发电机产生轴电压的原因

汽轮发电机轴电压分布异常原因分析及处理

1. 发电机绕组短路导致

在汽轮发电机运行过程中，由于受到外界或内部因素的影响，可能会导致发电机绕组短路。如果发电机绕组中存在短路，那么就会造成轴线上电势分布不均匀，进而导致轴电压分布异常。

2. 发电机转子不平衡导致

发电机转子的不平衡也是导致轴电压分布异常的原因之一。当转子不平衡时，会导致转子在转动过程中产生偏心力，进而使得轴线上的电势分布不均匀，导致轴电压分布出现异常。

3. 发电机轴承故障导致

发电机轴承故障也会导致轴电压分布异常。发电机轴承如果受到过大的负荷或长时间的磨损，就会出现故障。当发电机轴承故障时，轴线在转动过程中就会出现异常，进而使得轴电压分布不均匀。

1. 发电机的定期检修

针对发电机运行过程中可能出现的绕组短路、转子不平衡以及轴承故障的问题，可以定期对汽轮发电机进行检修。通过对发电机的检修，可以及时发现和处理潜在的故障问题，从而避免轴电压分布异常的出现。

2. 发电机的监测和维护

发电机在运行过程中，应该做好监测和维护工作。定期对发电机运行状态进行监测，及时发现可能存在的问题，并做好相应的维护工作，从而保证发电机运行的正常。

3. 发电机的配重

针对发电机转子不平衡的问题，可以采用发电机的配重来解决。通过对发电机转子进行动平衡或者加装质量块的方式来纠正转子不平衡，进而保证发电机运行的平稳和高效。

轴电流的产生及处理轴

电压一般指三相异步交流电动机功率比较大的，对于小功率的电机可以忽略不计。电动机或发电机运行时都会产生轴电压、轴电流。这里说一说电机产生轴电压的原因。→电机在运行过程中，如果在电机两轴承端或转轴与轴承间存在轴电流时，将会大大缩短电机轴承的使用寿命，严重时只能运行几小时。

由于电动机定子磁场不平衡，使得沿定子铁芯一周的磁场不能完全抵消，因此在铁芯与转子的垂直⊥的面内就会产生一个环路磁场，此时这个磁场与电源的50Hz频率完全一样，于是就会在电动机的转子轴上产生感应电动势，也就是轴电压。

简单地说，→磁场不平衡的原因；交流在正弦交变的电压下运行时，其转子处在正弦交变的磁场中。由于电动机定转子扇形冲片、硅钢片等叠装因素，再加上铁芯槽、通风孔等的存在，铁芯的锈蚀，叠装不均匀等，导致在磁路中造成不平衡的磁阻。当电动机的定子铁芯圆周方向上的磁阻发生不平衡时，便产生与轴相交链的交变磁通，从而产生交变电势。当电动机转动即磁极旋转，通过各磁极的磁通发生了变化，在轴的两端感应岀轴电压，产生了与轴相交链的磁通。随着磁极的旋转，与轴相交链的磁通交替变化，这种电压是延轴向而产生的，如果与轴两侧的轴承形成闭合回路，就产生了轴电流。一般情况下这种轴电压大约为 1~2V。 电动机的轴承油封密封不好，使得沿轴向有高速气体影响转轴。另外采用逆变供电产生轴电压；因为→电动机采用逆变供电运行时,供电电压含有高次谐波分部、接线部分、转轴之间产生电磁感应从而产生轴电压。静电感应和共模电压又是产生轴电压的罪魁祸首。静电感应产生轴电压→电动机运行现场，由于高压设备强电场的作用，在转轴的两端感应出轴电压。

静电荷造成→电动机在运行过程中，负载方面的流体与旋转体运行摩擦而在旋转体上产生静电荷，电荷逐漸积累便产生轴电压。由这种情况产生的轴电压和由磁交变所产生的轴电压在原理上是不同的。静电荷产生的轴电压是间歇的，并且是非周期性的，其大小与运转状态、流体的状态等因素关系很大。

汽轮发电机组轴电压异常原因分析

本文阐述了汽轮发电机组轴电压异常的原因、预防措施、处理方法。同时介绍了现场工作中遇到的转子轴电压测量数据异常及处理的过程。

标签：轴电压；轴电流；轴承绝缘；预防措施

1 引言

燃煤汽轮发电机组由于在安装或运行期间采取的防范措施不足或不当，没能有效地将由电磁、蒸汽静电等多种因素形成的轴电压进行释放。当该电压升高到一定值时就会击穿大轴与轴承间的润滑油膜，发生击穿放电现象，使润滑油质逐渐劣化，严重者会使轴瓦烧坏，造成被迫停机事故的发生。

