GE9FA燃机发电机轴电压在线监测装置原理与应用
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置 ． 装 置 的监 测 功能 由燃 机 ＭＡ ６控 制 系 统来 实现 在 ＭＡ ６控 此 ＲＫ ＲＫ
制系统中可以在线实 时监测 电压并可以给 出报警和跳 闸信号 ． 现介绍 ９ Ｆ燃 机发电机 （ 励磁采用 静态励磁 系统 ． 双通道互 为备用 ） 所采用 的 Ｇ Ｅ轴 电压 电流监测装置 ： 该装置包括在驱动端轴 上安装 了四个 碳刷 ． 其中 ２ ４碳刷并联通 、 过一个 ０ ０ 欧姆 的电阻接地 ． ．５ ０ 装置在该接地电阻两端测量 电 从 １产 生 轴 电 压 的原 因 ． 间接得到接 地电流 的信号 ， 恢电流瞬时值 超过设定值 ． 明发 电机 若 说 透平发电机组轴 电压 主要有三个来源 ： （） １沿轴高速流动 的湿蒸汽会在低压透平叶片和静止部件之 间建 的轴承油膜可能被 击穿导致轴 电流增 加 ．装置将发 出报 警或跳 闸信 以便及 时检查发 电机 。 另外 １３ 、 碳刷并联作为测量 轴对地电 ． 如 立亢流静电 ． 级叶片越长 ． 末 越容易建立较高的静电电压 。 该电压 随着 号 ， 、 运行工况的不同而变 化 ． 在极 端的情 况下可能达到 １ ０ 直流 ） ２ Ｖ（ 以上 。 轴电压发生报警 ．则说明 ２ ４接地碳刷 接触不好或存在 较 高的轴 电 如果不采取措施将 这部分静 电电荷放走 ． 它将会在轴 承油膜 上聚集并 压 。 ３１ 电压 检 测 器 的工 作 原 理 ．轴 最终在油膜上放电导致轴 承损坏 监视 回路 监视 的轴 电压取 自上 图 的 ｌ和 ２端子接 人到 Ｇ Ｅ控 制 （） ２ 励磁系统在透平和发 电机轴上产生 的交流耦合 电容 电压 如 果励磁系统采用的是静态励 磁系统 ． 则励磁系统是将交流 电压通 过静 系统 Ｍ Ｒ ６ Ａ Ｋ 的轴电压 电流监视卡件 中， 每次当轴电压 幅值超过 ５ （ ｖ峰 超过正 ５ ｖ或负 ５ ）电压报警监视 回路就会产 生一个 脉冲． 冲 ｖ． 一 脉 态可控硅整流输出直流电压工作 ． 因此不可避 免在励 磁系统的输出中 电压一 ． ４秒． ０ 一个 Ｒ Ｃ积分器被用 于对所产生 的脉冲进行积分． 有脉动 电压 该脉动 电压通过发电机的励磁线 圈和转子本体之间的电 的宽度为 ０ １ 以抑制噪声． （ 频率低于 １ Ｈ ５ Ｚ的噪声将被抑制掉） 当积 分电容两端的电 容耦合而在轴对地之间产生交流电压 电压报警继电器动作报警 。凶此’ ． 从轴电压超过 （） ３ 发电机组内部磁通不对称而在发 电机 两端 产生交流电压。磁 压超过给定的设定值 。 Ｖ开始到轴 电压高报警信 号发 出之 间有个 小的延 时 延时时间和轴 通 的 对称产生主要是发 电机本体出现问题 如 ： 定子铁芯局部磁阻 ５ 较大 （ 定子铁芯 的锈蚀导致局部磁阻过大） 定子和转子之间气隙不均 电压信 号的频率 有关 所以， ： 轴电压报警信号 只会 出现在 Ｆ 述两种情 匀造 成磁 通不对称 ： 数槽 电机 的电枢反 应不均匀 ． 