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軸絕緣裝置在黑麋峰抽水蓄能電站的應(yīng)用

文檔作者：趙聚平楊暉曹春永吳志峰吳敏文檔來(lái)源：湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年06月03日
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第39卷增刊2 水電站機(jī)電技術(shù)
2016年12月Mechanical＆Electrical Technique of Hydropower Station
VoL39 No．S2
DeC．2016 23
軸絕緣裝置在黑麇峰抽水蓄能電站的應(yīng)用
趙聚平，楊暉，曹春永，吳志峰，吳敏
(湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司，湖南長(zhǎng)沙410213)
摘要：發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中不可避免的存在軸電壓，當(dāng)軸電壓產(chǎn)生軸電流時(shí)將損壞軸承瓦。黑麋峰電站先后采用
軸cT和軸絕緣兩種監(jiān)測(cè)方式，本文主要介紹軸絕緣監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)方法和效果，指出應(yīng)用過(guò)程中的注意事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞：軸電壓；軸絕緣；監(jiān)測(cè)；運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)
中圖分類(lèi)號(hào)：TV743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672—5387(2016)$2—0023—02
DOI：10．135996．cnki．11-5130．2016．S2．008
1引言
隨著抽水蓄能電站快速發(fā)展，抽水蓄能機(jī)組在
電網(wǎng)運(yùn)行中調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用的作用越發(fā)凸顯。
抽水蓄能機(jī)組水頭高、轉(zhuǎn)速快、容量大、工況轉(zhuǎn)換頻
繁，機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行越來(lái)越重要。軸電流一直是影
響發(fā)電機(jī)軸承系統(tǒng)正常運(yùn)行的隱患，監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)軸
絕緣狀況，防止發(fā)電機(jī)軸電流帶來(lái)的危害，非常重
要。
2軸電流產(chǎn)生的原因及危害
軸電壓是指在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)兩軸承端
或電機(jī)轉(zhuǎn)軸與軸承間所產(chǎn)生的電壓。在正常情況下，
軸電壓較低時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸與軸承間存在的潤(rùn)滑油
膜能起到較好的絕緣作用。但是，如果由于某些原因
使得軸電壓升高到一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)擊穿油膜放電，
構(gòu)成軸電流產(chǎn)生的回路。軸電流不但會(huì)破壞油膜的
穩(wěn)定性，使?jié)櫥鋮s油的油質(zhì)逐漸劣化，同時(shí)，由于
軸電流從軸承和轉(zhuǎn)軸的金屬接觸點(diǎn)通過(guò)，金屬接觸
點(diǎn)很小，電流密度很大，在瞬間會(huì)產(chǎn)生高溫，使軸承
局部燒熔。被燒熔的軸承合金在碾壓力的作用下飛
濺，將在軸承內(nèi)表面燒出小凹坑。最終，軸承會(huì)因機(jī)
械磨損加速而破損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞軸瓦，造成事故被
迫停機(jī)。
3黑麇峰電站機(jī)組軸絕緣監(jiān)測(cè)裝置
黑麋峰電站共安裝有4臺(tái)套可逆式水泵水輪發(fā)
電電動(dòng)機(jī)組，單機(jī)容量為300 MW。設(shè)計(jì)、運(yùn)行初期
每臺(tái)發(fā)電機(jī)通過(guò)軸CT實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軸電流狀態(tài)，用來(lái)
間接反映軸絕緣狀況是否良好。機(jī)組投運(yùn)后，發(fā)電機(jī)
軸電流監(jiān)測(cè)裝置報(bào)警時(shí)有發(fā)生，檢查發(fā)電機(jī)沒(méi)有發(fā)
現(xiàn)任何異常情況，不排除軸CT受發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)內(nèi)
部雜散磁場(chǎng)的干擾，往往測(cè)量出來(lái)的電流偏大致使
其報(bào)警。很大程度上軸CT并沒(méi)有反映出軸電流的
真實(shí)情況，軸CT監(jiān)測(cè)裝置沒(méi)有起到可靠保護(hù)軸瓦
