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1 发电机组及转子励磁系统概述
我厂发电机是山东济南发电设备厂生产的，型号为QF-15-2、额定功率15MW、额定电压10.5KV，额定电流1031A，额定励磁电压201V，额定励磁电流259A，定子转子绝缘F级。发电机励磁方式采用自并励系统，转子励磁电流电源由接于发电机机端的整流变压器ZB提供，经可控硅整流向发电机转子提供励磁电流，可控硅元件SCR由自动励磁调节器控制，系统起励时需要另加一个起励电源如图1所示：
FLQ-发电机转子；F-发电机；SCR-可控硅元件；ZB-整流变压器；LH-电流互感器；YH-电压互感器
图1 发电机励磁系统图
发电机是发电厂中最重要的设备之一，其安全运行影响着整个发电厂的供电可靠性，而发电机转子的绝缘性能好坏关系到发电机能否安全运行。导致发电机转子绝缘故障的原因有很多，可能是转子线圈端部污秽的影响，也有可能受周围环境湿度的影响。发电机转子主要由转子铁芯、励磁绕组、护环、风扇、滑环以及引线等部分组成，转子结构如图2所示：
图2 发电机转子结构图
2 发电机转子接地保护装置原理简述
从转子绕组的正负两端（或负端）与大轴之间注入一个24V电压，通过装置内部电子开关定时切换，实时求解转子对地绝缘电阻值，保护反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。发电机转子接地保护的工作电路如图3，图中Rx为测量回路电阻，Ry为大功率电阻，Us为电源模块，Rg为转子绕组对大轴的绝缘电阻。
图3 转子接地保护原理图
3 发电机转子故障实例处理
我厂于2016年4月，该机组DCS系统发电机“转子一点接地”报警信号，运行人员立即进行检查，发现转子接地保护装置检测到接地电阻值在0.2K到300K之间波动，装置一点接地报警持续发出。然后到现场用万用表测量励磁正对地负对地电压也出现大幅波动现象。检查转子滑环处无明显积油、积灰现象。检查发电机大轴接地碳刷与大轴间的接触部位发现存在油渍较多，将大轴接地碳刷取下后转子接地保护装置检测到接地电阻值在300K稳定。后经过对发电机转子大轴及接地碳刷清理后，发电机“转子一点接地”报警信号消除。
4 发电机转子绝缘故障分析
4.1转子因受潮而造成绝缘电阻降低，如发电机停运时间较长，环境潮湿等原因；
4.2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；
4.3滑环下有碳刷粉末或油污堆积，使转子引出线绝缘损坏；
4.4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；
4.5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，再加上槽口积灰等因素造成；
4.6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。
5 绝缘电阻降低的处理方法
5.1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；
5.2转子线圈绝缘老化，则采取拔护环方法，解体转子进行大修；
5.3转子线圈端部积灰、积油，通常处理的方法:
5.3.1用干燥的压缩空气进行吹扫；
5.3.2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；
5.3.3用机电设备清洗剂处理转子绝缘，重点介绍这种方法。
6 机电设备绝缘清洗剂处理转子绝缘的方法
6.1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。我们在发电机上做试验，从冷态到额定转速3000转/分，出现下列数据：
分析以上数据，得出了转子绝缘电阻与转速有关,也就是与转子旋转的离心力有关。初步判断，为转子端部积灰、积油。这一问题只能采用拔护环的处理方法，但我们厂不具有拔护环的条件。所以我们试着采用机电设备清洗剂进行清洗，最后取得了明显的效果。
6.2具体的操作方法：
6.2.1打开发电机定子两侧的大小端盖；
6.2.2采用普通的清洗机进行清洗，出口压力调整到0.4-1Mpa，喷头喷出状态调整到雾状，将喷头伸入转子前端的通风口进行喷射清洗；
6.2.3清洗时转子必须在旋转状态下进行，转速在每分钟7-8转；
6.2.4前后端部分别进行连续清洗10-30分钟；
6.2.5喷射过程采用清洗剂回收装置，回收的清洗剂经沉淀过滤后可重复使用；
6.2.6清洗过过程，用500V的摇表对转子绝缘进行测试，绝缘达到10MΩ即为合格，停止清洗；
6.2.7转子绝缘合格后，在盘车情况下，空转8-12小时，使清洗剂充分挥发，再用500V摇表测试转子绝缘，合格后装回发电机端盖，开机运行；
6.2.8清洗剂喷射时的转子必须在盘车转速下运转，否则可能产生因清洗过程不均匀，造成积灰死点，转子绝缘无法提高；
6.2.9喷头喷出必须是雾状，否则因压力过大会造成转子线圈绝缘损伤；
6.2.10绝缘清洗剂的耐压必须在25kV及以上，且挥发性良好，这样才能使绝缘清洗剂在线圈上形成一层绝缘性能较高的镀膜，提高转子绝缘强度。
7 结论
7.1发电机转子绝缘下降的原因，主要是不按规程操作和转子线圈端部积油、积碳粉造成；
7.2除了解决发电机轴瓦渗油之外，每次停机对发电机冷风系统进行检查，发现漏风应及时堵漏；
7.3注意滑环电刷品质必须符合要求，运行更换电刷必须在模具上研磨好后方可更换，以防止碳粉产生；
7.4每天对发电机滑环两侧的积碳粉、灰尘进行吹扫一次；
7.5用机电设备清洗剂处理转子绝缘电阻的降低，最长时间不超过20小时。这种处理方法比拔护环费用低，时间短，经济效益高；
7.6清洗剂不仅能把转子端部的灰尘、油污清理出来，最主要的是在转子线圈端部镀上一层高绝缘介质，从本质上提高转子的绝缘强度。
来源：电厂笔记
（版权归原作者或机构所有）
