近尾洲水電廠發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子絕緣低故障處理

1、安全管理文書近尾洲水電廠發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子絕緣低故障處理日期：?jiǎn)挝唬航仓匏姀S發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子絕緣低故障處理1引言近尾洲水電廠位于湘江中游，地處衡南、常寧、祁東、祁陽四縣交界處，距衡陽市公路 75公里，是湘江干流開發(fā)規(guī)劃中 的第五級(jí)電站。近尾洲水電樞紐工程主要由大壩、發(fā)電廠房和船閘三大 建筑物組成，水庫總庫容4.6億立方米，正常蓄水位66米，壩頂高程 76米，大壩全長(zhǎng)810米，安裝有三臺(tái)由奧地利制造的燈泡貫流式水輪發(fā) 電機(jī)組，單機(jī)容量為21.06MW總裝機(jī)容量63.18MW,設(shè)計(jì)年發(fā)電量2.92 億千瓦時(shí)。是一座具有發(fā)電、航運(yùn)、灌溉等綜合效益的水電工程。近尾洲水電廠發(fā)電機(jī)型號(hào)為 SV628/80-15

2、5，額定轉(zhuǎn)速75r/min ,定 子槽數(shù)480,轉(zhuǎn)子磁極40對(duì)，額定電壓10.5kV，額定電流1286.7A。發(fā) 電機(jī)冷卻為具有空氣冷卻器的雙密閉循環(huán)強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻方式，即回流熱空氣由密閉循環(huán)冷卻水冷卻、 冷卻熱風(fēng)后的冷卻水流經(jīng)發(fā)電機(jī)表層冷卻 器由河水冷卻后循環(huán)使用。2存在的問題在機(jī)組運(yùn)行過程中，1#發(fā)機(jī)組轉(zhuǎn)子絕緣在運(yùn)行過程中 出現(xiàn)降低。2009年2月中旬在機(jī)組維保中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子絕緣僅為 0.2MQ, 隨即進(jìn)行了風(fēng)洞內(nèi)的全面檢查。檢查發(fā)現(xiàn)組合軸承與大軸密封良好、未 見明顯滲油，在風(fēng)洞內(nèi)檢查未見明顯油痕；檢查空冷器完好、未見滲水； 風(fēng)洞內(nèi)干燥、停機(jī)加熱器及除濕器工作正常；檢查轉(zhuǎn)子磁極，從外觀檢 查未見

3、有破損，但轉(zhuǎn)子磁極和定子上的碳粉較多。對(duì)磁極絕緣進(jìn)行了分 段測(cè)量，數(shù)據(jù)如表1,數(shù)據(jù)測(cè)量顯示磁極整體絕緣偏低。表1磁極絕緣測(cè)量表磁極絕緣值磁極絕緣值磁極絕緣值 7180# 0.8MQ 170#0.4M Q 1 # 68# 0.4M Q磁極絕緣值磁極絕緣值磁極絕緣值 69 # 80# 1MQ 1#40# 0.5MQ41#80# 0.5MQ通過排查，排除了油、水對(duì)磁極的污染，碳粉對(duì)磁極的污染是造成絕緣降低的主要原因。而后對(duì)轉(zhuǎn)子 磁極進(jìn)行全面徹底地單個(gè)絕緣測(cè)量，并 1#機(jī)轉(zhuǎn)子磁極采用愛斯50帶電 清洗劑進(jìn)行全面徹底的清洗，清洗后絕緣提高到4MQ,但運(yùn)行一段時(shí)間 后絕緣又有所下降，后經(jīng)多次清洗，轉(zhuǎn)子絕緣

