汽轮发电机轴电压分布异常原因分析及处理

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　　摘 要针对某电厂汽轮发电机轴电压分布异常现象，结合设备结构[1]及机组运行状态，制定问题排查序列，逐项开展，找到问题所在并完成处理。对后续设备维护提出优化建议，为同行电站汽轮发电机轴电压分布异常问题处理提供参考。
　　关键词发电机;轴电压;轴承;油膜
　　0 引言
　　在汽轮发电机正常运行期间，发电机大轴上会伴随轴电压的产生。如果对轴电压的抑制和防护措施不当，若轴承与转轴间油膜承担电压过高，一旦在转轴、轴承、机座等部件形成回路，就会产生轴电流，较大的轴电流会对转轴、轴承造成严重的损害，危及机组安全稳定运行。
　　1 问题描述
　　2019年6月，某电厂2号机在执行汽轮发电机定期检查时发现大轴与11号轴承座电压（U2）、11号轴承座对地电压（U3）分布异常。测量数据记录如表1：
　　2 原因分析及处理
　　从表一数据可知，11号轴承座轴电压分布异常，发电机大轴上的电压几乎全部加在了11号轴瓦和转轴之间的油膜上。如若该电压升高，轴电流会随之升高，会加速润滑油的老化、加剧轴承机械磨损，损坏轴承表面及轴承合金。
　　2.1 原因分析
　　结合11号轴承结构图（图四）及机组运行状态，按照以下顺序进行问题排查及处理。
　　2.2 处理过程
　　（1）清理轴承座周边油污，重新进行轴电压测量，轴电压分布异常情况未改变。
　　（2）对润滑油进行取样检查，油质指标正常。
　　（3）检查三个仪表探头及引线回路，探头引線保护层为金属材质，穿过内衬同为金属材质的蛇皮管引入就地转接盒。检查发现瓦温探头底座和固定螺栓直接与轴承座连通，且其引线与蛇皮管内衬相接触，通过蛇皮管端部金属格兰头与就地转接盒接地。
　　将瓦温探头底座处增加绝缘垫片，并将探头引线保护层增加热缩套使其与金属内衬的蛇皮管绝缘，处理后测量该探头与地绝缘为10MΩ。再次测量发电机轴电压，轴电压分布异常情况未改变。
　　（4）停机期间对11号轴承进行解体检查，移除上半轴承座和轴承，测量下半轴承座对地绝缘为零，说明进回油管路法兰螺栓、轴承座定位销及固定螺栓、轴承座底部绝缘板绝缘失效。
　　（5）移除润滑油回油管路，检查螺栓绝缘垫片和绝缘套管良好，测量轴承座对地绝缘仍为零。
　　（6）逐个移除轴承座定位销和固定螺栓，检查螺栓绝缘垫片和绝缘套管良好，并逐次测量下半轴承座对地绝缘仍为零。
　　（7）将下半轴承座吊起，移除底部绝缘板，检查发现轴承座和基础台板之间、绝缘板表面存在较多油污，如图五所示。对其清洁后回装轴承座与绝缘板，测量轴承座对地绝缘>550MΩ。
　　（8）回装轴承座定位销和固定螺栓，测量轴承座对地绝缘良好。
　　（9）在机组运行期间通过轴电压法测量轴座电压分布正常，数据记录如表2。
　　3 改进建议
　　（1）轴承座底部绝缘板油污处理完毕后，应将绝缘垫片、固定螺栓与轴承座缝隙使用环氧树脂类密封胶封死，防止油污进入造成轴承座绝缘失效。
　　（2）轴承座顶部的仪表探头，其引线保护套管宜选用绝缘材质蛇皮管和格兰头，避免探头安装不当引起轴承座对地绝缘失效。
　　（3）应定期检查轴承座电压分布，及早发现异常，避免轴电压分布异常，致使油膜承受过高电压。
　　（4）在发电机大修轴承解体后回装阶段，应重视轴承座各部件回装后的轴座对地绝缘测量工作，并做好记录，避免因安装问题留下隐患。
　　4 小结
　　汽轮发电机轴电压分布异常后对大轴、轴瓦、润滑油产生持续性的负面影响，严重时会损伤轴系及轴瓦本体，影响机组安全稳定运行。本文通过对该电厂汽轮发电机轴电压分布异常情况进行分析，梳理问题处理过程，逐项排查，最终找到问题所在并合理解决，为同行电厂在发电机轴承安装、运行和维护时提供参考。
　　参考文献
　　[1]顾军.AP1000核电厂系统与设备[M].北京：原子能出版社，2010.
　　[2]王浩，李高合，武文平.电气设备试验技术问答，中国电力出版社，2000.
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