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，结合通过分析设备结构组成，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调整及维护的方法。

无刷励磁机；焦粉；温度；绝缘；旋转整流器；转子引线

1 概述

本钢焦化厂8#、9#焦炉产焦量约150万t/年，在焦化厂区内遍布运输焦煤的通廊，在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，而焦炭颗粒具有附着性及导电性。

在焦化厂区域内，有一台汽轮发电机组，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6000 kVA、发电机电压降至8500 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。

经抢修投入运行，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天左右就必须停机一次，每次消除故障至少需要36 h。导致运行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。

其主励磁机与主发电机联成同轴，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，其磁场由WLZ—1DW型励磁调节装置通过控制可控硅整流桥输出电流控制，通过这种这种方式控制发电机励磁及控制发电机端电压。在发电机运行时，交流发电机所需励磁电流由变压器供给，总励磁电流是由两组整流器并联供给的。

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，它是旋转电枢式交流主励磁机输出的负载。另外还包括灭磁保护控制电路和直流励磁输出控制电路及安装主体旋转支架。

3 无刷励磁机的运行维护和整改措施

空气中微小的焦碳颗粒由发电机的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上以及励磁机转子、发电机转子上，并附着在整流器硅管上，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

整流二极管温度监视：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1800 V）。

风温及水温监视：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，冷却效果好坏与发电机出入口温度和循环水温度有关。

风温要求：（1）发电机入口风降低到30℃时，可适当增加发电机视在容量，入口风高于30℃时，不可再增加发电机容量，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℃运行；（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至温度允许值为止。

水温要求：发电机空气冷却器在进水温度≤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℃以上时进口风温相对提高，因此必须相应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1次励磁机绝缘，其值≥1 MΩ。

3.3 励磁机参数监视

按无刷励磁机设计参数进行监视，见表1。

4 无刷励磁机的维护方法

4.1 旋转整流器的维护

表1 励磁系统技术数据表

旋转整流器整体浸入到绝缘漆内，再取出后干燥。通过这种方法处理后，能够有效地防止粉尘侵入到旋转整流器元件内，效果比较明显。

旋转整流器整体浸漆之前应该将交流发电机三个引出线端与旋转整流器连接处螺丝拆掉后，其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后，将灰尘清理干净，再自然干燥。在此工作期间注意防火。

4.2 转子引线的维护

发电机停机后对引线接头处用汽油清理干净，用绝缘漆刷好干燥后，用绢布带包好。用这种方法处理好后能防止灰尘粘附，对绝缘有利。

4.3 励磁机防尘

定期对励磁机进行吹灰，防止灰尘积淀。

励磁机出入口风管道在发电机停机后用大功率风筒吹净后再用抹布擦干净。

空冷室保持清洁干净。零米小间地面与循环风系统相连，地面要保持清洁，门要关好四周要有密封条，防止灰尘进入。

5 结论

焦粉的导电性及其附着性对无刷励磁机安全运行是不利的，易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，必须加强运行调整并采取正确的维护措施以克服焦粉影响。

[1]孟铁锬.电气运行[M].北京：水利电力出版社，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

初东（1974－），女，毕业于电气自动化专业，本科学历，理学学士学位，电气自动化工程师，现从事电厂电气系统监控工作。