分 引起 转子磁通 的 况 ： （ ） 电 信号是一个频率大于 １ Ｈ １轴 ５ Ｚ的直流脉 冲信号 不对称 该交 流电压 比（ ） ２ 轴 电压能量大 ， １ 和（ ） 破坏大 。一般交流 电压有 （） ２ 轴电压信号是交 流信号时 ． 其报警频 率可能小 于 １Ｈ ． 约 ５Ｚ大 Ｈ ５ Ｚ到 １ ＭＨＺ之 ｌ３ Ｖ． ～ ０ 如果在发 电机两端通 过地提供 了回路 ． 该 电压将 在转子 的 在 ８ Ｚ以上轴 电压监视 回路在输入信 号频 率位 于 １ Ｈ 则
发 电机组在运行过程中会在发 电机轴上产生 了电压 ． 如果没有对 其关 注和采取 措施 ． 任其恶化 发展 ． 当轴 电压 大到足 以击穿轴 与轴承 （ 包括推力 轴承） 之间的油膜时 ， 发生 了放 电． 便 反复的放 电和灭 弧将 会导致轴承表 面起 凹点并变得粗糙 ． 最终加速机 械磨损 ， 严重 时导致 轴瓦烧坏 所 以， 电站运行和检修人 员对轴 电压产 生的机理有必要 了 解． 并对其进行监测和防护 目前在华兴电力 有限公 司燃机 ９ Ｆ机组上装有轴 电 （ 监 测装 流）
２１ 年第０ 期 ０２ ９
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Ｇ ９ Ａ燃机发 电机轴电压在线监测装置原理与应用 ＥＦ
赵 凯 ｆ 家港 华 兴 电力 有 限公 司 江 苏 张
张家港
２５２ １ １ ６ ７
【 要】 摘 通过对发电机 轴电压 、 电流产 生的原 因的分析 ， 明对轴电压 防护 的必要性 ， 轴 说 并介绍 了国外 Ｇ Ｅ公 司的在线监 测装置。 【 关键词 】 电压 ； 轴 轴电流 ； 接地碳刷 ； 轴承绝缘 ； 防护 ； 监测装置
一
ｓｓ Ｙ ｕＭ１Ａ ｃ （ Ｌ Ｔ Ｈ报警复归类 型参数） Ａ Ｃ ￣警锁存 ）ｓ压会迅速衰减 。 因此 ， 现代发 电机 ＥＥ （ 组都在驱动端（ 即发电机汽侧 １ 安装 了接地碳刷 ． 从而抑 制 Ｔ 直流静电 Ｒ Ｓ Ｔ ￣警 自复归 ） Ｓ Ｓ Ｉ Ｔ（． Ｙ ＬＭＩ１￣ 警值 １： ）输人一个赫兹数 ＧＥ推荐 ｌ ０ 电压 和交流耦合 电容电压的建立
端通过轴承到外壳或地再到另外一端上产生非常大的轴 电流 。 因此 间 的 时候 工 作 轴电压监测器参数的设定 ： 电压检测 器的参数都在 ＭＡ Ｋ６控 轴 Ｒ 大轴电流的出现标 志着交 流轴 电压对轴承破坏的开始 制系统 软件 Ｔ Ｌ Ｏ ＯＯ Ｂ Ｘ中设定 轴 电压检测 器的 ＤＥ ＩＥ Ｔ Ｇ：６ ＶＣ Ａ ９ 一 ２现 有 的 轴 电压 的 防 护 ． Ｓ ２ 信号名 ：ｖｃｒｑ ｓａｆ ｅ 针对不同轴电压产 生的原 因． 在发 电机轴及轴 承上采取一定 的措 Ｖ 一 ． 参 数设 定 ： 施抑制过高的轴电压以及有害 的轴 电流 的产生 Ｓ ＳＪ Ｅ Ｂ Ｅ ｆ Ｙ ＩＭ１ Ｎ Ｌ 报警设 定 ｌ 功能开放参数） ：可选择 Ｄ Ｓ Ｂ ＩＡ １ Ｅ ２１ 接 地 碳刷 的 使用 ．轴 ： Ｎ Ｂ Ｅ（ 在上 面描述的（ ） （ ） １ 、 两种原 因产生 的轴 电压 ， 能量都 比较弱 ， （ 开 放 ）Ｅ Ａ Ｌ 开 放 ） ２ 其 不
