汽輪發(fā)電機組勵磁機整流器故障分析及維護措施

初東

（本鋼板材股份有限公司發(fā)電廠，遼寧本溪 117021）

汽輪發(fā)電機組勵磁機整流器故障分析及維護措施

初東

（本鋼板材股份有限公司發(fā)電廠，遼寧本溪 117021）

針對無刷勵磁機受焦粉的影響出現(xiàn)接地短路的問題，結(jié)合通過分析設(shè)備結(jié)構(gòu)組成，提出了運行中需要監(jiān)測調(diào)整的溫度及絕緣參數(shù)，通過采取絕緣維護及定期除塵等措施，保證無刷勵磁機的正常運行調(diào)整及維護的方法。

無刷勵磁機；焦粉；溫度；絕緣；旋轉(zhuǎn)整流器；轉(zhuǎn)子引線

1 概述

本鋼焦化廠8#、9#焦爐產(chǎn)焦量約150萬t/年，在焦化廠區(qū)內(nèi)遍布運輸焦煤的通廊，在運輸及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵使廠區(qū)空氣中微小焦炭顆粒濃度高，而焦炭顆粒具有附著性及導電性。

在焦化廠區(qū)域內(nèi)，有一臺汽輪發(fā)電機組，該機組勵磁機型號為JL—130，勵磁機整流器發(fā)生故障的頻率較高，故障程度尤其嚴重。該機組于2009年8 月15日投產(chǎn)，試運行168 h后，機組于8月21日出現(xiàn)異常現(xiàn)象：發(fā)電機勵磁電流升高，無功負荷為6000 kVA、發(fā)電機電壓降至8500 V并波動、定子電流顯著升高、發(fā)電機處于失磁狀態(tài)、勵磁機溫度升高并有焦味，遂停機處理。

停機并分解勵磁機發(fā)現(xiàn)：勵磁機的交流發(fā)電機三相引出線與旋轉(zhuǎn)整流器連接處、旋轉(zhuǎn)整流器引出線連接處、旋轉(zhuǎn)整流器內(nèi)元件（整流二極管、電容、電阻、散熱片等）、旋轉(zhuǎn)整流器內(nèi)連接線處都附著有焦粉。焦粉使旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機與旋轉(zhuǎn)整流器連接處接地短路。

經(jīng)搶修投入運行，再次運行160 h，勵磁機整流器于8月31日再次出現(xiàn)相同故障。

如果不解決這個問題，機組的運行周期較短，每運行6天左右就必須停機一次，每次消除故障至少需要36 h。導致運行及檢修人員勞動強度增加，運行及維修成本增大，機組頻繁啟停將直接影響機組安全性及經(jīng)濟性。

2 無刷勵磁機的組成

無刷勵磁機為發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)，由旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機及旋轉(zhuǎn)整流器組成。

其主勵磁機與主發(fā)電機聯(lián)成同軸，為旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機，勵磁機輸出的交流電經(jīng)整流器變成直流電供給發(fā)電機勵磁。

2.1 旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機

旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機額定輸出功率為130 kW，其磁場由WLZ—1DW型勵磁調(diào)節(jié)裝置通過控制可控硅整流橋輸出電流控制，通過這種這種方式控制發(fā)電機勵磁及控制發(fā)電機端電壓。在發(fā)電機運行時，交流發(fā)電機所需勵磁電流由變壓器供給，總勵磁電流是由兩組整流器并聯(lián)供給的。

2.2 旋轉(zhuǎn)整流器

旋轉(zhuǎn)整流器是無刷勵磁系統(tǒng)的核心。是一種特殊的整流裝置，由整流二極管組成三相交流橋式整流電路，它是旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機輸出的負載。另外還包括滅磁保護控制電路和直流勵磁輸出控制電路及安裝主體旋轉(zhuǎn)支架。

3 無刷勵磁機的運行維護和整改措施

空氣中微小的焦碳顆粒由發(fā)電機的空氣冷卻系統(tǒng)的不嚴密處及發(fā)電機、勵磁機軸封處進入發(fā)電機及勵磁機內(nèi)部。由于機組采用空氣冷卻系統(tǒng)，微小的焦炭顆粒隨空氣在循環(huán)冷卻過程中附著在空氣冷卻器換熱面上以及勵磁機轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子上，并附著在整流器硅管上，影響元件散熱；再加上微小焦炭顆粒具有導電性，在整流器絕緣薄弱處發(fā)生導電現(xiàn)象，誘發(fā)勵磁機整流器短路，因此，要加強對溫度及絕緣的監(jiān)視。

