发电机转子线圈引出线崩毁原因及处理
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发电机转子绝缘不合格原因分析及处置1 发电机转子绝缘降低的主要原因1.1转子因受潮而造成绝缘电阻降低到允许值以下,如发电机停运时间较长,环境潮湿等原因造成绝缘电阻降低。
1.2转子因使用年限较长,或运行中因各种原因使转子过热造成线圈绝缘材料老化、劣化。
1.3滑环下有碳刷粉末或油污堆积,使转子引出线绝缘损坏。
1.4由于发电机的冷却系统密封不严或因其轴瓦漏油使转子线圈端部积灰、积油污或碳粉,造成绝缘性能降低。
这种原因受转子离心力的影响较大。
1.5由于运行中通风和热膨胀的影响,转子槽口处的槽衬保护层老化、断裂甚至脱落,使槽口处槽衬的云母逐渐剥落,断裂被风吹掉再加上槽口积灰等因素造成。
1.6转子的槽内绝缘断裂造成转子绝缘电阻过低或金属性接地。
2 转子绝缘的检查方法2.1停机后的检查方法: 用1000伏摇表测试转子对地绝缘,当绝缘电阻低于2MΩ时应进行处理。
2.2运行中的检查方法: 发电机在运行中通过在线转子绝缘监测装置进行测量,当转子正极或负极对地有电压时应视为转子绝缘电阻已降低,且对地电压越高,绝缘电阻降低的幅度越大,出现这种情况,应停机处理。
3 绝缘电阻降低的处理方法3.1因潮湿而使转子绝缘电阻降低,我们采用直流电焊机烘干法或采用发电机定子三相短路,利用自产热量进行烘干。
3.2转子线圈绝缘老化,则采取拔护环方法,解体转子进行大修。
3.3转子线圈端部积灰、积油,通常处理的方法:3.3.1用干燥的压缩空气进行吹扫。
3.3.2采用拆卸护环,对转子线圈端部的油、灰、碳粉进行清理,然后对端部的绝缘进行重新处理。
此方法工艺复杂、工期长,直接影响发电机的经济效益。
3.3.3用机电设备清洗剂处理转子绝缘,笔者重点介绍这种方法。
4 机电设备绝缘清洗剂方法处理转子绝缘4.1前几年,我厂接连出现发电机转子绝缘降低,严重影响了发电机的正常运行。
发电机转子的正负极对地最高电压达到180-200伏,针对出现的这种问题,我们采取了除拔护环之外的所有方法,但效果都不明显,并且出现了一种异常现象,也就是在冷态情况下转子绝缘合格,在热态情况绝缘下降,并网后,出现绝缘不合格。
一次风机电机引线烧毁原因分析及处理方法一、设备基本情况:某公司锅炉一次风机电机型号为:YKK710-4,额定电压6KV,额定电流:389A,由湘潭电机厂生产。
二、电机引线烧毁故障情况:2017年06月24日19时36分#2机组跳闸,跳闸首出为“发电机跳闸停机”,故障录波器显示“#2机6KV A段B相电压接近为零”,发变组保护动作报告显示“B分支零序过流I段”,“B分支零序过流II段”。
在#2机6KV配电室对A一次风机进行绝缘测试,发现对地绝缘为零,在就地对一次风机电机本体进行绝缘测试,对地绝缘为零。
三、检查情况:开盖检查#2炉一次风机电机内部引线,发现电机轴瓦处渗油严重,电机引线有不同程度的鼓泡,B相引线开裂裸露,导致接地。
随即决定更换电机引线。
四、一次风机电机引线烧损的原因分析:1、根本原因根据现场实际及咨询电机厂家得出如下结论:由于#2炉一次风机电机轴瓦密封不好,间隙过大,导致润滑油流入电机内部,在高温(运行中电机绕组的温度大约90℃)的作用下,进入电机的润滑油形成油气混合物,上升到电机上端腐蚀电机引线外层硅胶绝缘护套,最后导致引线绝缘损坏,造成电机引线接地。
2、保护动作情况事故后检查现场,由于#1、#2机6KV系统都是中性点不接地系统,故风机本身的零序接地保护未动作。
