L'enroulement rotorique du générateur est mis à la terre en un seul point, ce qui n'affecte généralement pas son fonctionnement normal. Si un autre point de mise à la terre apparaît dans l'enroulement ou la boucle d'excitation, formant ainsi une mise à la terre en deux points, l'enroulement rotorique, le noyau du rotor ou la bague de garde peuvent être endommagés par le courant continu de court-circuit. L'asymétrie du circuit magnétique créée par les spires partiellement court-circuitées entraînera une augmentation des vibrations de l'unité, voire la magnétisation du rotor.
Les causes possibles de la mise à la terre de l'enroulement du rotor sont les suivantes :
a. Processus de fabrication et de maintenance défaillant. Par exemple, la qualité de la soudure du fil est médiocre, le revêtement de la gorge est endommagé, le fil conducteur reliant l'enroulement du rotor à la bague collectrice et l'isolation de la vis conductrice sont endommagés, et des scories de soudure et des poussières conductrices subsistent.
b. Mauvaise utilisation et entretien. Par exemple, taux d'humidité de l'hydrogène élevé, présence d'huile dans l'hydrogène, accumulation de toner, de saletés, etc. dans le cylindre isolant entre la bague collectrice et l'arbre, entre la bague collectrice et la connexion du câble.
c. Défauts de conception structurelle. Par exemple, l'isolation principale du rotor de l'ancienne structure est recouverte d'une armure de protection en acier, et cette isolation principale est endommagée par la dilatation thermique et les contraintes mécaniques en fonctionnement, ce qui entraîne une défaillance à la terre.
d. Mauvaise sélection des matériaux. Les fils et les matériaux d'isolation sélectionnés par le fabricant sont de mauvaise qualité et présentent des défauts congénitaux.
e. Stockage inadéquat du matériel de transport.
Au cours des opérations de transport et de stockage, l'isolation du rotor peut être humide, sale ou un corps étranger peut pénétrer dans l'orifice de ventilation.
La tension d'arbre constitue un problème majeur lors du fonctionnement d'un turbogénérateur. Sur les grandes turbines, si les mesures de suppression ou de protection de la tension d'arbre sont inadéquates, l'arbre moteur, le palier et les pièces dynamiques de la turbine peuvent subir une magnétisation et une combustion graves.
La tension sur l'arbre est principalement due aux quatre raisons suivantes :
(l) Tension d'arbre causée par la charge statique du cylindre basse pression de la turbine à vapeur ;
(2) Rupture de tension d'arbre due à une asymétrie du circuit magnétique lors de la fabrication ou du fonctionnement du générateur
(3) la tension axiale causée par la composante pulsatoire du système d’excitation statique ;
(4) le potentiel unipolaire généré par le court-circuit entre les spires de l'enroulement du rotor.
La tension axiale causée par les éléments 1 à 4 ci-dessus est généralement de quelques volts à quelques dizaines de volts dans des conditions normales, et jusqu'à plusieurs centaines de volts de tension AC ou DC (élément l) dans les cas graves.
Des paramètres de résistance de connexion optionnels ou de résistance et de capacité, installés à l'extrémité de l'arbre de la turbine ou du générateur au niveau de la brosse de mise à la terre, et dans la base du palier du générateur (côté excitatrice) pour installer des joints d'isolation fiables, peuvent inhiber ou empêcher les dommages causés par la tension et le courant d'arbre.
Le flux magnétique longitudinal formé par le court-circuit entre les spires de l'enroulement du rotor dans l'arbre rotatif passe non seulement par le tourillon et la coquille du palier, mais aussi par les pales, les cloisons et les parois du cylindre des parties dynamiques et statiques de la turbine, magnétisant ces parties et générant un potentiel unipolaire.
Dans des conditions normales, le potentiel unipolaire généré par une faible aimantation est de l'ordre du millivolt. Cependant, en cas de court-circuit important entre spires du rotor ou de mise à la terre en deux points, ce potentiel unipolaire peut atteindre plusieurs volts, voire une dizaine de volts. Si le film d'huile du palier du générateur se rompt ou si les parties dynamiques et statiques de la turbine entrent en contact en raison d'une différence de dilatation trop faible, le courant unipolaire généré dans le sens axial peut atteindre plusieurs centaines d'ampères. Ce courant unipolaire risque non seulement d'endommager le tourillon, le palier et les parties dynamiques et statiques de la turbine, mais aussi de compromettre le bon fonctionnement de la protection de l'arbre de la turbine et d'aggraver l'aimantation de ces pièces, rendant ainsi la maintenance de l'unité plus difficile. Il est donc nécessaire de démagnétiser l'aimantation du grand axe, qu'elle soit due à l'accumulation de divers facteurs ou à une aimantation importante après un accident du générateur. 3.2 Méthode de démagnétisation et évaluation de son efficacité Deux méthodes peuvent être utilisées : la démagnétisation en courant continu (CC) et la démagnétisation en courant alternatif (CA). La méthode CC est recommandée pour les composants de grande taille tels que le rotor du générateur, le rotor de la turbine et la paroi du cylindre. Le principe de base de la démagnétisation consiste à faire tourner les pièces démagnétisées autour de la bobine de démagnétisation, à changer périodiquement la direction du courant dans la bobine et à réduire progressivement l'intensité du courant, de sorte que l'intensité du champ magnétique des pièces démagnétisées diminue progressivement et que, finalement, leur rémanence soit faible.
Afin de réaliser efficacement la démagnétisation, le nombre d'ampères-tours de démagnétisation doit être choisi comme 4 à 5 fois la rémanence nominale de la partie démagnétisée, et il convient de prêter attention à la direction du flux généré par les premiers ampères-tours de démagnétisation, qui doit être opposée à la direction de la rémanence, et l'alimentation électrique de démagnétisation peut être utilisée pour alimenter un excitateur ou une machine à souder à courant continu.
D'après l'expérience de démagnétisation d'un certain nombre de groupes turbogénérateurs de grande puissance (100-300 MW), après la démagnétisation des pièces, le tourillon et la coquille du palier ne dépassent pas 2×10-4T, les autres pièces ne dépassent pas 10×10-4T, c'est-à-dire que même la broche ne peut pas absorber, c'est-à-dire qu'elle est considérée comme conforme.
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Date de publication : 22 novembre 2024