浅析五一桥水电站发电机油雾对转子绝缘的影响及技改措施

【摘要】五一桥水电站机组上导油槽盖板与大轴采用迷宫式密封，盖板与大轴之间要求有0.05mm间隙。机组正常运行时，上导油槽温度超过50℃，油在高温及大轴高速旋转下形成高压、高温油雾，油雾...

摘 要：五一桥水电站投产后，因上导油雾造成转子绝缘下降，汛期多次被迫停机处理转子绝缘，对上导油盆端盖对其技改后未出现因油雾原因的被迫停机，取得了很好的效果，文章对油雾影响转子绝缘的原因及技改措施进行了分析。

关键词：发电机；转子绝缘；油雾

1 概述

五一桥水电站位于四川省甘孜州九龙县境内，安装有三台立轴悬垂式结构的混流式水轮发电机组，采用静止可控硅励磁。单机容量为44MW，设计年平均发电量6.307亿kW・h。自2008年11月三台机组相继投产发电以来，三台机组上导油槽盖板与大轴密封间隙处均出现了不同程度的油雾外溢现象，造成发电机集电环室内集电环和碳刷架严重污染，油雾和碳粉吸附在绝缘层上面，使转子绝缘性能下降迅速，造成转子回路接地故障，威胁发电机的安全运行。对此，电站在2011年分别对1F、2F、3F机组上导油槽盖板进行了技术改造，通过两年的运行实践，收到了较好效果。

2 上导油槽油雾外溢原因分析

五一桥水电站机组上导油槽盖板与大轴采用迷宫式密封，盖板与大轴之间要求有0.05mm间隙。机组正常运行时，上导油槽温度超过50℃，油在高温及大轴高速旋转下形成高压、高温油雾，油雾形成而从该间隙溢出。

3 机组转子绝缘下降原因分析

3.1 设备结构原因分析

五一桥水电站机组集电环处于上导油槽盖板正上方，两者之间距离约为50cm，上导油槽溢出的油雾能直接对集电环污染，加快了集电环油污的形成。

3.2 机组碳刷材质

机组运行时，由于碳刷摩擦大，会产生较多碳粉，五一桥所用碳刷材质硬度不够，极易被磨损，造成集电环、碳刷架和上导油槽盖板附着大量碳粉，为转子回路接地提供了介质。

3.3 机组上导油槽溢出的油雾

油雾对产生的碳粉有较大的吸附作用，大量的碳粉附着在集电环表面，形成碳粉污垢，造成转子绝缘性能迅速下降。有试验表明，在松散干燥的状态下，石墨碳粉的绝缘电阻可达到100M？赘以上，但是在油雾作用下绝缘电阻会迅速下降到零。

4 改进方案

通过上述分析，结合五一桥水电站现有条件，提出以下整改方案。

4.1 增加绝缘挡板

在机组集电环与上导油槽盖板之间增加绝缘挡板，隔断油雾直接对集电环污染，减少集电环油污形成，对集电环形成保护作用。

4.2 更换碳刷和定期吹扫

经过专业计算后，选择了硬度更高的碳刷运行，减少了碳粉，定期对集电环进行吹扫，这样，集电环随时处于干净的环境下运行。

4.3 上导油槽盖板技改

在油雾作用下碳粉绝缘会迅速下降到零，解决油雾外溢才是根本办法。将上导油槽盖板非接触式密封技改成接触式密封端盖，即在上导油槽端盖内放置软材料与大轴直接接触而起密封作用，耐磨性好且具备自润换性能，实现端盖与大轴之间无间隙运行，从而保证机组运行中油槽盖内油雾无法外溢。为保证内部空气与外部联通，在上导油槽盖面上设四个呼吸器，油槽内部油雾经挡板过滤后成滴状，油滴重新落入油槽内，使油雾不会外溢，但外部空气能与内部联通，以防止油槽内部产生高温、高压气体。

4.4 技改效果

改造后三台机组经过近两年运行，集电环上已完全没有油污，三台机组的转子绝缘电阻一直保持正常，完全消除了油雾对转子绝缘的影响。

5 结束语

五一桥水电站油雾对转子绝缘影响的技改措施，用此措施减少了碳粉，防止了油雾外溢，隔断了油雾与碳粉的结合，消除了转子回路绝缘隐患，确保机组安全、可靠运行，具有一定借鉴作用。

参考文献

[1]昆明电机厂出厂技术资料[Z].2008.

[2]哈尔滨通能电气有限公司.TNS接触式端盖说明书[Z].2011.

作者简介：钟宁（1983，1-），男，汉族，大专，助理工程师，现主要从事水电站运行维护工作。