Mga sanhi, peligro, at mga solusyon para sa boltahe ng generator shaft

Sa pagtaas ng kapasidad ng mga solong yunit ng generator, ang boltahe ng shaft ay naging isang malubhang problema para sa mga malalaking generator na nagpatibay ng mga static na sistema ng paggasta sa sarili. Ang alon ng boltahe ng shaft ay naglalaman ng mga kumplikadong harmonic na mga sangkap ng pulso, na partikular na nakapipinsala sa pagkakabukod ng film ng langis. Kapag ang boltahe ng baras ay hindi lalampas sa breakdown boltahe ng film ng langis, ang kasalukuyang baras ay napakaliit. Kung ang boltahe ng baras ay lumampas sa boltahe ng breakdown ng langis ng layer ng langis, ang isang malaking baras na kasalukuyang ay bubuo sa tindig, ang tinatawag na kasalukuyang EDM, na susunugin ang mga sangkap na nagdadala at magdulot ng malaking pinsala. Magnetic circuit asymmetry, unipolar effect, capacitive kasalukuyang, electrostatic effect, static excitation system, permanenteng magnetization ng pambalot, baras, atbp.

Ang boltahe ng baras ay tumutukoy sa boltahe na nabuo sa pagitan ng dalawang dulo ng motor o sa pagitan ng motor shaft at ang tindig sa panahon ng operasyon ng motor. Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, kapag ang boltahe ng baras ay mababa, ang lubricating oil film sa pagitan ng generator shaft at ang tindig ay nagbibigay ng mahusay na pagkakabukod. Gayunpaman, kung ang boltahe ng baras ay tumataas sa isang tiyak na halaga para sa ilang kadahilanan, masisira nito ang film ng langis at paglabas, na bumubuo ng isang circuit para sa shaft kasalukuyang henerasyon. Ang kasalukuyang shaft ay hindi lamang nakakagambala sa katatagan ng film ng langis, na nagiging sanhi ng pagpapadulas ng langis na unti -unting lumala, ngunit din, dahil ang kasalukuyang baras ay dumadaan sa punto ng contact ng metal sa pagitan ng tindig at baras - isang napakaliit na punto ng pakikipag -ugnay na may mataas na kasalukuyang density - bumubuo ito ng napakataas na temperatura kaagad, na nagiging sanhi ng naisalokal na pagtunaw ng tindig. Ang natutunaw na haluang metal, sa ilalim ng presyon ng pag -ikot, splashes at sinusunog ang mga maliliit na hukay sa panloob na ibabaw ng tindig. Sa huli, ang tindig ay masisira dahil sa pinabilis na mekanikal na pagsusuot, at sa mga malubhang kaso, ang tindig ng shell ay susunugin, na magdulot ng aksidente at pagpilit sa isang pag -shutdown.

Ang boltahe ng shaft ng generator ay palaging naroroon, ngunit sa pangkalahatan ay hindi mataas, karaniwang mula sa ilang mga volts hanggang sa isang dosenang volts. Gayunpaman, kapag ang mga insulating pad ay nabigo dahil sa mga mantsa ng langis, pinsala, o pag -iipon, ang boltahe ng baras ay sapat upang masira ang film ng langis sa pagitan ng baras at tindig, na nagdudulot ng paglabas. Sa paglipas ng panahon, ito ay unti -unting lumala ang kalidad ng pagpapadulas at paglamig ng langis, at sa mga malubhang kaso, susunugin nito ang baras at mga bearings, na nagreresulta sa isang aksidente sa pag -shutdown.

