同步電機(jī)定子溫升偏高原因分析及處理方案.pdf

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電網(wǎng) 方便的優(yōu)勢(shì) 越來越受到人們的歡迎 但是由于相同 體積的冷卻介質(zhì) 空氣的冷卻能力較氫氣和水相差較大 而且空冷電動(dòng)機(jī)的風(fēng)摩損耗大 所以定子和冷卻介質(zhì)溫 升的研究對(duì)保證空冷發(fā)電機(jī)高效 可靠和安全的運(yùn)行具 有重要意義 TL1600 40 3250 6kV電機(jī)屬于上橋泵站改造T程 原 先運(yùn)行的三臺(tái)電機(jī) 直正常 此次改造電機(jī)仍采用原主體 結(jié)構(gòu) 風(fēng)道也為原風(fēng)道 而且本次空載試驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)間為 30rain左右 即使風(fēng)路不通暢也不可能有如此高的熱量聚 集 使得定子溫度呈現(xiàn)指數(shù)上升趨勢(shì) 因而風(fēng)路不通暢不 是上橋泵站電機(jī)溫升的主要原因 2 2電機(jī)超功率因素 電動(dòng)機(jī)額定功率 選擇的原則是 所選額定功率要能 滿足生產(chǎn)機(jī)械在拖動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié) 啟動(dòng) 調(diào)速 制動(dòng)等 對(duì)功率和轉(zhuǎn)矩的要求并在此基礎(chǔ)上使電動(dòng)機(jī)得到充分利 用 額定功率選擇的方法是 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械工作時(shí)負(fù)載 轉(zhuǎn)矩 功率 電流 大 小變化特點(diǎn) 預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額 定功率 再根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)額定功率校驗(yàn)過載能力和啟動(dòng) 能力 如果所有的實(shí)際情況與艦定條件相同 只要電動(dòng)機(jī)的 額定功率尸Iv大于負(fù)載的實(shí)際功率 就會(huì)使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行 時(shí)實(shí)際達(dá)到的穩(wěn)態(tài)溫升r 約等于額定溫升 既能使電 動(dòng)機(jī)的發(fā)熱條件得到充分利用 又能使電動(dòng)機(jī)達(dá)到規(guī)定的 使用年限 J 但是 實(shí)際情況與規(guī)定的條件往往不盡相 同 實(shí)際環(huán)境溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度不同 實(shí)際T作制與規(guī)定的 一作方式不同 實(shí)際的短時(shí)定額與規(guī)定的短時(shí)定額不同 實(shí)際的斷續(xù)定額與規(guī)定的斷續(xù)定額不同 都可能導(dǎo)致電動(dòng) 機(jī)的額定功率 小于實(shí)際負(fù)載功率 如果電動(dòng)機(jī)超功 率運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng) 可能導(dǎo)致定子溫升過高 但是 TL1600 40 3250 6kV電機(jī)此次溫升偏高是在空載試驗(yàn)進(jìn)行 的時(shí)間30min左右 不存在超功率運(yùn)行 2 3絕緣老化因素 電動(dòng)機(jī)定子繞組絕緣 在運(yùn)行過程中由于電場(chǎng) 溫 度 電磁和機(jī)械振動(dòng) 化學(xué)效應(yīng)等因素的作用 絕緣逐步 老化 以瀝青云母絕緣為例 絕緣老化的主要特征是瀝 青膠干枯 炭化和揮發(fā) 絕緣分層膨脹 絕緣與定子鐵 槽壁之間的問隙消失 定子鐵芯徑向通風(fēng)溝處的絕緣凸 起 主絕緣與銅線之間出現(xiàn)貫穿性間隙 又稱脫殼 間隙 內(nèi)的空氣發(fā)生局部放電 局部放電嚴(yán)重處股線絕緣變白并 且發(fā)脆 相應(yīng)部位的云母變成白色并穿孔 這些現(xiàn)象在運(yùn) 行電位高的線棒上出現(xiàn) 在電場(chǎng)強(qiáng)度大的線棒棱邊部位尤 為突出 定子繞組絕緣老化分層 脫殼以后 它的等效導(dǎo)熱 系數(shù)和熱導(dǎo)減小 在相同的運(yùn)行工況下 銅線 鐵芯 電阻檢溫計(jì)和絕緣內(nèi)各部分的溫度都有變化 也導(dǎo)致定 子溫升 但是 上橋泵站擴(kuò)建及更新改造工程 電動(dòng)機(jī) 是新機(jī)械 不存在絕緣老化問題 2 4定子電流因素 較大容量的電動(dòng)機(jī)的定子線圈 一般由多股絕緣導(dǎo)線 并繞而成 線圈間的連結(jié) 是將多股導(dǎo)線剝?nèi)ソ^緣后并聯(lián) 焊接 10 南于并聯(lián)各導(dǎo)線處于定子槽的不同位置 感應(yīng) 的基波電勢(shì)和諧波電勢(shì)是有微小差別的 因此并聯(lián)導(dǎo)線間 的電流不均衡 造成附加損耗 增加定子溫升 TL1600 40 3250 6kV的現(xiàn)場(chǎng)空載試驗(yàn)所記錄的空載定 子電流為15A 5A 以如此小的空載電流 定子的損耗也 不會(huì)很大 不可能有很大的熱量產(chǎn)生 所以不能解釋定子 溫度在短短30rain升高到90 的現(xiàn)狀 2 5定子線圈因素 排除以上各種定子溫升高的原因 又因?yàn)槎ㄗ拥臏囟?是由預(yù)埋在定子線圈里的定子測(cè)溫元件反映出來的 而定 子測(cè)溫元件本身也是一個(gè)電阻 Pt 如果定子線電流不 大 但是每相兩支路中內(nèi)部電流大 那么由測(cè)溫元件所反 映的溫度肯定不正常 根據(jù)以上推測(cè)分析 對(duì)定子線圈的 二次接線 極間接線 進(jìn)行了檢查 結(jié)果發(fā)現(xiàn)電機(jī)定子線 圈的二次接線存在問題 如圖2所示 TL1600 40 3250 6kV的每臺(tái)電機(jī)定子線圈共270個(gè) 電機(jī)極數(shù)為40 分兩路并聯(lián) 那么每相每條并聯(lián)支路內(nèi)本 應(yīng)該有45匝線圈 可是現(xiàn)在根據(jù)圖2原接線圖所示 兩 條并聯(lián)支路不對(duì)稱 其中一條并聯(lián)支路內(nèi)有40匝線圈 而另一條并聯(lián)支路內(nèi)有50匝線圈 因同步電動(dòng)機(jī)定子通入的是交流電 定轉(zhuǎn)子之間為交 流感應(yīng)磁場(chǎng) 每相兩并聯(lián)支路兩端的感應(yīng)電勢(shì)應(yīng)該相等 兩并聯(lián)支路內(nèi)的電阻相等 那么在其中的感應(yīng)電流應(yīng)該相 同 正常情況下內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流 溫升應(yīng)該在正常范 圍 但是現(xiàn)在因?yàn)槊肯鄡刹⒙?lián)支路不對(duì)稱 則兩并聯(lián)支路 兩端的感應(yīng)電勢(shì)不等 這勢(shì)必在兩并聯(lián)支路內(nèi)部有電位 f 一 一 豫 i 曩薯簦鬃謦尊 翻 1O i 黧 鬻囂蕞囊 L j 一 圖2 原定子線圈接線圖