水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子引線安全性研究

轉(zhuǎn)子引線是水輪發(fā)電機中連接勵磁系統(tǒng)與磁極的重要部件，其固定、連接方式及絕緣參數(shù)的選擇直接影響機組的安全運行。近年來，隨著巨型機組、抽水蓄能、高轉(zhuǎn)速機組的增多，對轉(zhuǎn)子引線的安全性提出了更高的要求。

一 轉(zhuǎn)子引線破壞方式

1 機械破壞：對于轉(zhuǎn)速高、直徑大、頻繁啟動的機組，在機組運行時，由于強大、持續(xù)的離心力或頻繁啟動造成疲勞的作用，轉(zhuǎn)子引線容易發(fā)生串動、撕裂，這種情況如不及時解決，轉(zhuǎn)子引線就有被拉斷的危險，使運行中的發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁極失去勵磁，而引發(fā)嚴重的安全事故。

2 電氣破壞：因環(huán)境潮濕使轉(zhuǎn)子引線絕緣電阻降低，長期使用在過熱、潮濕環(huán)境下絕緣材料老化、劣化，或灰塵、油污等的積累使轉(zhuǎn)子絕緣距離減小，都易造成轉(zhuǎn)子引線一點或兩點接地，如接地現(xiàn)象不能得到及時處理，將使發(fā)電機磁路不對稱，機組產(chǎn)生強烈的震動，造成軸系破壞。

二 轉(zhuǎn)子引線固定及連接方式

通過對轉(zhuǎn)子引線機械破壞的方式進行有限元分析及對以往機組的運行經(jīng)驗的總結(jié)，我們可采取如下措施對轉(zhuǎn)子引線固定及連接：

1 轉(zhuǎn)子引線的固定方式有固定夾，擋板夾等固定方式。固定夾是用兩層絕緣板將轉(zhuǎn)子引線夾住，靠夾緊力限制轉(zhuǎn)子引線的移動，適用于離心力不大的位置固定。擋板夾是在轉(zhuǎn)子引線受力方向用絕緣板頂住，適用于轉(zhuǎn)子變形較大且受力較大的位置固定。通常，我們根據(jù)機組結(jié)構(gòu)和位置的不同，選擇不同的固定方式。

2 轉(zhuǎn)子引線的連接方式是根據(jù)機組勵磁電流的大小選擇的，通常有電纜連接和矩形銅排連接。勵磁電流小的選擇電纜連接，勵磁電流大的選擇矩形銅排連接。無論選擇那種連接方式，都應(yīng)考慮使用環(huán)境因素(溫度、濕度、日照等)的影響，來選擇合適的電纜或矩形銅排規(guī)格。同時為了防止接觸電阻過大，使轉(zhuǎn)子引線局部發(fā)熱嚴重，通常在接觸面刷鍍銀或搪錫。同時對變形較大的區(qū)域應(yīng)預(yù)留有一定的變形量，通常采用柔性連接。常用的柔性連接方式有：軟連接和Ω彎連接。

三 絕緣參數(shù)的選擇

機組運行時不可避免的存在高溫，電、機械的應(yīng)力和振動，有害氣體、化學(xué)物質(zhì)、潮濕、灰塵等各種因素的作用，這些因素對絕緣材料比對其他材料有更顯著的影響，所以絕緣材料是決定轉(zhuǎn)子引線安全的關(guān)鍵材料，根據(jù)絕緣材料的性能及破壞方式，選用性能優(yōu)良的絕緣材料，同時在設(shè)計時注意：

1 根據(jù)機組勵磁電壓的大小，選擇合適的爬電距離和放電距離，對于勵磁電壓較大的機組，應(yīng)適當提高爬電距離和放電距離。

2 加強相關(guān)絕緣材料的制造工藝和裝配質(zhì)量，提高其機械強度。

四 日常檢修時的維護

1 在機組的檢修時注意觀察轉(zhuǎn)子引線的固定與連接處，是否有發(fā)生位移的跡象，如位移量較明顯，說明此處受力較大，應(yīng)分析出原因，并增加固定夾與擋板夾或改進連接方式，避免轉(zhuǎn)子引線因位移較大而發(fā)生拉斷的現(xiàn)象。

2 在機組的檢修時注意觀察轉(zhuǎn)子引線絕緣是否有的破損、老化等現(xiàn)象，是否有油污、水、灰塵等污物積累。若絕緣材料破損、老化，應(yīng)及時更換該部件，若有污物，應(yīng)及時清理干凈。同時應(yīng)分析造成絕緣破損的原因，及時解決。

3 若機組長時間停機或檢修，注意對轉(zhuǎn)子引線的防潮，適時對其干燥。同時在啟機前，檢查一遍絕緣電阻，看是否在許用值范圍內(nèi)。

五 結(jié)束語

轉(zhuǎn)子引線是水輪發(fā)電機組中的重要部件，是機組運行的前提，保證其安全性是十分必要的，因此我們在設(shè)計、制造和安裝中都必須對其加以重視。同時在機組的日常維護或檢修時，注意觀察轉(zhuǎn)子引線的變化情況，以利于我們對轉(zhuǎn)子引線的安全性有一定的了解并對存在的問題及時解決。