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柴油发电机出租停备期间监测转子绝缘的分析

发布日期:2022-09-14 15:56 浏览次数:

近年来在电力消费增长大为放缓的情况下,新增发电装机容量却创历史最高水平,2015年火电发电量负增长、利用小时降至4329小时。部分地区为促进水电的消纳,火电机组进入运行保养状态,机组的停备进入了常态化,要避免平时负荷紧张,需要启动并网时,因设备缺陷造成机组并网推迟或者无法并网的情况,机组的停机保养显的尤为重要,发电机作为发电厂的三大主机之一,发电机的氢、油、水等辅助系统的健康水平和机组停备期间的保养水平直接关系到发电机的整个健康水平。作为运行维护单位要从各方面采取措施,提高设备健康水平,保证设备时刻在健康状态,本文结合注入式转子一点接地的特点,分析与研究利用现有设备加以辅助单元的方法,在机组停备期间全过程监视发电机转子绝缘,及时掌握发电机转子的绝缘的变化趋势,使问题能够早发现、早处理。 一、发电机转子停备期间出现的问题:某电厂300MW汽轮发电机组,励磁系统为自并励静止励磁系统,发电机冷却方式为水氢氢,定子绕组为水冷,转子绕组为氢气内冷,铁芯为氢气外部冷却。定子绕组冷却水系统是一个闭式循环系统,发电机内的气体转换,自动维持氢压稳定,外部气体控制系统维持氢气纯度,为密封发电机内的氢气采用双流环式密封瓦(氢侧和空侧两路油),密封油控制系统是向发电机轴封装置提供了连续不断的密封油并对其进行监控及保护。该机组在运行期间氢气纯度仪经常发生故障,发电机密封瓦也存在部分问题,发电机内部有渗油现象。2016年4月发电机停备14天,发电机无检修工作,机组启动前发电机绝缘检查,发现发电机转子绝缘用500V摇表测量0.2MΩ,发电机厂家说明书要求,当温度10-30℃度范围内,其绝缘电阻不应低于5MΩ,发电机运行规程要求,转子绝缘低于0.5MΩ不允许启动,发电机转子绝缘的状况不具备机组启动条件。安排检修人员对刷架进行吹灰清扫效果不佳,然后拆除发电机碳刷及刷架对转子进行通流烘干,绝缘恢复到22MΩ,可以判断发电机转子绝缘受潮。所以在机组停备期间若能全过程监视发电机转子绝缘,及时掌握发电机转子的绝缘的变化趋势,避免出现严重问题。 二、转子接地保护的原理:目前国内大多数发电机组配置注入式原理的转子接地保护,该转子一点接地保护的注入电源来自装置内部,转子一点接地保护的工况不受发电机运行工况的影响,从而在发电机运行及不运行时,均可正确的检测转子绕组及励磁回路的对地绝缘,该保护动作灵敏、无死区。因注入式转子接地保护和传统转子绝缘监测变送器的测量相互影响,且转子接地保护可检测转子绕组及励磁回路的对地绝缘,在现场应用和设计中一般取消了转子正、负对地电压测量变送器。[1]注入式转子接地保护的原理,以某公司生产的DGT801B装置为例,转子一点接地保护为叠加直流式,在发电机转子绕组的负极对大轴之间,加一个50V直流电压,通过计算直流电压的输出电流,来测量转子绕组或励磁回路的对地绝缘。 三、转子接地保护检测绝缘的局限性:注入式转子一点接地保护的原理,在发电机运行及不运行时,均可正确的检测转子绕组及励磁回路的对地绝缘,该保护动作灵敏、无死区。实际运行中因保护装置的测量和整定范围不同,励磁回路接线的差异,利用注入式转子接地保护在机组停备时监测转子的绝缘存在一些问题。 四、全过程检测方案研究:要实现机组停备时全过程监测发电机转子绝缘,必须解决转子电压的测量接线完整问题和保护装置的采样范围问题。从技术分析电压采集接线改在转子侧不存在安全问题,一般转子过电压保护整定值2200V,氧化锌灭磁电阻的反向击穿电压整定1000V,当系统故障时不存在灭磁过程及转子过电压造成的设备损坏,且励磁系统整流柜及母线的绝缘降低的可能和风险要远远小于发电机转子绝缘降低造成的危害,大多数进口自并励励磁系统转子电压采集线在灭磁开关的转子侧。将转子电压采集线改接在转子侧,可保证停备期间监测发电机转子绝缘回路的完整性。发电机保护为保证采样精度,保护装置的采样范围完全可满足保护的要求,但对于监视发电机转子绝缘的整个变化过程,显然不满足要求。为满足全范围绝缘电阻的测量,在发电机转子的负极并接一个对地电阻,将整个回路的绝缘电阻修正在保护装置的测量范围内。电阻的选择DGT801B装置为例,保护装置保护的显示的测量范围基本在119.9kΩ,定值整定范围0.01~100kΩ,当转子绝缘低于5MΩ时告警,对发电机转子采取措施,防止绝缘继续降低。当告警值设置为100kΩ时,转子绝缘5MΩ时,根据电阻并联法则,计算并联电阻值为:102kΩ。选择并联电阻为100kΩ时,20MΩ对应99.5kΩ,5MΩ对应98kΩ,1MΩ对应90.9kΩ,0.5MΩ对应83.3kΩ,可满足停备期间发电机转子绝缘的全过程监测。因转子保护回路自产直流电压为50V,辅助电阻回路功率:0.025W,电阻功率选择范围很宽,考虑安装方便,选用瓷釉绕线电阻。 五、结束语:火力发电机组的停备进入了常态化,利用现有发电机保护设备的特点,增加辅助单元,实现发电机转子绝缘的全过程监测,提高设备停备期间的维护保养水平,保证设备的健康水平,最大程度的适应电网的现状,对企业生产管理从生产经营型到经营生产型的转变具有重大意义,提高企业的市场竞争力和盈利能力。

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