3.1 溫度

整流二極管溫度監(jiān)視：整流二極管在旋轉(zhuǎn)整流器內(nèi)部不易測溫（勵磁機兩側(cè)有擋板），用紅外線測溫儀對勵磁機進行4點監(jiān)測，每點溫度不得超過65℃（整流二極管耐熱溫度為120℃，耐壓1800 V）。

風溫及水溫監(jiān)視：發(fā)電機采用徑向雙流式密封循環(huán)通風系統(tǒng)。勵磁機通過3個入口風管道與3個出口風管道冷卻降溫，冷卻效果好壞與發(fā)電機出入口溫度和循環(huán)水溫度有關(guān)。

風溫要求：（1）發(fā)電機入口風降低到30℃時，可適當增加發(fā)電機視在容量，入口風高于30℃時，不可再增加發(fā)電機容量，入口風溫超過40℃時，適當減少發(fā)電機視在容量，入口風溫不得低于20℃，但空冷器以不凝結(jié)水珠為限，入口風溫最高不得超過55℃運行；（2）發(fā)電機出口風溫最高不得超過75℃，出入口風溫差不得超過30℃，東西入口風溫差不得超過3℃，超過時，調(diào)整水溫或降低發(fā)電機視在功率至溫度允許值為止。

水溫要求：發(fā)電機空氣冷卻器在進水溫度≤33℃時，開足水量保證冷卻后的空氣溫度≤40℃，當進水溫度提高到33℃以上時進口風溫相對提高，因此必須相應降低發(fā)電機繞組的允許溫升。

3.2 絕緣

粉塵吸附在勵磁機元件上，影響勵磁機絕緣。每2 h測1次勵磁機絕緣，其值≥1 MΩ。

3.3 勵磁機參數(shù)監(jiān)視

按無刷勵磁機設(shè)計參數(shù)進行監(jiān)視，見表1。

4 無刷勵磁機的維護方法

4.1 旋轉(zhuǎn)整流器的維護

表1 勵磁系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)表

旋轉(zhuǎn)整流器整體浸入到絕緣漆內(nèi)，再取出后干燥。通過這種方法處理后，能夠有效地防止粉塵侵入到旋轉(zhuǎn)整流器元件內(nèi)，效果比較明顯。

旋轉(zhuǎn)整流器整體浸漆之前應該將交流發(fā)電機三個引出線端與旋轉(zhuǎn)整流器連接處螺絲拆掉后，其螺紋部分用膠布粘好，以防影響導電效果。旋轉(zhuǎn)整流器內(nèi)各連接導線也用膠布粘好，以防止運行后產(chǎn)生的熱量使導線變脆。

發(fā)電機停機后將盤車轉(zhuǎn)起來，用汽油對旋轉(zhuǎn)整流器進行噴灑后，將灰塵清理干凈，再自然干燥。在此工作期間注意防火。

4.2 轉(zhuǎn)子引線的維護

發(fā)電機停機后對引線接頭處用汽油清理干凈，用絕緣漆刷好干燥后，用絹布帶包好。用這種方法處理好后能防止灰塵粘附，對絕緣有利。

4.3 勵磁機防塵

定期對勵磁機進行吹灰，防止灰塵積淀。

勵磁機出入口風管道在發(fā)電機停機后用大功率風筒吹凈后再用抹布擦干凈。

空冷室保持清潔干凈。零米小間地面與循環(huán)風系統(tǒng)相連，地面要保持清潔，門要關(guān)好四周要有密封條，防止灰塵進入。

5 結(jié)論

焦粉的導電性及其附著性對無刷勵磁機安全運行是不利的，易使旋轉(zhuǎn)電樞式交流主勵磁機與旋轉(zhuǎn)整流器連接處接地短路，必須加強運行調(diào)整并采取正確的維護措施以克服焦粉影響。

[1]孟鐵錟.電氣運行[M].北京：水利電力出版社，1995.

Analysis of Malfunctions of Exciter Rectifier for Steam Turbine Generator and Maintenance Measures

CHU Dong
（The Power Plant of Benxi Steel Plate&Sheet Co.,Ltd.,Benxi,Liaoning 117021,China）

Affected by fine coke,the brushless exciter suffered the problem of grounding short circuit.Through analysis of the equipment structure and configuration,temperature and insulation parameters requiring monitoring and regulation during operation were put forward; and through taking measures such as insulation maintenance and regular dust removal,normal operative regulation and maintenance of the brushless exciter were ensured.

brushless exciter;fine coke;temperature;insulation;rotating rectifier;rotor lead

TM53

B

1006-6764(2015)06-0010-02

2015－02－27

初東（1974－），女，畢業(yè)于電氣自動化專業(yè)，本科學歷，理學學士學位，電氣自動化工程師，現(xiàn)從事電廠電氣系統(tǒng)監(jiān)控工作。