电机B相接地,目前电机互感器都是A、C相接线,故风机差动保护未动作。
打印发变组保护故障波形发现高厂变B分支零序电流为1.51A,已经远超B分支零序过流II段保护定值1.01A,后检查高厂变的零序互感器接线,发现A段和B段接反,实际应为#2机6KV A段有接地点。
首先发变组保护判断B分支零序过流I段保护动作,出口跳高厂变B分支,但由于实际是A段有故障,B分支动作闭锁后,故障点仍然存在,最后导致B分支零序过流II段动作,机组全停。
本来应跳A分支,机组能甩负荷继续运行,因为高厂变零序互感器接反,导致了事故扩大。
五、处理情况:将电动机引出线全部更换,将引线焊接完毕后用高压绝缘材料(云母)精细包扎,对损伤的定子绕组进行高压绝缘处理,新绝缘烘干后进行耐压试验合格。
R e sea rch and E xp lo ra tio n|研究与探索•监测与诊断水轮发电机转子磁极线圈开裂故障分析及处理周清,周若愚(中国水利水电第三工程局有限公司,陕西西安H0032)摘要:金沙江鲁地拉水电站立式水轮机组在大修期间,发现6#机组磁极出现不同程度的磁极线圈开裂现象。
通过现 场检查、数据测量,对事故原因进行了分析,并提出了相应的处理方案。
关键词:立式水轮机组;线圈开裂;故障原因;处理方案中图分类号:TM312.033 文献标识码:A文章编号:1671-0711 (2017) 08 (下)-0048-031立式水轮机组鲁地拉水电站安装有6台立轴、半伞式、三相、空冷式同步发电机,其额定容量为400M V A、额定转速为100r/mm、定子额定电压为18kV、转子磁极个数为60个。
该机组发电工况转向为俯视顺时针方向,主要结构由定子、转子、转子上方的上导轴承、转子下方的推力轴承、下导轴承、水导轴承以及辅助系统组成。
其发电机转子结构与常规发电机相似,由主轴、转子支架、磁轭及磁极等组成;磁极是提供励磁场的磁感应结构,常采用T尾进行固定;磁轭主要作用是构成磁路,其外缘加工有T尾,以固定磁极。
2磁极线圈引线开裂现场情况2016年汛后至2017年讯前鲁地拉电站水轮机组检修期间,发现6#机组磁极线圈引线存在不同程度开裂、接头变形等现象,给机组安全稳定运行带来了不确定性因素,为防止事故因素扩大,对相关开裂磁极进行了拆除处理。
现场测量、调查记录如下。
(1)经现场检查,6#机组共有60个磁极,其 中有15个磁极存在引线匝间开裂现象,绝大部分磁极主要集中在上端引线侧、引线处开裂,其中有一个磁极线圈在四个角部均存在开裂,另有两个引线和定子侧角部开裂,另其余磁极均是轻微开裂现象。
如图1所示。
(2)磁极连接线与磁极线圈引线的把合孔存在螺 纹挤压痕迹,经现在观察及测量,有些明显为环氧胶渗入所致的痕迹,也有部分为螺栓与铜排孔挤压痕迹。
600MW发电机定子环形引线烧毁故障分析与处理本文介绍了广东省某电厂2×600MW超超临界燃煤发电机组,#2发电机定子线圈环形引线过热烧毁的故障机理和防范措施。
故障起因是由于#2发电机小汇流管连通管上错误安装内径为Φ15mm的流量孔板,积聚的气体减小了流过该环形引线内部管路的水流量,由开始的“气阻”逐步恶化形成“汽堵”,造成7根定子下层线棒因电流倍增过热而烧损。
对比国内相似案例,本次事件发生时机组投运时间更长。
从现场检修工艺着手,总结此类故障的检修最优工期为45至50天。
标签:600MW机组;环形引线;“汽堵”;流量孔板;故障原因1 引言国内自1997年至今,600MW等级发电机共发生过数十起定子绕组环形引线因“汽堵”造成的过热烧毁事故。
