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近尾洲水电厂发电机组转子绝缘低 故障处理故障处理 1 1 引言引言 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 2 存在的问题存在的问题 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 2009 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 71 80 0 8 m 1 70 0 4 m 1 68 0 4 m 磁极绝缘值磁极绝缘值磁极绝缘值 69 80 1 m 1 40 0 5 m 41 80 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 3 原因分析原因分析 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 4 处理过程处理过程 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 根据流体的连续性知 图中碳粉排出装置风机 和室外风机 两台通风机串联 后 由流动的连续性可知 通过两风机的风量相同 忽略空气的压缩性及局部泄 漏 所以总特性曲线的压力和功率等于两通风机特性曲线在同一流量下的压力 和功率的和 如图 2 所示 图中风机 i 和 串联后的总特性曲线 i 中 a 点 的流量 qa qa qb 全压 pa pa pb 功率 na na nb 当两风机的连接管道的 阻力不能忽略时 q n 曲线没有变化 q p 曲线需要减去管道的阻力 如图 3 所示 串联的总压力 pa pa pb 一 pc 即同流量下单风机压力的和 pa pb 减去 管道的阻力 pc 1 因而对于风机和管路的选择要充分考虑管路压力损失 风机特性曲线等关系 选择合适的空气管路 查表 6 10 2 管路属于微粉尘 其中管路既有竖管既 有立管 最低风速不小于 10m3 h 2 风管选用 pvc 标准管 考虑到管路走向 复杂 空间狭小 管路又要接近原碳粉排出装置出口尺寸 管路选用 315mm 7 9mm 风量如按最大排风量 3750 m3 h 计算 风速 v q r2 1 04 3 14 0 1502 14 7m s 管路总体压力损失计算 风速 v q r2 1 04 3 14 0 1502 14 7m s 直管压力损失 p2 l d v2 2 总长 l 50m 管径 d 0 3m 空气密 度 取标准空气密度 1 29kg m3 均不考虑温度和海拔的影响 阻力系数 查表 6 8 2 取 0 02 计算得 p2 464pa 单个 90 度弯头压力损失 p3 v 2 2 弯头阻力系数 查表 6 8 2 取 0 26 计算得 p3 36pa 进风口变径处压力损失 p4 v 2 2 变径阻力系数 查表 6 8 2 取 0 4 计算得 p4 55 pa 出风口变径处压力损失 p5 v 2 2 变径阻力系数 此处变径为估算 查表 6 8 2 取 0 47 计算得 p5 64pa 管路总静压为 p1 16 p3 p1 p5 p4 p2 1159pa 查阅风机手册 风机选用 4 72 3 6a 其流量 2664 5268m3 h 全压 1617 989pa 额定功率 3 0kw 额定速度 2870r min 4 3 改造及效果 2010 年 8 月份组织对碳粉吸附装置进行了管路改造 并对转子磁极用爱斯 50 带电清洗液进行了一次清洗 风管路采用 315mm 7 9mm pvc 管 管路总长为 50m 从灯泡头原碳粉吸附风机加装一个变径喇叭口 600mm 300mm 315mm 接 上 pvc 管及弯头通至室外风机 新增加室外风机动力电源引自机组辅机动力屏 内碳粉排出装置电源 q0012 空开上端 在机组辅机动力屏内增设一个空开 一 个空开辅助接点 一个交流接触器 风机启动条件为原碳粉排除装置启动的同 时启动 由于增加了辅助节点 在上位机可监视室外风机的启停状态 改造后 测量室外风机电流为 3 5a 室内风机电流为 1 5a 碳粉排出装置前风压开关动 作值达到了 250pa 改造后对滑环温度进行了数据监测 与其它机组相比略有 降低 碳粉吸附装置管路改造后对转子磁极绝缘进行了跟踪检查 连续多次测 量 1 机组转子绝缘均维持在 9 m 左右 表 2 转子绝缘测量表 时间 9 059 139 1609 199 2710 510 1010 13 绝缘值 m 159991010108 时间 10 1610 2310 3111 0711 812 0412 1312 23 绝缘值 m 1010137 58101110 5 5 结束语结束语 经过对过碳粉排出装置的改造 1 机组转子绝缘偏低的情况得到解决 由于近 尾洲水电厂机组生产厂家为外方 厂家对关键技术进行了保密 因而如采取