制系统中可以在线实 时监测 电压并可以给 出报警和跳 闸信号 ． 现介绍 ９ Ｆ燃 机发电机 （ 励磁采用 静态励磁 系统 ． 双通道互 为备用 ） 所采用 的 Ｇ Ｅ轴 电压 电流监测装置 ： 该装置包括在驱动端轴 上安装 了四个 碳刷 ． 其中 ２ ４碳刷并联通 、 过一个 ０ ０ 欧姆 的电阻接地 ． ．５ ０ 装置在该接地电阻两端测量 电 从 １产 生 轴 电 压 的原 因 ． 间接得到接 地电流 的信号 ， 恢电流瞬时值 超过设定值 ． 明发 电机 若 说 透平发电机组轴 电压 主要有三个来源 ： （） １沿轴高速流动 的湿蒸汽会在低压透平叶片和静止部件之 间建 的轴承油膜可能被 击穿导致轴 电流增 加 ．装置将发 出报 警或跳 闸信 以便及 时检查发 电机 。 另外 １３ 、 碳刷并联作为测量 轴对地电 ． 如 立亢流静电 ． 级叶片越长 ． 末 越容易建立较高的静电电压 。 该电压 随着 号 ， 、 运行工况的不同而变 化 ． 在极 端的情 况下可能达到 １ ０ 直流 ） ２ Ｖ（ 以上 。 轴电压发生报警 ．则说明 ２ ４接地碳刷 接触不好或存在 较 高的轴 电 如果不采取措施将 这部分静 电电荷放走 ． 它将会在轴 承油膜 上聚集并 压 。 ３１ 电压 检 测 器 的工 作 原 理 ．轴 最终在油膜上放电导致轴 承损坏 监视 回路 监视 的轴 电压取 自上 图 的 ｌ和 ２端子接 人到 Ｇ Ｅ控 制 （） ２ 励磁系统在透平和发 电机轴上产生 的交流耦合 电容 电压 如 果励磁系统采用的是静态励 磁系统 ． 则励磁系统是将交流 电压通 过静 系统 Ｍ Ｒ ６ Ａ Ｋ 的轴电压 电流监视卡件 中， 每次当轴电压 幅值超过 ５ （ ｖ峰 超过正 ５ ｖ或负 ５ ）电压报警监视 回路就会产 生一个 脉冲． 冲 ｖ． 一 脉 态可控硅整流输出直流电压工作 ． 因此不可避 免在励 磁系统的输出中 电压一 ． ４秒． ０ 一个 Ｒ Ｃ积分器被用 于对所产生 的脉冲进行积分． 有脉动 电压 该脉动 电压通过发电机的励磁线 圈和转子本体之间的电 的宽度为 ０ １ 以抑制噪声． （ 频率低于 １ Ｈ ５ Ｚ的噪声将被抑制掉） 当积 分电容两端的电 容耦合而在轴对地之间产生交流电压 电压报警继电器动作报警 。凶此’ ． 从轴电压超过 （） ３ 发电机组内部磁通不对称而在发 电机 两端 产生交流电压。磁 压超过给定的设定值 。 Ｖ开始到轴 电压高报警信 号发 出之 间有个 小的延 时 延时时间和轴 通 的 对称产生主要是发 电机本体出现问题 如 ： 定子铁芯局部磁阻 ５ 较大 （ 定子铁芯 的锈蚀导致局部磁阻过大） 定子和转子之间气隙不均 电压信 号的频率 有关 所以， ： 轴电压报警信号 只会 出现在 Ｆ 述两种情 匀造 成磁 通不对称 ： 数槽 电机 的电枢反 应不均匀 ． 分 引起 转子磁通 的 况 ： （ ） 电 信号是一个频率大于 １ Ｈ １轴 ５ Ｚ的直流脉 冲信号 不对称 该交 流电压 比（ ） ２ 轴 电压能量大 ， １ 和（ ） 破坏大 。一般交流 电压有 （） ２ 轴电压信号是交 流信号时 ． 其报警频 率可能小 于 １Ｈ ． 约 ５Ｚ大 Ｈ ５ Ｚ到 １ ＭＨＺ之 ｌ３ Ｖ． ～ ０ 如果在发 电机两端通 过地提供 了回路 ． 该 电压将 在转子 的 在 ８ Ｚ以上轴 电压监视 回路在输入信 号频 率位 于 １ Ｈ 则