事故的情况基本上如出一辙,几乎全部集中在2W2引线,引线烧断,还引起发电机其他部位故障。
造成的损失是相当严重的,有的整台定子需要在工地重新嵌线,工期也长达数月之久[1]。
大型汽轮发电机多采用水氢氢冷却方式,定子线棒由铜耗和附加损耗产生的热量通过冷却水对流散热。
定子绕组水路故障主要原因有:①杂质、异物进入水路形成堵塞;②水路发生“气堵”;③环形引线“气堵—汽堵”故障[2]。
本文重点介绍了广东某电厂2×600MW超超临界燃煤发电机组#2发电机定子线圈环形引线“气堵——汽堵”的故障机理并提出防范措施。
事故分析证明#2发电机小汇流管连通管上错误安装内径为Φ15mm的流量孔板,对内部冷却水起到限流作用,最终造成环形引线过热烧毁,是本次故障的主要起因。
比较国内发电机定子线圈环形引线过热烧毁类似事件情况,发现绝大部分定子环形引线过热烧毁事故一般发生在新机投运后的2000h内,而本次故障是在该机组投运4年后才发生。
并从定子现场检修工艺着手,总结出此类故障的检修最优工期为45~50天。
2 设备概况该2×600MW超超临界燃煤发电机组,配置QFSN4-600-2型三相交流隱极式同步发电机(静止励磁),发电机采用整体全封闭、内部氢气循环、定子绕组水内冷、定子铁芯及端部结构件氢气表面冷却、转子绕组气隙取气氢内冷的冷却方式,600MW汽轮发电机水电联接方式见图1。
大型电动机定子绕组引线烧损处理及预防措施探讨研讨摘要:以某化工厂电动机绕组为例,介绍了大型电动机燃烧铅处理的处理工艺,并提出了防止大型电动机在生产和维护方面燃烧铅处理及预防措施。
关键词:大型电动机;定子端部绕组;引线烧损;焊接:绝缘包扎电动机定子绕组端与绕组引线之间的连接部分是电动机起动时对功率影响最大的部分。
在启动时,电动机绕组的起动电流是额定电流的5至8倍。
定子线绕组出线接头和引线焊接不良,绕组和引线连接不牢固,可能导致引线之间短路或接地。
该厂风机电动机改造成了风机引增合一。
在实施一年后,发生短路跳闸。
直接原因是引线过度重叠搭接部分焊接工艺不好,绝缘在包扎部分较弱,造成短路放电,对机组正常运行安全构成严重威胁。
因此,探讨大型电动机定子线圈燃烧铅的预处理技术和控制措施,对于大型电动机的安全稳定运行至关重要,并为大型电动机绕组引线烧损的处理提供参考。
一、电动机的定子定子主要由铁芯、定子和机座组成。
定子的作用是在对称三相交流电源连接后产生旋转磁场,从而带动转子的旋转。
定子铁芯是发动机磁路的一部分。
为了减少铁芯损耗,硅钢片叠成圆筒一般由0.35~0.5mm厚的导磁性能较好形状,安装在机座内。
定子绕组是安在定子铁心的内圆槽内的部分。
绕组分为单层和双层。
小型异步电动机通常使用单层绕组。
大中和支撑定子端部铁芯和盖板的发动机外壳和支架。
电动机定子绕组通常采用漆包线,将漆包线分为定子铁芯槽中的三组(每组间隔120o),形成对称的三相绕组。
三相绕组包括六个输出端子,分别首尾用U1、U2;V1、V2;W1、W2表示表示连接到电动机外壳的接线盒。
一般来说,低于3KW的电动机用星形接线(Y接线),高于3KW的电动机用三角形接线线(Y接线),高于3KW的电动机用三角形接线(△接线)。
当连接到电动机定子的三相序列改变时,电动机转子的旋转方向也会改变,因为定子旋转磁场的方向会改变。
二、电动机定子绕组引线烧损原因分析根据烧损电动机的分解情况,定子绕组末端环形并联铜排线的外部绝缘是机包云母带。