1. Mga Sanhi ng Generator Shaft Boltahe

(1) boltahe ng baras na dulot ng magnetic asymmetry
Ito ay isang boltahe ng AC na mayroon sa parehong mga dulo ng turbine generator shaft. Dahil sa paggamit ng mga naka-istilong laminations na hugis ng sektor sa stator core, ang iba't ibang mga eccentricities ng rotor, ang iba't ibang pagkamatagusin ng mga laminations na hugis ng sektor, at ang gabay ng shaft gabay na ginamit para sa paglamig at pag-clamping, atbp. Bumubuo ito ng isang pagkakaiba -iba ng boltahe sa parehong mga dulo ng generator shaft. Ang bawat uri ng magnetic asymmetry ay magiging sanhi ng isang sangkap ng boltahe ng baras na may kaukulang amplitude at dalas. Ang iba't ibang mga sangkap ng boltahe ng baras ay superimposed, na ginagawang kumplikado ang dalas na komposisyon ng boltahe na ito ng baras. Ang pangunahing sangkap ay may pinakamalaking amplitude, ang ika -3 at ika -5 na pagkakatugma ay may bahagyang mas maliit na mga amplitude, at ang mas mataas na mga sangkap na maharmonya ay may napakaliit na mga amplitude. Ang boltahe ng AC shaft na ito ay karaniwang 1 ~ 10V, at mayroon itong isang malaking halaga ng enerhiya. Kung walang epektibong mga hakbang na kinuha, ang boltahe ng baras na ito ay bubuo ng isang loop sa pamamagitan ng plate na nagdadala ng shaft-foundation, atbp, na bumubuo ng isang malaking kasalukuyang baras. Ang electric arc na dulot ng shaft kasalukuyang ay inilalapat sa pagitan ng tindig at ang ibabaw ng baras. Ang pangunahing kinahinatnan nito ay nakasuot sa tungsten carbide sa tindig at sa ibabaw ng baras, at mabilis na pagkasira ng langis ng lubricating. Pinapabilis nito ang mekanikal na pagsusuot ng tindig, at sa mga malubhang kaso, ay maaaring maging sanhi ng pagsunog ng shell ng shell.

(2) boltahe ng baras na dulot ng singil ng electrostatic
Ang boltahe ng DC na ito, na lumilitaw sa pagitan ng baras at ang grounding plate, ay nabuo ng singil ng electrostatic na ginawa ng alitan sa pagitan ng high-speed na dumadaloy na basang singaw at ang turbine low-pressure cylinder blades sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Ang epekto ng electrostatic na ito ay nangyayari lamang paminsan -minsan sa ilalim ng ilang mga kondisyon ng singaw at hindi madalas. Depende sa mga kondisyon ng operating, ang ganitong uri ng boltahe ng baras ay maaaring maging napakataas, na umaabot sa daan -daang mga volts, na nagiging sanhi ng isang nakakagulat na sensasyon kapag naantig. Hindi ito madaling isinasagawa sa panig ng exciter, ngunit kung walang mga hakbang na gagawa upang isagawa ang singil na electrostatic na ito sa lupa, maiipon ito sa tindig na langis ng langis sa turbine side ng generator at kalaunan ay naglalabas sa film ng langis, na humahantong sa pagdadala ng pinsala.

(3) boltahe ng baras na dulot ng static excitation system
Sa kasalukuyan, ang mga malalaking steam turbine generator ay karaniwang gumagamit ng isang static excitation system. Dahil sa impluwensya ng thyristor arc commutation, isang bagong mapagkukunan ng boltahe ng baras ay ipinakilala sa static excitation system. Ang static excitation system ay nagbibigay ng boltahe ng DC sa generator excitation na paikot -ikot sa pamamagitan ng isang static thyristor rectifier, at ang DC boltahe na ito ay isang pulsating boltahe. Para sa isang static na sistema ng paggulo gamit ang isang three-phase na ganap na kinokontrol na tulay, ang alon ng excitation output boltahe ay may 6 na pulso sa loob ng isang siklo. Ang mabilis na pagbabago ng pulsating boltahe na ito ay bumubuo ng isang boltahe ng AC sa pagitan ng baras at lupa sa pamamagitan ng capacitive pagkabit sa pagitan ng generator excitation na paikot -ikot at ang rotor body. Ang boltahe ng baras na ito ay pulsating at hugis ng spike, na may dalas ng 300Hz (kapag ang dalas ng boltahe ng AC ng sistema ng paggulo ay 50Hz). Ito ay superimposed sa boltahe ng baras na dulot ng magnetic asymmetry, sa gayon ay nagiging sanhi ng film ng langis na makatiis ng isang mas mataas na boltahe ng spike. Kapag tumataas ito sa isang tiyak na lawak, binabasag nito ang film ng langis, na bumubuo ng isang kasalukuyang nagiging sanhi ng pagkasunog at pinsala sa mga mekanikal na bahagi.

