí)，便通過該部件進(jìn)行放電。否則電荷就會(huì)繼續(xù)積累，產(chǎn)生高電壓，當(dāng)電壓超過軸承油膜的絕緣強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。這種現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生的結(jié)果，就使得推力軸瓦內(nèi)的測(cè)溫探頭受到損害。而靜電電壓是間歇性的和非周期性的，其大小與旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、流體的狀態(tài)及特性等因素有很大關(guān)系。 由于2005年大修時(shí)更換了鏡板與推力頭之間的絕緣，使其間的絕緣電阻高達(dá)2000M劍蚨蛋逕系木駁綰珊苣咽頭擰Ｋ孀龐湍び胄迥ゲ潦奔淶難映?，镜稗熛的抉g綰稍交蕉?，悼姃焐n嚼叢礁擼貝锏揭歡ㄇ慷仁?，该茨稻U刪鴕醞夥諾紓浞諾緇羋肥峭蛋濉蛋逵氪籩嶂淶男〖湎丁⒌緇帷蟮亍Ｔ詵諾緄乃布?，推吝座上也产生了很高的感涌?達(dá)1kV)，而安裝在推力瓦內(nèi)的測(cè)溫探頭，由于其結(jié)構(gòu)中有2個(gè)繞組，在繞組上也會(huì)感應(yīng)出約100V的電壓，此電壓將測(cè)溫裝置燒壞。 4處理措施 由于油膜與旋轉(zhuǎn)體磨擦是不可避免的，因而無法做到不讓鏡板積存靜電荷，所以處理的方法就是如何消除鏡板上的靜電。依據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組檢修 規(guī)程，發(fā)電機(jī)的推力頭與鏡板之間的絕緣不小于 1M劍栽誥蛋逵臚屏分淞右桓鱟柚滴 2.5M健⒐飾2W的電阻，即相當(dāng)于將鏡板與推力頭之間的絕緣由2000M澆滴2.5M??；樵誦惺痹誥蛋逕匣嫻木駁綰刪屯說繾櫳狗胖鐐屏罰屏酚氪籩嵯嗔?，椿e嵩蚪擁?。经此处莱岓，开机譄掝定转速试验，螀操发乡娦分Z縵窒螅屏咦參床獾鎂駁繆?，而测蝹惏置覅矁溨锁帣n那榭觶饉得鞲么矸椒ㄊ欽返摹 大型交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生軸電壓是不可避免的，從防止軸電流保護(hù)軸瓦的角度出發(fā)，推力頭與鏡板之間的絕緣是必需的，但絕緣不宜過高。 第 4 頁 共 4 頁