发电机转子线圈引出线崩毁原因及处理作者:郑守全,陈立伟,彭久兵单位:攀枝花攀煤矸石发电有限责任公司摘要:发电机转子线圈是发电机励磁的重要组成部分,其引出线崩断,将使运行中的发电机定子线圈失去励磁而引发事故。
详细分析了事故发生的原因及防范,并结合现场实际提出处理程序和方法。
关键词:转子引线;崩毁;原因分析;防范;处理攀煤(集团)公司电厂1号发电机是由南京汽轮发电机厂1989年出厂,1992年投入运行。
型号QF2-12-2,额定功率12 MW,额定电流1 375 A,额定电压6.3 kV,转速3 000 r/mi n,B级绝缘,密闭式空气冷却。
转子励磁方式为与发电机转子同轴的励磁机并激励磁。
转子绕组的两端由引出线经大轴表面铣出的沟槽与布置在发电机汽端转轴上的正、负极滑环相连接,其中正、负极滑环采取同一端集中布置方式,且负极引线穿过正极滑环。
1事故经过由于辅机设备突然故障短时停机,发电机、励磁机的碳刷、碳刷架、卡簧得到清灰检查,两只发电机转子碳刷(正、负极各一只)被更换。
1号发电机正常启机升压至4.8 kV、6.3 kV 时对发电机、励磁机的常规绝缘检查未发现任何异常,并网后带有功负荷4 MW、无功2 M Var、定子电流400 A时,发电机正极滑环上有一只碳刷出现跳动声响,无火花出现,经调整卡簧压力仍无法消除,一会儿,发电机滑环处突然迸发出强烈火花长达1 m,立即按下紧急跳闸按钮,1号发电机解列停机。
2设备检查情况1号机停机后检查情况如下:1)碳刷架一只烧伤,该碳刷支架的环氧玻璃布筒烧损有炭化现象。
2)负极引线完全崩断,其绝缘层炭化呈黑色粉状。
位置正好在负极引线穿过正极滑环的根部,且正极滑环穿线孔边缘也烧损宽约10 mm、深约5 mm的斜形孔洞。
3)用1 000 V兆欧表测滑环对轴的绝缘为0 MΩ,说明转子回路已击穿并与轴短路。
4)正极滑环穿线孔中压线楔铁内表面的小块环氧玻璃布板松动,可轻易取出。
3原因分析穿过正极滑环的负极引线绝缘受损,造成负极引线与正极滑环短路的原因。
3.1设计方面1)发电机转子绕组引入连续励磁电流的正、负极滑环可以在发电机转子的两端,也可以在转子的同一端。
1号发电机的正、负极滑环就是按照在转子同一端集中布置在汽轮机侧设计制造。
它存在如下弊端:①负极引线穿过正极滑环,给负极引线与正极滑环提供了短路机会。
②使发电机侧的滑环与发电机端盖间的距离相对缩短,仅有25 mm(发电机正、负极滑环按两端设计布置,该尺寸为50 mm),起吊发电机端盖很容易机械撞伤引线绝缘。
③十分不便日常检查穿过正极滑环处负极引线的绝缘及引线下的绝缘垫块。
2)发电机正、负极滑环的表面,每隔10 mm的宽度有起冷却作用的螺旋形导风沟(宽约5 mm),存在弊端:使得碳刷的有效接触面降低,接触电阻加大,发热增大,温度升高。
最恶劣的时候1号机正、负极滑环温度高达120 ℃;螺旋形导风沟(宽约5 mm)过宽,碳刷与导风沟相切割力度变化大,磨损脱落的碳粉较多。
3.2维护方面3.2.1由设备制造缺陷引发的维护不当①由于发电机定子冷却布风系统的特殊性和攀枝花气候干燥的特点,经常出现发电机出风温度高达80 ℃、线圈本体埋入式温度计测得温度值达到设计极限105 ℃。
为降低出风温度,必增大补风量、开启出风挡板加强散热,从而破坏了设计的密闭式空气冷却,造成大量的灰尘带入粘附在发电机端盖的导风沟内,改变了分布电容。
②正、负极滑环在汽轮机侧同一端,靠近3号轴瓦仅200 mm,油挡、油封磨损与轴的间隙增大而蒸发出大量的油雾,随转子高速旋转形成的气流而粘附在正、负极滑环的表面及其设计制造起冷却作用的导风沟内、以及碳刷及碳刷架。