2 产生轴电压的原因

轴电压是指发电机在全速旋转时在其转子大轴两端期间之间或转轴与轴承座之间所产生的电压。产生轴电压大致有以下原因：

（1）由于发电机的定子铁芯材质导磁率及安装工艺、转子同心度等方面原因致使磁路不平衡，在转子大轴上产生感应电势，并在转子汽励两侧大轴端产生电压差，形成轴电压。该电压一般为十伏以下，如果没有采取响应的有效措施，就会使大轴、轴承和基础台板之间中形成的交变电磁链通路且产生较大的轴电流。这个轴电流会造成润滑油质迅速劣化，导致设备转轴表面的电蚀以及轴承钨金的磨损，进而会加速轴承的机械磨损、严重的会造成轴瓦烧损的重大设备损坏事故。

（2）高速蒸汽产生的静电。高温高压的水蒸气从管道高速喷射出时，汽流中往往带有大量的静电荷，静电荷在转轴上聚集产生感应电势形成轴电压。这种轴电压如不采取措施将该静电电荷导入大地，它在汽机侧油膜上聚集也有可能发生放电现象破坏油膜和轴瓦。

（3）静态励磁系统产生的轴电压。由于励磁装置电压源或转子绕组不对称等因素作用在转子绕组上的外部电压使轴产生电动势。

（4）剩磁引起的轴电压。当发电机运行中发生转子绕组不对称匝间短路时，造成磁路不对称，使得在转轴上剩磁形成的单极电势急剧增大、大轴上的轴电压升高，形成很大的轴电流，造成大轴、轴瓦的烧损和转子等部件的严重磁化。

3 轴电压的危害

（1）接地电刷接触不良时，不能有效地抑制或消除轴电压及轴电流危害，进而会导致润滑油质老化、轴颈表面电蚀和轴瓦磨损现象的发生。（2）轴电压直

汽轮发电机轴电压产生原因

摘要：为最大限度抑制轴电压的产生和危害。本文在概述轴电压以及轴电压的危害的基础上，对汽轮发电机轴电压产生的原因进行分析，并提出相应的处理方法，以供相关的工作人员参考借鉴，

关键词：汽轮发电机；轴电压；原因；处理方法

1轴电压

轴电压是指由于发电机磁场不对称，发电机大轴被磁化，静电充电等原因在发电机轴上感应出的电压。为了监视轴绝缘的完好与否，需定期测量轴两端的电压和轴与机身之间的电压。

2轴电压危害

轴电压是发电机运行过程中在转轴两端、转轴局部以及转轴对地的电位差。轴电压是发电机运行过程中普遍存在的一种电气现象，大型、高速发电机尤为严重。轴电压较低时，由于油膜的绝缘作用，放电是不容易发生的。然而，当轴电压较高，轴瓦表面有缺陷，润滑油油质或流量不达标以及发电机异常振动等可能会造成油膜击穿，导致轴与轴瓦形成金属性接触，形成相当大的轴电流，可达到几百安甚至上千安，它足以烧损轴颈和轴瓦。轴电压造成轴承腐蚀是一个加速过程，一次放电就可能使轴瓦表面金属局部融化，在油膜内形成金属颗粒并破坏油膜绝缘，使得放电更易发生，形成连锁反应，引发机组振动加剧，直至被迫退出运行，给现场安全生产带来隐患。轴承损坏带来的直接和间接经济损失十分严重。例如在20世纪70年代，我国一台QFSS-200-2型200MW汽轮发电机发生一起励磁回路两点接地故障，造成轴承绝缘击穿产生强大的轴电流、引起轴系和汽轮机磁化事故，使发电机、转子、隔板、缸体、曲瓦等部件发生了严重磁化，并导致部分轴瓦烧坏，30级隔板与隔板套摩擦和烧伤。揭缸检查发现许多部位剩磁达几十至几百高斯，需要停机检修一个月左右，对整个机组进行退磁和修理。根据统计，由于轴承破坏而造成的发电机故障约为故障总数的20%，而其中由轴电流引起的轴承故障又占30%，是发电机损坏的重要原因。

3汽轮发电机轴电压产生原因

3.1静止励磁系统引发轴电压

大部分汽轮发电机是用静止励磁系统作为励磁方式，但静止励磁系统内部的晶闸管会因换弧而产生轴电压。该电压由转子轴与励磁绕组间的电容和转子轴与地间的电容耦合形成。该电压由两部分组成：一部分是幅值为10-60V的3倍频矩形波；另一部分是峰值为30V、每个周期的矩形波中含有6个高频分量的谐波。静止励磁系统引发的轴电压可表示为：