4、仍然不穩(wěn)定。3原因分析近尾洲電廠發(fā)電機(jī)滑環(huán)室部分由滑環(huán)、碳刷架、刷握、 碳刷、滑環(huán)室框架、觀察板及濾網(wǎng)蓋板組成。在滑環(huán)室的底部有碳粉排 出裝置，碳粉排出裝置由矩型吸風(fēng)管道、過濾網(wǎng)、矩型離心風(fēng)機(jī)組成。 在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，滑環(huán)與碳刷摩擦產(chǎn)生的碳粉通過離心風(fēng)機(jī)的作用吸附至 過濾網(wǎng)上，同時(shí)將空氣排出。在運(yùn)行過程中，一些無法過濾的較細(xì)顆粒 的碳粉將被排至空氣中，而發(fā)電機(jī)風(fēng)洞冷卻系統(tǒng)密封存不嚴(yán)，如滑環(huán)處 小軸與風(fēng)洞擋板密封存在一定間隙，轉(zhuǎn)子與擋風(fēng)板存在較大間隙，空冷 卻器運(yùn)行過程時(shí)，空氣中懸浮的碳粉將被吸入風(fēng)洞內(nèi)，造成轉(zhuǎn)子的污染。 轉(zhuǎn)子因使用年限較長(zhǎng)及其它原因造成絕緣材料有一定老化，當(dāng)轉(zhuǎn)子上碳粉堆積較多時(shí)，將

5、出現(xiàn)絕緣降低。4處理過程4.1處理方法對(duì)轉(zhuǎn)子磁極絕緣進(jìn)行處理可以恢復(fù)其絕緣水平，但是 需重新拆裝磁極，耗費(fèi)大量人力物力，將導(dǎo)致棄水，影響電廠經(jīng)濟(jì)效益， 且此辦法治標(biāo)不治本，碳粉污染的根本原因無法解決。發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng) 的封閉由于受機(jī)組設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)動(dòng)部件影響，已無法進(jìn)行較大改進(jìn)。如將碳 粉排出裝置管路出口引向室外雨水廊道，將碳粉直接排出，則可消除二 次污染，防止碳粉進(jìn)入發(fā)電機(jī)風(fēng)洞，污染機(jī)組轉(zhuǎn)子磁極，如圖1所示。4.2理論計(jì)算燈泡頭碳風(fēng)排出裝置風(fēng)機(jī)型號(hào)：KD285/4/60/50,功率 1.36KW 轉(zhuǎn)速1280r/min,額定電流2.36A,最大排風(fēng)量3750m3/h,全壓 500Pa,實(shí)際正常運(yùn)行電

6、流為1.5A ;風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口濾網(wǎng)間加裝了風(fēng)壓開關(guān)，壓力設(shè)定為200Pa,即負(fù)壓小于200Pa將出現(xiàn)滑環(huán)室氣流量低報(bào)警；風(fēng) 機(jī)的吸風(fēng)在排走碳粉的同時(shí)也將對(duì)滑環(huán)產(chǎn)生冷卻作用，滑環(huán)室設(shè)了溫度報(bào)警，55C報(bào)警，60C停機(jī)。燈泡頭至55米通風(fēng)廊道總長(zhǎng)為50米，如 將風(fēng)機(jī)出口直接引向室外，將導(dǎo)致風(fēng)機(jī)全壓大部分克服管路阻力，無法 產(chǎn)生足夠動(dòng)壓，最終將導(dǎo)致風(fēng)機(jī)無法排出空氣，因而需增一臺(tái)風(fēng)機(jī)與碳 粉排出裝置風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行，提高全壓，到達(dá)排風(fēng)目的。根據(jù)流體的連續(xù) 性知，圖中碳粉排出裝置風(fēng)機(jī)I和室外風(fēng)機(jī)H兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)串聯(lián)后，由流 動(dòng)的連續(xù)性可知，通過兩風(fēng)機(jī)的風(fēng)量相同(忽略空氣的壓縮性及局部泄 漏)，所以總特性曲線的壓力和

7、功率等于兩通風(fēng)機(jī)特性曲線在同一流量 下的壓力和功率的和，如圖2所示。圖中風(fēng)機(jī)I和H串聯(lián)后的總特性曲 線I+ H中，A點(diǎn)的流量QA=Qa=Qb全壓PA=Pa+Pb功率NA二Na+Nb當(dāng) 兩風(fēng)機(jī)的連接管道的阻力不能忽略時(shí)，Q N曲線沒有變化，Q- P曲線 需要減去管道的阻力，如圖3所示。串聯(lián)的總壓力PA二Pa+P一 Pc,即 同流量下單風(fēng)機(jī)壓力的和 Pa+Pb減去管道的阻力Pc。1因而對(duì)于風(fēng)機(jī)和管路的選擇要充分考慮管路壓力損失、風(fēng)機(jī)特性曲線等關(guān)系。選擇合適的空氣管路。查表6-102，管路屬于微粉塵，其中管路既有豎管既有立管，最低風(fēng)速不小于10m3/h2;風(fēng)管選用PVC標(biāo)準(zhǔn)管，考慮到管路走向復(fù)雜、空

