淺析五一橋水電站發電機油霧對轉子絕緣的影響及技改措施

摘 要：五一橋水電站投產后，因上導油霧造成轉子絕緣下降，汛期多次被迫停機處理轉子絕緣，對上導油盆端蓋對其技改后未出現因油霧原因的被迫停機，取得了很好的效果，文章對油霧影響轉子絕緣的原因及技改措施進行了分析。

關鍵詞：發電機；轉子絕緣；油霧

1 概述

五一橋水電站位于四川省甘孜州九龍縣境內，安裝有三臺立軸懸垂式結構的混流式水輪發電機組，采用靜止可控硅勵磁。單機容量為44MW，設計年平均發電量6.307億kW·h。自2008年11月三臺機組相繼投產發電以來，三臺機組上導油槽蓋板與大軸密封間隙處均出現了不同程度的油霧外溢現象，造成發電機集電環室內集電環和碳刷架嚴重污染，油霧和碳粉吸附在絕緣層上面，使轉子絕緣性能下降迅速，造成轉子回路接地故障，威脅發電機的安全運行。對此，電站在2011年分別對1F、2F、3F機組上導油槽蓋板進行了技術改造，通過兩年的運行實踐，收到了較好效果。

2 上導油槽油霧外溢原因分析

五一橋水電站機組上導油槽蓋板與大軸采用迷宮式密封，蓋板與大軸之間要求有0.05mm間隙。機組正常運行時，上導油槽溫度超過50℃，潤滑油在高溫及大軸高速旋轉下形成高壓、高溫油霧，油霧形成而從該間隙溢出。

3 機組轉子絕緣下降原因分析

3.1 設備結構原因分析

五一橋水電站機組集電環處于上導油槽蓋板正上方，兩者之間距離約為50cm，上導油槽溢出的油霧能直接對集電環污染，加快了集電環油污的形成。

3.2 機組碳刷材質

機組運行時，由于碳刷摩擦大，會產生較多碳粉，五一橋所用碳刷材質硬度不夠，極易被磨損，造成集電環、碳刷架和上導油槽蓋板附著大量碳粉，為轉子回路接地提供了介質。

3.3 機組上導油槽溢出的油霧

油霧對產生的碳粉有較大的吸附作用，大量的碳粉附著在集電環表面，形成碳粉污垢，造成轉子絕緣性能迅速下降。有試驗表明，在松散干燥的狀態下，石墨碳粉的絕緣電阻可達到100M？贅以上，但是在油霧作用下絕緣電阻會迅速下降到零。

4 改進方案

通過上述分析，結合五一橋水電站現有條件，提出以下整改方案。

4.1 增加絕緣擋板

在機組集電環與上導油槽蓋板之間增加絕緣擋板，隔斷油霧直接對集電環污染，減少集電環油污形成，對集電環形成保護作用。

4.2 更換碳刷和定期吹掃

經過專業計算后，選擇了硬度更高的碳刷運行，減少了碳粉，定期對集電環進行吹掃，這樣，集電環隨時處于干凈的環境下運行。

4.3 上導油槽蓋板技改

在油霧作用下碳粉絕緣會迅速下降到零，解決油霧外溢才是根本辦法。將上導油槽蓋板非接觸式密封技改成接觸式密封端蓋，即在上導油槽端蓋內放置軟材料與大軸直接接觸而起密封作用，耐磨性好且具備自潤換性能，實現端蓋與大軸之間無間隙運行，從而保證機組運行中油槽蓋內油霧無法外溢。為保證內部空氣與外部聯通，在上導油槽蓋面上設四個呼吸器，油槽內部油霧經擋板過濾后成滴狀，油滴重新落入油槽內，使油霧不會外溢，但外部空氣能與內部聯通，以防止油槽內部產生高溫、高壓氣體。

4.4 技改效果

改造后三臺機組經過近兩年運行，集電環上已完全沒有油污，三臺機組的轉子絕緣電阻一直保持正常，完全消除了油霧對轉子絕緣的影響。

5 結束語

五一橋水電站油霧對轉子絕緣影響的技改措施，用此措施減少了碳粉，防止了油霧外溢，隔斷了油霧與碳粉的結合，消除了轉子回路絕緣隱患，確保機組安全、可靠運行，具有一定借鑒作用。

參考文獻

[1]昆明電機廠出廠技術資料[Z].2008.

[2]哈爾濱通能電氣有限公司.TNS接觸式端蓋說明書[Z].2011.

作者簡介：鐘寧（1983，1-），男，漢族，大專，助理工程師，現主要從事水電站運行維護工作。