同样改变了分布电容与对地电容。
3.2.2由技术素质引发的维护不当①汽轮机后端轴封漏汽的处理质量达不到标准,造成滑环所处的环境温度相对升高。
②更换碳刷的研磨程度达不到标准,选用碳刷的材质不一,使碳刷接触面更为降低,流过碳刷的电流分布不均而导致正、负极滑环的温度升高。
③对穿过正极滑环处负极引线的绝缘及引线下的绝缘垫块等部件的检查重视程度不够,未列入重点检查项目之中。
④拆卸、起吊发电机端盖时,撞伤转子正、负极引线绝缘的保护不力。
⑤遗留碳粉的清除工作还缺乏足够重视。
综上所述,由于设计缺陷与维护不当,滑环温度升高,分布电容和对地电容变化,接触电阻变化,造成负极引线通过碳粉与正极滑环直接导通而短路崩断负极引线和烧损正极滑环及相关部件。
4事故后的处理经专家学者,勘完事故现场认为:1)必须抽出发电机转子。
2)拆下连轴器的连接构件,拔下并取出发电机正、负极滑环,然后进行转子引线处理。
3)滑环装复后重新找转子的动平衡以及滑环的同心度,必要时车削滑环。
4)修复费用高达几十万元,工期30天。
对这一工期太长、检修费用高的方案,厂组织人员几经研究决定采用另一套切实可行的方案,既不抽发电机转子,也不拆连轴器的连接构件进行检修,具体处理方法及工艺介绍如下。
4.1准备工作1)拆卸吊开汽侧发电机大、小端盖,用塑料布遮住定子端部线圈,在地面用木板将进风口及风室档板遮严。
拆卸吊开汽轮机后轴承2、3号瓦盖,测量滑环及滑环下绝缘衬等的相关尺寸。
2)加工制作正、负极滑环的拆卸工具,同时准备加热器具、隔热、散热设施。
4.2滑环的拆卸工作4.2.1拔负极滑环用手枪钻?7.5的钻头钻下负极引线斜楔垫块防退紧固螺丝?8,取出斜楔和垫块,作好标记。
固定好拉板工具,拉板与负极滑环间垫δ=2~3 mm的石棉垫,负极滑环与连轴器间的转子圆周上用δ=2~3 mm的石棉垫围住,然后再用玻璃丝带包扎,一切准备就绪后,用两把大号氧气乙炔火焰枪来回、均匀加热负极滑环,待温度升至200 ℃时,用力对称地紧拉杆螺母,慢慢地拉出负极滑环,移至包扎好隔热的转轴上,再用吹风机让滑环缓慢均匀冷却。
取出滑环内侧的钢套。
测量负极滑环下无损绝缘套的外径为?236。
拔下负极滑环后,通过负极引线测量转子线圈绝缘仍然为零。
4.2.2拔正极滑环采用拔负极滑环相同的方法拔出正极滑环。
测得正极滑环下无损绝缘套的外径为?241 .5,对崩断的负极引线进行测量:25×0.5的铜片8片,带绝缘层为30×7.5。
绝缘层由外向里为:聚酯薄膜(δ=0.05)一层,玻璃丝带一层,云母带(δ=0.13)数层。
取出大轴表面正、负极引线沟槽内的压线楔铁的防退螺丝,并退出楔铁适当长度(根据检修需要的长度),让引线的两端脱离转子引线沟槽,测得数据为转子线圈绝缘为200 M Ω(1 000 V兆欧表)。
转子线圈直流电阻:第一次为0.563 6 Ω,第二次为0.563 6 Ω(直流双臂电桥),温度42 ℃,出厂值为0.651 Ω(75 ℃)。
4.3引线的处理4.3.1正、负极引线的焊接处理为了避免负极引线焊接后转子线圈的直流电阻变化过大,采用银磷焊条(BAgCuZn)焊接旋转部件。
由于取正极引线与正极滑环的紧固斜楔和垫块时,拉断正极引线两侧的铜片长约7mm (即第一片和第八片),拉伤第二、三片出现裂纹。
因此同时焊接处理正、负极引线,具体处理如下:①剥去正极引线原绝缘层距正极滑环凹处的边缘64 mm。
负极引线锯断离正极滑环凹处的边缘31 mm,再剥去绝缘层76 mm。