8、間狹小，管路又要接近原碳粉排出裝 置出口尺寸，管路選用315mm*7.9mm風(fēng)量如按最大排風(fēng)量3750m3/h 計(jì)算，風(fēng)速：v=Q/ nr2=1.04/() =14.7m/s。管路總體壓力損失計(jì)算風(fēng)速:v=Q/ nr2=1.04/() =14.7m/s 直管壓力損失:P2=L (入/D) v2* p /2，總長(zhǎng)L=50m 管徑D=0.3m,空氣密度P,取 標(biāo)準(zhǔn)空氣密度1.29kg/m3,均不考慮溫度和海拔的影響，阻力系數(shù)入，查表6-82，取 0.02，計(jì)算得P2=464Pa單個(gè)90度彎頭壓力損失:P3二入v2* p /2，彎頭阻力系數(shù) 入，查表6-82，取 0.26，計(jì)算得 P3=36Pa進(jìn)風(fēng)

9、口變徑處壓力損失:P4=入v2* p /2 ,變徑阻力系數(shù) 入，查 表6-82，取0.4，計(jì)算得P4=55Pa出風(fēng)口變徑處壓力損 失:P5二入v2* p /2，變徑阻力系數(shù) 入（此處變徑為估算），查表6-82, 取 0.47，計(jì)算得 P5=64Pa 管路總靜壓為 P仁 16*P3+P1+P5+P4+P2=1159Pa 查閱風(fēng)機(jī)手冊(cè)，風(fēng)機(jī)選用 4-72-3.6A，其流量2664-5268m3/h,全壓 1617-989Pa，額定功率：3.0KW,額定速度：2870r/min。4.3改造及效果2010年8月份組織對(duì)碳粉吸附裝置進(jìn)行了管路改 造，并對(duì)轉(zhuǎn)子磁極用愛斯50帶電清洗液進(jìn)行了一次清洗。風(fēng)管路

10、采用 315mm*7.9mmPVC，管路總長(zhǎng)為50m從燈泡頭原碳粉吸附風(fēng)機(jī)加裝一 個(gè)變徑喇叭口（600mm*300mrn315mmi接上PVCf及彎頭通至室外風(fēng)機(jī)； 新增加室外風(fēng)機(jī)動(dòng)力電源引自機(jī)組輔機(jī)動(dòng)力屏內(nèi)碳粉排出裝置電源 Q0012空開上端，在機(jī)組輔機(jī)動(dòng)力屏內(nèi)增設(shè)一個(gè)空開、一個(gè)空開輔助接 點(diǎn)、一個(gè)交流接觸器、風(fēng)機(jī)啟動(dòng)條件為原碳粉排除裝置啟動(dòng)的同時(shí)啟動(dòng)。 由于增加了輔助節(jié)點(diǎn)，在上位機(jī)可監(jiān)視室外風(fēng)機(jī)的啟停狀態(tài)，改造后測(cè) 量室外風(fēng)機(jī)電流為3.5A，室內(nèi)風(fēng)機(jī)電流為1.5A，碳粉排出裝置前風(fēng)壓 開關(guān)動(dòng)作值達(dá)到了 250PQ改造后對(duì)滑環(huán)溫度進(jìn)行了數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，與其它 機(jī)組相比略有降低。碳粉吸附裝置管路改造后對(duì)轉(zhuǎn)子磁極絕緣進(jìn)行了跟 蹤檢查，連續(xù)多次測(cè)量1#機(jī)組轉(zhuǎn)子絕緣均維持在9MQ左右。表2轉(zhuǎn) 子絕緣測(cè)量表時(shí)間 絕緣值（MQ）時(shí)間 絕緣值（MIQ） 1010137.581011105結(jié)束語經(jīng)過對(duì)過碳粉排出裝置的改造，1#機(jī)組轉(zhuǎn)子絕緣偏低的情況得到解決。由于近尾洲水電廠機(jī)組生產(chǎn)廠家為外方，廠家對(duì)關(guān)鍵技術(shù) 進(jìn)行了保密，因而如采取拆卸磁極對(duì)磁極進(jìn)行重新維修處理，需廠家人 員到場(chǎng)進(jìn)行組織處