汽轮发电机组励磁机整流器故障分析及维护措施

初东

（本钢板材股份有限公司发电厂，辽宁 本溪 117021）

汽轮发电机组励磁机整流器故障分析及维护措施

初东

（本钢板材股份有限公司发电厂，辽宁 本溪 117021）

针对无刷励磁机受焦粉的影响出现接地短路的问题，通过分析设备结构，提出了运行中需要监测、调整的温度及绝缘参数，通过采取绝缘维护及定期除尘等措施，保证无刷励磁机的正常运行。

无刷励磁机；焦粉；温度；绝缘；旋转整流器；转子引线

1 故障现象

本钢焦化厂＃8，＃9焦炉年产焦量约150万t，厂区内遍布运输焦煤的通廊，运输及生产过程中产生的粉尘使厂区空气中微小焦炭颗粒浓度高，经试验证明，焦炭颗粒具有附着性及导电性。

焦化厂区域内有1台汽轮发电机组，该机组励磁机型号为JL-130，励磁机整流器发生故障的频率较高，故障程度尤其严重。该机组于2009年8月15日投产，试运行168 h后，机组于8月21日出现异常现象：发电机励磁电流升高，无功负荷为6 000 kV·A、发电机电压降至8 500 V并波动、定子电流显著升高、发电机处于失磁状态、励磁机温度升高并有焦味，遂停机处理。停机并分解励磁机后发现，励磁机的交流发电机三相引出线与旋转整流器连接处、旋转整流器引出线连接处、旋转整流器内元件（整流二极管、电容、电阻、散热片等）、旋转整流器内连接线处都附着有焦粉，焦粉使旋转电枢式交流主励磁机与旋转整流器连接处接地短路。

抢修后再次运行160 h，励磁机整流器于8月31日再次出现相同故障。如果不解决这个问题，机组的运行周期较短，每运行6 d左右就必须停机1次，每次消除故障至少需要36 h，导致运行人员及检修人员劳动强度增加，运行及维修成本增大，机组频繁启停将直接影响机组的安全性及经济性。

2 无刷励磁机的组成

无刷励磁机为发电机的励磁系统，由旋转电枢式交流主励磁机及旋转整流器组成。

主励磁机与主发电机同轴联接，为旋转电枢式交流主励磁机，励磁机输出的交流电经整流器变成直流电供给发电机励磁。

2.1 旋转电枢式交流主励磁机

旋转电枢式交流发电机额定输出功率为130 kW，由WLZ-1DW型励磁调节装置通过控制可控硅整流桥输出电流来控制磁场，通过这种方式控制发电机励磁及发电机端电压。发电机运行时，交流发电机所需励磁电流由变压器供给，总励磁电流由2组整流器并联供给。

2.2 旋转整流器

旋转整流器是无刷励磁系统的核心，是一种特殊的整流装置，由整流二极管组成三相交流桥式整流电路，是旋转电枢式交流主励磁机输出的负载。另外，旋转整流器还包括灭磁保护控制电路、直流励磁输出控制电路及安装主体旋转支架。

3 无刷励磁机的运行调整

空气中微小的焦炭颗粒从发电机空气冷却系统的不严密处及发电机、励磁机轴封处进入发电机及励磁机内部。由于机组采用空气冷却系统，微小的焦炭颗粒随空气在循环冷却过程中附着在空气冷却器换热面、励磁机转子、发电机转子以及整流器硅管上，影响元件散热；再加上微小焦炭颗粒具有导电性，在整流器绝缘薄弱处发生导电现象，诱发励磁机整流器短路，因此，要加强对温度及绝缘的监视。

3.1 温度

3.1.1 整流二极管温度监测

整流二极管在旋转整流器内部，不易测温（励磁机两侧有挡板），用红外线测温仪对励磁机进行4点监测，每点温度不得超过65℃（整流二极管耐热温度为120℃，耐压1800V）。

3.1.2 风温及水温监测

发电机采用径向双流式密封循环通风系统，励磁机通过3个入口风管道与3个出口风管道冷却降温，冷却效果与发电机出、入口温度和循环水温度有关。

（1）风温要求。

1）发电机入口风温降到30℃时，可适当增加发电机视在容量；入口风温高于30℃时，不可再增加发电机视在容量；入口风温超过40℃时，适当减少发电机视在容量；入口风温不得低于20℃，但空冷器以不凝结水珠为限；入口风温最高不得超过55℃。

2）发电机出口风温最高不得超过75℃，出、入口风温差不得超过30℃，东、西入口风温差不得超过3℃，超过时，调整水温或降低发电机视在功率。

（2）水温要求。发电机空气冷却器进水温度≤33℃时，开足水量保证冷却后的空气温度≤40℃；当进水温度提高到33℃以上时进口风温相应提高，因此必须降低发电机绕组的允许温升。

3.2 绝缘

粉尘吸附在励磁机元件上，影响励磁机绝缘。每2 h测量1次励磁机绝缘电阻，保证阻值≥1MΩ。

3.3 励磁机参数监视

按表1所示的无刷励磁机设计参数进行监视。

表1 励磁机设计参数

4 无刷励磁机的维护方法

4.1 旋转整流器的维护

先将旋转整流器整体浸到绝缘漆内，然后取出干燥。采取这种处理方法，能够有效防止粉尘侵入旋转整流器元件内。

旋转整流器整体浸漆之前应将交流发电机3个引出线端与旋转整流器连接处的螺丝拆掉，螺纹部分用胶布粘好，以防影响导电效果。旋转整流器内各连接导线也用胶布粘好，以防止运行后产生的热量使导线变脆。

发电机停机后将盘车转起来，用汽油对旋转整流器进行喷洒，将灰尘清理干净后自然干燥。在此工作期间注意防火。

4.2 转子引线的维护

发电机停机后，用汽油清理引线接头处，刷绝缘漆并干燥后，用绢布带包好。采用这种处理方法能防止灰尘黏附，对绝缘有利。

4.3 励磁机防尘

定期对励磁机进行吹灰处理，防止灰尘积淀。在发电机停机后，用大功率风筒吹净励磁机出、入口风管道，然后再用抹布擦干净；空冷室应保持清洁；零米小间地面与循环风系统相连，地面要保持清洁，门要关好，门四周应有密封条，防止灰尘进入。

5 结论

焦粉的导电性及附着性对无刷励磁机安全运行不利，易使旋转电枢式交流主励磁机与旋转整流器连接处发生接地短路，必须加强运行调整并采取相应的维护措施，以克服焦粉的影响。

［1］孟铁锬.电气运行［M］.北京：水利电力出版社，1995.

（本文责编：刘芳）

TM 311

：B

：1674-1951（2015）04-0041-02

初东（1974—），女（满），辽宁本溪人，工程师，从事电厂电气系统监控方面的工作（E-mail：chudong1974＠126.com）。

2014-10-17；

2015-02-09