(4) boltahe ng baras na dulot ng natitirang magnetism
Kapag ang generator ay malubhang maikli-circuited o sa ilalim ng iba pang mga hindi normal na kondisyon ng operating, ang pangunahing baras, bearings, casing, at iba pang mga sangkap ay madalas na magnetized at mapanatili ang isang tiyak na halaga ng natitirang magnetism. Ang mga magnetic line ay bumubuo ng mga paayon na sanga sa mga bearings, at kapag ang pangunahing baras ng yunit ay umiikot, ang isang puwersa ng electromotive ay nabuo, na tinatawag na isang unipolar electromotive force. Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, ang potensyal na unipolar na nabuo ng mahina na natitirang magnetism ay nasa saklaw lamang ng millivolt. Gayunpaman, kapag mayroong isang maikling circuit sa pagitan ng rotor na paikot-ikot na mga liko o two-point grounding, ang potensyal na unipolar ay maabot ang ilang mga volts sa sampu-sampung volts, na bumubuo ng isang malaking kasalukuyang baras. Ang kasalukuyang daloy na ito ay axially sa pamamagitan ng baras, bearings, at foundation plate, hindi lamang nasusunog ang pangunahing baras at nagdadala ng mga bushes ngunit din malubhang magnetize ang mga sangkap na ito, na ginagawang mahirap ang pagpapanatili ng yunit.

2. Mga panganib na dulot ng boltahe ng generator shaft Ang magnitude ng boltahe ng baras ay nag -iiba depende sa tukoy na yunit. Karaniwan, mas malaki ang kapasidad ng yunit, mas malaki ang kawalaan ng simetrya sa air gap flux at istraktura. Ang mas malaki ang mga maharmonya na sangkap sa magnetic field, mas mataas ang saturation ng core, at mas malaki ang pagiging hindi pantay ng stator, mas mataas ang boltahe ng rurok ng rurok. Ang shaft boltahe na alon ay may kumplikadong mga mahahalagang sangkap. Ang mga yunit na gumagamit ng static na nakokontrol na rectifier excitation ay may mataas na sangkap ng pulso sa kanilang shaft boltahe na alon, na partikular na nakakapinsala sa pagkakabukod ng film ng langis. Kapag ang boltahe ng baras ay umabot sa isang tiyak na halaga, kung ang mga naaangkop na hakbang ay hindi kinuha, masisira ang langis ng pelikula, na bumubuo ng kasalukuyang baras.

Kung ang shaft current ng isang steam turbine generator set ay napakataas, ang mga journal, bearings, at iba pang mga kaugnay na sangkap kung saan masusunog ang baras. Ang drive worm at worm wheel ng pangunahing bomba ng langis ng turbine ay masisira. Ang electric arc na sanhi ng shaft kasalukuyang ay mabubura ang mga sangkap at edad ang nagdadala ng lubricating oil, sa gayon pinabilis ang pagdadala ng mekanikal na pagsusuot. Ang kasalukuyang baras ay malakas na magnetize ng mga sangkap ng turbine, mga takip ng generator end, bearings, at iba pang mga sangkap na nakapalibot sa baras, na bumubuo ng isang unipolar potensyal sa mga journal at impeller.

Kapag ang boltahe ng baras ay sapat na mataas upang masira ang film ng langis sa pagitan ng baras at mga bearings, nangyayari ang isang paglabas. Ang naglalabas na circuit ay: generator shaft - journal -humahawak - nagdadala ng bracket - generator base. Bagaman ang boltahe ng baras ay hindi mataas (sa paligid ng 6V para sa isang 300MW generator), ang paglaban ng circuit ay napakaliit. Samakatuwid, ang nabuong kasalukuyang baras ay maaaring napakalaki, kung minsan ay umaabot sa daan -daang mga amperes. Ang kasalukuyang baras ay unti -unting lumala ang kalidad ng lubricating at paglamig ng langis, at sa mga malubhang kaso, susunugin nito ang mga bearings, pagpilit ng isang pag -shutdown at sanhi ng isang aksidente. Samakatuwid, sa panahon ng pag -install at operasyon, ang boltahe sa pagitan ng shaft at bearings ng generator ay dapat masukat at suriin.

3. Pag -iwas at pag -aalis ng mga hakbang para sa boltahe ng generator shaft

Ang mga sumusunod na hakbang sa pag -iwas ay karaniwang pinagtibay:

(1) Sa panahon ng disenyo at pag -install, ang isang insulating pad ay karaniwang naka -install sa pagitan ng tindig bracket sa pagtatapos ng generator at ang base. Kasabay nito, ang lahat ng mga tubo ng langis, mga turnilyo, bolts, atbp, ay insulated.

.

Bilang karagdagan sa pag -alis ng boltahe ng baras, ang shaft grounding brush ay naghahain din ng mga sumusunod na pag -andar upang maprotektahan ang motor: a. Sinusukat ang positibo at negatibong rotor boltahe sa lupa. b. Nagsisilbing proteksyon laban sa single-point grounding ng rotor.