剪好新焊接引线对接端,原引线略错位剪切,并对各焊接端面用组锉修整、用无水乙醇清洗干净。
准备好石棉绳或石棉泥,将原有引线绝缘层作好隔热处理。
然后将新焊接引线与原转子引线对接处放置在平整可移的适当大小垫铁上,按照对接的焊逢标准双面薄焊、焊透铜片(焊接负极引线时必须保证在原有长度的基础上留出10 0~200 mm)。
对拉伤有裂纹的铜片补焊。
②修整每片上的焊疤。
用夹钳夹紧焊接处,测量8片的厚度不得超过包扎绝缘后在引线槽内的极限厚度,再在焊接处的侧面将铜片(8片)焊接在一起,修整后再次测量焊处厚度为5.9 mm,无焊处为4.1 mm,宽度为25.72 mm。
室温时绝缘电阻为15 MΩ(1 000 V兆欧表)。
③对与滑环连接处的正、负极引线镀锡,再次平整压紧引线。
4.3.2正、负极引线的绝缘处理先将原引线的绝缘层搭接处切成约15°~20°的斜形,用丙酮将引线清洗干净,并擦净相邻部件上金属杂质。
然后对引线从内到外包扎云母带(δ=0.13)六层,玻璃丝带、聚酯薄膜各一层,各绝缘材料均半叠包扎。
用远红外线灯烘烤,待绝缘完全固化,室温时测量绝缘电阻为9 MΩ(1 000 V兆欧表)。
4.3.3正、负极引线装复引线槽用无水乙醇或丙酮擦洗净转子表面引线槽内的杂质。
处理压线斜楔保持光滑,布置好槽内的绝缘(δ=0.5环氧玻璃布板)等部件,将引线压入引线槽,打入压线斜楔保证足够的紧度,并作防退处理。
测转子线圈回路绝缘电阻为6 MΩ(1 000 V兆欧表)。
4.4负极滑环绝缘套的处理正、负极滑环拆卸时受力非绝对均匀,负极滑环绝缘套有损伤;氧气乙炔焰加热滑环时温度高,绝缘套表面有碳化现象。
因此处理如下:1)去掉损伤、受损的绝缘套层,测得负极滑环绝缘套外径为?233.83(设计值为?23 6.5+0.05),正极为?242.08(设计值为?242.5+0.05)。
2)用丙酮清洗干净正、负极绝缘套,负极以环氧树脂和两层玻璃布板(δ=0.5)围粘;正极仅刷一层环氧树脂,烘干后再按同心度偏差要求进行处理。
测得负极滑环绝缘套外径为?236.14、正极为Φ242.08;负极滑环绝缘套同心度偏差为0.125 mm、正极为0.07 mm。
4.5负极滑环装复工作按照滑环拆卸时的操作原理和方法分别装复正极、负极滑环(装复与拆卸只是连轴器的受力方向相反,装复工具不变,注意拉板上必须预留负极、正极引线孔)。
4.5.1装复正极滑环先将正极滑环下的钢套用8号铁线紧抱在对应的绝缘套上,负极引线穿过正极滑环过线孔,再将滑环移进钢套的极限位置,加强正、负极引线特别是负极引线穿过正极滑环处以及转子受热面的隔热防护。
加热正极滑环,待温度升至200 ℃时,使正极滑环对称、均匀进入,保证正极滑环各点的相对尺寸达到原始或设计数据。
加强通风,均匀冷却,使滑环迅速紧抱绝缘套,同时防止绝缘套炭化。
4.5.2处理正极滑环与正极引线的连接先清除滑环上引线连接孔内侧、斜楔以及垫块氧化层,再嵌入引线垫块和楔铁,并作防退处理。
4.5.3正极滑环与负极引线的过渡在两槽形楔铁内侧用环氧树脂粘贴环氧玻璃布板(δ=2),然后从滑环的两侧嵌入楔铁,并作防退处理。
室温时测量绝缘电阻为20 MΩ(1000V兆欧表)。
按照上面的方法装复负极滑环及处理负极滑环与负极引线的连接。
完全装复后,转子线圈回路绝缘电阻为50 MΩ(1 000 V兆欧表);直流电阻为0.558 5 Ω(28 ℃),换算至75 ℃与出厂值0.651Ω(75 ℃)相比偏大0.007 498 Ω。