淺析五一橋水電站發(fā)電機油霧對轉(zhuǎn)子絕緣的影響及技改措施

摘 要：五一橋水電站投產(chǎn)后，因上導(dǎo)油霧造成轉(zhuǎn)子絕緣下降，汛期多次被迫停機處理轉(zhuǎn)子絕緣，對上導(dǎo)油盆端蓋對其技改后未出現(xiàn)因油霧原因的被迫停機，取得了很好的效果，文章對油霧影響轉(zhuǎn)子絕緣的原因及技改措施進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機；轉(zhuǎn)子絕緣；油霧

1 概述

五一橋水電站位于四川省甘孜州九龍縣境內(nèi)，安裝有三臺立軸懸垂式結(jié)構(gòu)的混流式水輪發(fā)電機組，采用靜止可控硅勵磁。單機容量為44MW，設(shè)計年平均發(fā)電量6.307億kW·h。自2008年11月三臺機組相繼投產(chǎn)發(fā)電以來，三臺機組上導(dǎo)油槽蓋板與大軸密封間隙處均出現(xiàn)了不同程度的油霧外溢現(xiàn)象，造成發(fā)電機集電環(huán)室內(nèi)集電環(huán)和碳刷架嚴(yán)重污染，油霧和碳粉吸附在絕緣層上面，使轉(zhuǎn)子絕緣性能下降迅速，造成轉(zhuǎn)子回路接地故障，威脅發(fā)電機的安全運行。對此，電站在2011年分別對1F、2F、3F機組上導(dǎo)油槽蓋板進(jìn)行了技術(shù)改造，通過兩年的運行實踐，收到了較好效果。

2 上導(dǎo)油槽油霧外溢原因分析

五一橋水電站機組上導(dǎo)油槽蓋板與大軸采用迷宮式密封，蓋板與大軸之間要求有0.05mm間隙。機組正常運行時，上導(dǎo)油槽溫度超過50℃，潤滑油在高溫及大軸高速旋轉(zhuǎn)下形成高壓、高溫油霧，油霧形成而從該間隙溢出。

3 機組轉(zhuǎn)子絕緣下降原因分析

3.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)原因分析

五一橋水電站機組集電環(huán)處于上導(dǎo)油槽蓋板正上方，兩者之間距離約為50cm，上導(dǎo)油槽溢出的油霧能直接對集電環(huán)污染，加快了集電環(huán)油污的形成。

3.2 機組碳刷材質(zhì)

機組運行時，由于碳刷摩擦大，會產(chǎn)生較多碳粉，五一橋所用碳刷材質(zhì)硬度不夠，極易被磨損，造成集電環(huán)、碳刷架和上導(dǎo)油槽蓋板附著大量碳粉，為轉(zhuǎn)子回路接地提供了介質(zhì)。

3.3 機組上導(dǎo)油槽溢出的油霧

油霧對產(chǎn)生的碳粉有較大的吸附作用，大量的碳粉附著在集電環(huán)表面，形成碳粉污垢，造成轉(zhuǎn)子絕緣性能迅速下降。有試驗表明，在松散干燥的狀態(tài)下，石墨碳粉的絕緣電阻可達(dá)到100M？贅以上，但是在油霧作用下絕緣電阻會迅速下降到零。

4 改進(jìn)方案

通過上述分析，結(jié)合五一橋水電站現(xiàn)有條件，提出以下整改方案。

4.1 增加絕緣擋板

在機組集電環(huán)與上導(dǎo)油槽蓋板之間增加絕緣擋板，隔斷油霧直接對集電環(huán)污染，減少集電環(huán)油污形成，對集電環(huán)形成保護作用。

4.2 更換碳刷和定期吹掃

經(jīng)過專業(yè)計算后，選擇了硬度更高的碳刷運行，減少了碳粉，定期對集電環(huán)進(jìn)行吹掃，這樣，集電環(huán)隨時處于干凈的環(huán)境下運行。

4.3 上導(dǎo)油槽蓋板技改

在油霧作用下碳粉絕緣會迅速下降到零，解決油霧外溢才是根本辦法。將上導(dǎo)油槽蓋板非接觸式密封技改成接觸式密封端蓋，即在上導(dǎo)油槽端蓋內(nèi)放置軟材料與大軸直接接觸而起密封作用，耐磨性好且具備自潤換性能，實現(xiàn)端蓋與大軸之間無間隙運行，從而保證機組運行中油槽蓋內(nèi)油霧無法外溢。為保證內(nèi)部空氣與外部聯(lián)通，在上導(dǎo)油槽蓋面上設(shè)四個呼吸器，油槽內(nèi)部油霧經(jīng)擋板過濾后成滴狀，油滴重新落入油槽內(nèi)，使油霧不會外溢，但外部空氣能與內(nèi)部聯(lián)通，以防止油槽內(nèi)部產(chǎn)生高溫、高壓氣體。

4.4 技改效果

改造后三臺機組經(jīng)過近兩年運行，集電環(huán)上已完全沒有油污，三臺機組的轉(zhuǎn)子絕緣電阻一直保持正常，完全消除了油霧對轉(zhuǎn)子絕緣的影響。

5 結(jié)束語

五一橋水電站油霧對轉(zhuǎn)子絕緣影響的技改措施，用此措施減少了碳粉，防止了油霧外溢，隔斷了油霧與碳粉的結(jié)合，消除了轉(zhuǎn)子回路絕緣隱患，確保機組安全、可靠運行，具有一定借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

[1]昆明電機廠出廠技術(shù)資料[Z].2008.

[2]哈爾濱通能電氣有限公司.TNS接觸式端蓋說明書[Z].2011.

作者簡介：鐘寧（1983，1-），男，漢族，大專，助理工程師，現(xiàn)主要從事水電站運行維護工作。