. Ang isang ganap na bagong istraktura ng generator ay pinagtibay, at ang pag -install ay mahigpit na sumusunod sa proseso ng mga tagagawa at mga kinakailangan sa disenyo upang maiwasan ang pag -eccentricity ng rotor.

. . Ang mga fastener ng mga housings ng tindig at ang mga tubo ng langis na konektado sa mga housings ng tindig ay dapat ding insulated mula sa mga bearings; Maaaring magamit ang mga dobleng hakbang sa pagkakabukod.

(6) Iwasan ang magnetic circuit asymmetry sa panahon ng disenyo ng motor.

(7) Iwasan ang axial magnetic flux sa panahon ng disenyo ng motor, pagmamanupaktura, at operasyon.

(8) Insulate ang mga housings ng tindig sa lupa.

(9) I -install ang mga grounding brushes sa baras.

(10) Gumamit ng mga non-magnetic bearing housings o karagdagang coils.

(11) Magdagdag ng isang bypass capacitor sa lupa sa armature output terminal ng DC motor.

4. Pagsukat ng boltahe ng baras Ang pagkakabukod ng mga rotor grounding brushes at bearings ay mahalaga para sa pagprotekta sa generator mula sa boltahe ng baras at tinitiyak ang ligtas na operasyon. Sa aktwal na operasyon, dahil sa mga kadahilanan tulad ng pag -install at pagkasira ng operating environment, at pagsusuot, ang mahinang rotor grounding o nabawasan na pagkakabukod ay maaaring mangyari, na humahantong sa pagtaas ng boltahe ng baras at baras na kasalukuyang, na maaaring sa huli ay masira ang generator. Samakatuwid, ang regular na pagsukat ng boltahe ng baras ay mahalaga para sa pagpapabuti ng operasyon ng generator. Sa ibaba, inirerekumenda namin ang isang medyo simpleng pamamaraan ng pagsukat: tulad ng ipinapakita sa diagram sa itaas, kung saan:

U1: Pagkakaiba ng boltahe sa pagitan ng dalawang dulo ng generator rotor shaft. Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, higit sa lahat ito ay sanhi ng rotor magnetic asymmetry. Ang mga tagagawa ay karaniwang nagbibigay ng empirical data; Inirerekomenda na sukatin ito pagkatapos ng bawat menor de edad na overhaul at ihambing ito sa makasaysayang data.

U2: Boltahe ng likurang baras ng generator sa lupa.

U3: Boltahe ng metal plate sa pagitan ng mga layer ng pagkakabukod ng likuran ng generator sa lupa.

A: Kasalukuyang sinusukat sa grounding lead ng front-end grounding carbon brush ng generator.

Ang U2, U3, at A ay dapat na masukat pana -panahon sa panahon ng operasyon. Ang mga pagbabago sa data na ito ay maaaring magpahiwatig ng kondisyon ng generator:

① Ang U1 ay dapat na nasa loob ng saklaw na ibinigay ng tagagawa at hindi dapat magbago nang malaki kumpara sa makasaysayang data. Kung hindi man, ang kondisyon ng stator at rotor ng generator ay dapat suriin upang matukoy ang sanhi.

② u2 ≈ u3 (normal na halaga). Kung ang U2 ay mas malaki kaysa sa U3 (normal na halaga), ang saligan ng shaft grounding carbon brush ay kailangang suriin. Sa panahon ng operasyon, ang isang panandaliang panlabas na grounding wire ay maaaring konektado sa harap na baras para sa saligan, at pagkatapos ay maaaring masukat ang U2 at ihambing.

③ U3 ay dapat na malapit sa U2. Dahil ang pagkakaiba sa pagitan ng U2 at U3 ay kumakatawan sa boltahe na inilalapat sa pelikulang langis ng langis, ang labis na boltahe ay maaaring maging sanhi ng pagkasira ng film ng langis. Inirerekomenda na ang pagkakaiba na ito ay hindi lalampas sa 4V, o na ang U3 ay hindi mas mababa sa 70% ng U2. Kung hindi man, ang kondisyon ng pagkakabukod ng tindig sa lupa ay dapat suriin, tulad ng kontaminasyon sa ibabaw o pag -iipon ng pagkakabukod.

④ Karaniwan, ang kasalukuyang isang dumadaloy sa pamamagitan ng shaft grounding carbon brush ay mula sa ilang milliamp hanggang sa ilang daang milliamp. Kung ang halagang ito ay tumataas nang malaki, ang pagkakabukod ng tindig ay dapat suriin kasabay ng pagsukat ng boltahe ng baras.