TBC-30型發(fā)電機轉子直流電阻超標的分析及處理

 以吉林熱電廠3號機TBC-30型發(fā)電機為例，分析發(fā)電機轉子直流電阻超標的原因，闡述其在運行中的危害性，結合實際檢修工作對問題處理作以總結說明。
    關鍵詞  發(fā)電機  轉子  直流電阻

1 前言
    吉林熱電廠3號發(fā)電機組于1957年投入運行，產(chǎn)地為前蘇聯(lián)，型號為TBC-30型，冷卻介質(zhì)是氫氣，工作壓力為0.05ＭＰａ，有功功率是30000kW，定子電壓是6300V，轉子電流空載時為163A，滿載時478A，轉速為3000r/min，頻率50Hz，轉子線圈為Ｂ級絕緣，轉子線圈允許溫度為130℃。
    測量發(fā)電機轉子繞組的直流電阻的目的是為了檢查線圈內(nèi)部、端部、引線處的焊接質(zhì)量以及連接點接觸情況，實際上是檢查這些接頭的接觸電阻是否變化。若接觸電阻變大，則說明接觸不良。接觸電阻變小時，有可能發(fā)生線圈接頭發(fā)熱、接地放電和發(fā)電機跳閘事故。所以測量發(fā)電機轉子直流電阻被作為發(fā)電機大修試驗中的一個必須檢查項目。
2 問題的發(fā)現(xiàn)
    在2002年3月15日進行了3號發(fā)電機組的計劃性大修，在進行發(fā)電機轉子線圈直流電阻值測試時，發(fā)現(xiàn)此次測量結果不合格，在現(xiàn)行的ＤＬ／Ｔ596《電力設備預防性試驗規(guī)程》中規(guī)定：所測結果與出廠時測量值相比較，兩者之間的差值不應超過出廠測量值的2％。
    3號發(fā)電機組大修開始后將發(fā)電機轉子抽出，立即對轉子外觀進行仔細檢查未發(fā)現(xiàn)異常情況，之后對轉子進行大修標準項目檢查，結果都達到檢修質(zhì)量標準。隨后進行發(fā)電機轉子直流電阻測試，其結果為0.41332Ω（環(huán)境溫度為28℃），換算到15℃時直流電阻數(shù)為0.39279Ω。發(fā)電機出廠時記錄的直流電阻值為0.3294Ω（環(huán)境溫度為15℃），兩者差值為0.39279－0.3294＝0.06339，與出廠時直流電阻的比值為0.06339÷0.3294＝19.2％，該值已超過2％，試驗結論為直流電阻不合格。從測量結果分析此次直流電阻數(shù)值大于出廠時的直流電阻數(shù)值，判定為接觸不良。
3 危害性
    接觸不良主要存在于線圈內(nèi)部、端部、引線處的焊接點以及連接點，如果這些地方出現(xiàn)松動，將直接影響絕緣質(zhì)量。當發(fā)電機投入運行時，轉子線圈始終處于離心力作用，并有一定的溫升。導致接觸不良點發(fā)生振動和位移，破壞線圈匝間絕緣和線圈對轉子大軸的絕緣，會發(fā)生轉子匝間短路和轉子接地故障。
3.1 發(fā)生轉子匝間短路時的危害
    第一，振動增大。轉子繞組局部短路后，磁通減少，造成每極磁通分布不均和磁拉力不等，引起振動，振動頻率為100Hｚ。另外，短路線匝中流過的電流很小，兩部分繞組產(chǎn)生的熱量不等，造成熱膨脹不均勻，也會引起振動。
    第二，影響發(fā)電機出力。部分線匝短路后，如果要保持發(fā)電機電壓和無功負荷不變，必須增大轉子電流，未短路的線匝由于電流增大，會引起繞組溫度的升高，發(fā)生變形。
3.2 當發(fā)生轉子接地故障時的危害
    發(fā)電機轉子繞組發(fā)生一點接地后，雖然仍能夠運行，但不安全。因為在這種情況下，若發(fā)生另一點接地時，即構成了兩點接地，這時可能燒毀轉子繞組、鐵芯或護環(huán)，同時引起機組強烈振動和轉子軸磁化。
3.3 溫度升高時的危害
    由于溫度升高會影響導電螺釘?shù)拿芊馓椎臍饷苄裕�使機內(nèi)氫氣通過滑環(huán)導電螺釘處泄漏，遇明火將發(fā)生氫氣爆炸，十分危險。
4 原因分析
    造成直流電阻不合格（接觸不良）的原因，主要有兩方面。
    制造方面：制造工藝不良，導致線圈內(nèi)部的焊接點焊接質(zhì)量不合格；轉子線圈與導電螺釘連梁雨：TBC-30型發(fā)電機轉子直流電阻超標的分析及處理接緊力沒有達到標準，產(chǎn)生松動。
    運行方面：在電、熱和機械能等的綜合應力作用下，繞組產(chǎn)生變形、位移。致使焊接點和連接處斷裂、磨損或松動。
5 故障點查找
    查閱了以前的歷史測試記錄作以統(tǒng)計、對比，詳見表1。

    對照判定以前大修中從未發(fā)現(xiàn)直流電阻不合格現(xiàn)象，查閱以前檢修記錄未曾對轉子進行過解體檢修。用“由易到難”排除法推測故障點可能在勵磁機側轉子護環(huán)和風扇之間的兩個導電螺釘處。為了證實推測的準確性，決定采用“敲打法”測量和查找。
    具體方法是：用紫銅錘對其中一個導電螺釘楔子進行人工用力敲打幾次（注意不要同時敲打另一側的導電螺釘?shù)男ㄗ樱�以便準確判斷位置。當測量結果仍然不好時，再進行敲打另外一個），在敲打中進行測量，發(fā)現(xiàn)試驗結果為0.3386Ω（25.5℃），換算至15℃時為0.3243Ω，計算如下：
  
    結果小于2％達到合格標準，但在敲打過程中所測數(shù)值不穩(wěn)定，上下波動，當不敲打時，數(shù)值緩慢回升。從直流電阻數(shù)值變化的現(xiàn)象分析，判斷該處接觸不良，證明故障點就在此處，故障處的結構圖見圖1。
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