文档介绍：抽水蓄能机组转子磁极典型故障（缺陷）原因分析及对策
【摘要】抽水蓄能机组启动速度快,负荷调节范围广。它不仅能完成调峰、填谷、调相、调频、事故备用等任务,而且能提高能源利用率。因此,近年来发展迅速。在抽水蓄能机组中,定子和转子磁仅在机组投产初期出现过,其根本原因是磁极连接线原设计采用刚性连接,垂直于磁轭上端面切向连接。采用此種连接方式没有考虑到机组转速过高、启动频繁、正反转的特点。当机组高速转动时磁极连接线弯部出现应力局部集中,无法有效补偿机组运行时振动、温升、电磁力、疲劳、飞逸时的离心力及电气短路等产生的变形,导致磁极连接线本体出现裂纹。
磁极引出线采用刚性连接,磁极连接线各部件装配时由于修型矫正时工艺不当导致材质受损引起连接线局部机械损伤,运行中由于振动、温升、电磁力产生的变形产生裂纹。

1)严格按照制造厂提供的运行维护手册中要求紧固件的检查内容、标准进行现场检查确认。2)建议将发电机磁极引出线无损探伤列为金属监督项目,B级以上检修实施。3)建议各单位应明确磁极连接线检修工艺要求及危险点分析预控措施;检修中对磁极引出线做好防护,以避免保护措施不完善引起磁极引出线损伤。4)结合机组检修应对磁极引出线、极间连接线进行检查有无移位、变形、裂纹等。5)磁极连线A级检修中应对磁极连接线绝缘进行全面检查。对出现破损或异常部位,应按照相关工艺要求进行处理。抽查两根磁极连接线,剥开磁极连接线绝缘检查焊缝无开裂现象。磁极连接线外观检查,磁极连接线表面清洁,Ω连接无裂痕。磁极连接线接触电阻试验,用微欧仪测量磁极连接线的电阻,试验电流不小于100A,电阻应在规定范围内。6)定期检查磁极连接线螺栓标记线有无变动与磁极引线与磁极连接线处有无由于过热而变色的现象。

检查发现,撕裂部位是磁极引线长软连接最外侧铜片,且撕裂位置均为引线根部(磁轭侧)。主要原因是该种型式的磁极软连接在易出现裂纹的根部位置承受的离心应力较高,且各层软铜片受力不均,尤其是最外侧铜片整体受力较大,如果再受外力碰压损伤变形,则更易造成撕裂。

在撕裂片数不多时,可采取撕掉已经发生撕裂的软连接铜片的方法进行处理。在设计时,磁极软连接的载流密度留有一定的裕度,软连接缺少数片不影响载流量,但应符合DL/T817—2014《立式水轮发电机检修技术规程》中磁极引线缺失15%需要更换引线的规定。以该台机组为例,28片铜片最多只能缺失4片,撕掉4片后,若再发生撕裂就要更换引线。为了避免软连接继续撕裂,需要采取临时措施,防止软连接继续撕裂后再次造成转子一点接地跳机故障。

当发电机处于开机过程,转速已达到额定转速,且处于空载状态时,磁极挡块在运行中脱落击中定子线圈导致定子接地故障及相间短路故障。在定子线圈损坏期间,若故障电流未达到发电机纵联差动保护动作值,则继电保护不动作。而当前国内大多数大型水轮发电机继电保护均配置了启停机保护,当以启停机保护的差流为判据,发电机在启动过程中发生相间短路故障,发电机励磁系统在机组未到额定转速时便投入励磁,此时