的作用。
黑麋峰電站與制造廠家溝通，通過(guò)技術(shù)改造已
將軸CT監(jiān)測(cè)裝置改為軸絕緣監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)監(jiān)測(cè)
上端軸與上導(dǎo)軸領(lǐng)的絕緣電阻來(lái)監(jiān)測(cè)軸絕緣情況。
該裝置通過(guò)在軸領(lǐng)與大軸絕緣層加裝金屬銅箔，將
軸領(lǐng)絕緣分為兩段，因此，軸絕緣包含銅箔的內(nèi)絕緣
層和外絕緣層。只有當(dāng)2個(gè)絕緣都破壞的時(shí)候，才產(chǎn)
生破壞軸瓦油膜的電流，電流從大軸流向大地，破壞
軸瓦的表面，最終可能會(huì)造成燒瓦的惡劣后果。黑麋
峰機(jī)組軸絕緣裝置在發(fā)電機(jī)上端軸安裝一組軸領(lǐng)碳
刷和一組銅箔碳刷、在發(fā)電機(jī)推力軸承下方大軸上
安裝一組接地碳刷。圖1是黑麇峰電站機(jī)組軸絕緣
裝置監(jiān)測(cè)示意圖。
收稿日期：2016—11一02
作者簡(jiǎn)介：趙聚平(1982一)，男，工程師，從事抽水蓄能電站設(shè)備運(yùn)
維工作。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
24 水電站機(jī)電技術(shù)第39卷
膩三砂L _J曠軸領(lǐng)碳捌／
軸領(lǐng)
—
I 發(fā)電機(jī)軸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子I
蝴星] [
口l
圖1軸絕緣監(jiān)測(cè)不意圖
將軸領(lǐng)碳刷、銅箔碳刷、接地碳刷引出線接至兩
個(gè)可編程變送器SINEAX V604中，SINEAX V604通
過(guò)歐姆法對(duì)內(nèi)絕緣(銅箔碳刷和接地碳刷)和外絕緣
(軸領(lǐng)碳刷和銅箔碳刷)分別監(jiān)測(cè)絕緣電阻。圖2是
軸絕緣監(jiān)測(cè)裝置接線圖。
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StNEAX V604 SINEAX V604
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c電源囂塑J機(jī)組【ru J{機(jī)綴保護(hù)} S[綏LCL J|機(jī)組Ij}
圖2機(jī)組軸絕緣裝置接線圖
SINEAX V604可編程變送器通過(guò)輸入24 V DC，
來(lái)測(cè)量回路的電阻并計(jì)算回路絕緣情況，每個(gè)
SINEAX V604測(cè)量范圍都為0—5 000 Q。當(dāng)內(nèi)絕緣
或者外絕緣任何一個(gè)低于2 500 Q，對(duì)應(yīng)SINEAX
V604將輸出“1”至機(jī)組保護(hù)柜，機(jī)組保護(hù)柜延時(shí)6 S
報(bào)警；當(dāng)內(nèi)絕緣和外絕緣均低于2 500 Q，兩個(gè)
SINEAX V604都將輸出“1”至機(jī)組保護(hù)柜，機(jī)組保
護(hù)柜將延時(shí)6 S跳閘，作用于機(jī)組事故停機(jī)。同時(shí)，
SINEAX V604可編程變送器設(shè)置輸出絕緣模擬量
參數(shù)，相應(yīng)的4～20 mA量接入機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控
系統(tǒng)顯示相應(yīng)絕緣電阻值，用于運(yùn)行值班人員對(duì)機(jī)
組軸絕緣情況的實(shí)時(shí)監(jiān)視，并能對(duì)機(jī)組軸絕緣運(yùn)行
情況進(jìn)行分析。
4結(jié)論
軸CT測(cè)量軸電流方式由于受電磁場(chǎng)等外界干
擾，存在較大測(cè)量誤差，測(cè)量不準(zhǔn)確，誤發(fā)報(bào)警信號(hào)，
不利于機(jī)組的可靠運(yùn)行，黑麋峰機(jī)組已全部改造成
軸絕緣測(cè)量方式。軸絕緣監(jiān)測(cè)裝置在運(yùn)行中，由于軸
領(lǐng)環(huán)和銅箔環(huán)碳刷安裝在勵(lì)磁滑環(huán)下面，經(jīng)過(guò)機(jī)組
長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，軸領(lǐng)環(huán)和銅箔環(huán)之間絕緣支撐表面
會(huì)沉積碳粉從而導(dǎo)致軸領(lǐng)與銅箔之間的絕緣下降至
設(shè)定值之下，會(huì)誤發(fā)軸絕緣報(bào)警，因此需要定期對(duì)軸
領(lǐng)環(huán)和銅箔環(huán)之間絕緣支撐表面進(jìn)行清掃，另外在
清掃勵(lì)磁滑環(huán)時(shí)要注意防止碳粉落在絕緣監(jiān)測(cè)回路
上破壞軸領(lǐng)環(huán)和銅箔環(huán)之間絕緣。黑麋峰機(jī)組軸絕
緣裝置經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間的運(yùn)行，目前運(yùn)行穩(wěn)定，能準(zhǔn)
確監(jiān)測(cè)機(jī)組軸絕緣情況。
參考文獻(xiàn)i
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