发 电机组在运行过程中会在发 电机轴上产生 了电压 ． 如果没有对 其关 注和采取 措施 ． 任其恶化 发展 ． 当轴 电压 大到足 以击穿轴 与轴承 （ 包括推力 轴承） 之间的油膜时 ， 发生 了放 电． 便 反复的放 电和灭 弧将 会导致轴承表 面起 凹点并变得粗糙 ． 最终加速机 械磨损 ， 严重 时导致 轴瓦烧坏 所 以， 电站运行和检修人 员对轴 电压产 生的机理有必要 了 解． 并对其进行监测和防护 目前在华兴电力 有限公 司燃机 ９ Ｆ机组上装有轴 电 （ 监 测装 流）
２１ 年第０ 期 ０２ ９
科技 蜀向导
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Ｇ ９ Ａ燃机发 电机轴电压在线监测装置原理与应用 ＥＦ
赵 凯 ｆ 家港 华 兴 电力 有 限公 司 江 苏 张
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【 要】 摘 通过对发电机 轴电压 、 电流产 生的原 因的分析 ， 明对轴电压 防护 的必要性 ， 轴 说 并介绍 了国外 Ｇ Ｅ公 司的在线监 测装置。 【 关键词 】 电压 ； 轴 轴电流 ； 接地碳刷 ； 轴承绝缘 ； 防护 ； 监测装置
一
ｓｓ Ｙ ｕＭ１Ａ ｃ （ Ｌ Ｔ Ｈ报警复归类 型参数） Ａ Ｃ ￣警锁存 ）ｓ压会迅速衰减 。 因此 ， 现代发 电机 ＥＥ （ 组都在驱动端（ 即发电机汽侧 １ 安装 了接地碳刷 ． 从而抑 制 Ｔ 直流静电 Ｒ Ｓ Ｔ ￣警 自复归 ） Ｓ Ｓ Ｉ Ｔ（． Ｙ ＬＭＩ１￣ 警值 １： ）输人一个赫兹数 ＧＥ推荐 ｌ ０ 电压 和交流耦合 电容电压的建立
端通过轴承到外壳或地再到另外一端上产生非常大的轴 电流 。 因此 间 的 时候 工 作 轴电压监测器参数的设定 ： 电压检测 器的参数都在 ＭＡ Ｋ６控 轴 Ｒ 大轴电流的出现标 志着交 流轴 电压对轴承破坏的开始 制系统 软件 Ｔ Ｌ Ｏ ＯＯ Ｂ Ｘ中设定 轴 电压检测 器的 ＤＥ ＩＥ Ｔ Ｇ：６ ＶＣ Ａ ９ 一 ２现 有 的 轴 电压 的 防 护 ． Ｓ ２ 信号名 ：ｖｃｒｑ ｓａｆ ｅ 针对不同轴电压产 生的原 因． 在发 电机轴及轴 承上采取一定 的措 Ｖ 一 ． 参 数设 定 ： 施抑制过高的轴电压以及有害 的轴 电流 的产生 Ｓ ＳＪ Ｅ Ｂ Ｅ ｆ Ｙ ＩＭ１ Ｎ Ｌ 报警设 定 ｌ 功能开放参数） ：可选择 Ｄ Ｓ Ｂ ＩＡ １ Ｅ ２１ 接 地 碳刷 的 使用 ．轴 ： Ｎ Ｂ Ｅ（ 在上 面描述的（ ） （ ） １ 、 两种原 因产生 的轴 电压 ， 能量都 比较弱 ， （ 开 放 ）Ｅ Ａ Ｌ 开 放 ） ２ 其 不
