発電機ローターの磁化による害とその対処方法

発電機の回転子巻線は1点接地されており、通常は発電機の正常な動作に影響を与えません。巻線または励磁ループに別の接地点が発生し、2点接地状態になると、回転子巻線、回転子コア、またはリガードリングが短絡直流電流によって焼損する可能性があり、部分的な短絡巻線によって形成される磁気回路の非対称性により、ユニットの振動が増加し、回転子本体の磁化を引き起こす可能性があります。

11.22

 

ローター巻線が接地する原因としては、次のようなものが考えられます。

a. 製造・保守工程の不備。例えば、ワイヤの溶接品質が悪い、溝ライニングが損傷している、回転子巻線からスリップリングへのリード線や導電性ネジの絶縁体が損傷している、溶接スラグや導電性ダストが残っているなど。

b. 不適切な操作とメンテナンス。例えば、水素の湿度が高い、水素に油分が含まれている、コレクターリングとシャフト間の絶縁シリンダー、コレクターリングとリード線接続部にトナーや汚れが蓄積しているなど。

c. 設計上の構造欠陥。例えば、旧構造のローターの主絶縁体は鋼鉄製の保護装甲で覆われており、運転中の熱膨張や機械的作用によって主絶縁体が損傷し、接地不良が発生する。

d. 不適切な材料選択:製造業者が選択した電線および絶縁材料は品質が悪く、先天的な欠陥があります。

e. 輸送中の不適切な保管。

輸送および保管の過程で、ローターの絶縁体が湿ったり、汚れたり、通気孔に異物が入ったりすることがあります。

軸電圧はタービン発電機の運転において注目すべき問題です。大型タービン発電機において、軸電圧の抑制や保護対策が適切に行われていない場合、モータ軸、軸受シェル、タービン動翼および動翼部品の磁化や焼損といった深刻な事態を招きます。

シャフト電圧は主に次の 4 つの原因によって発生します。

(l)蒸気タービンの低圧シリンダの静電気によって発生する軸電圧

(2)発電機の製造時または運転時の磁気回路の非対称性によって引き起こされる軸電圧の遮断

(3)静的励磁システムの脈動成分によって発生する軸電圧

(4)回転子巻線の巻線間の短絡によって発生する単極電位。

上記1~4の項目により発生する軸電圧は、通常状態では数ボルト~数十ボルト程度であることが多いですが、深刻な場合には数百ボルトの交流電圧や直流(項目l)電圧に達することもあります。

オプションの接続抵抗または抵抗と静電容量のパラメータは、タービンまたは発電機のシャフト端のアースブラシに設置され、発電機(励磁機側)のベアリングベースに信頼性の高い絶縁ガスケットを設置することで、シャフト電圧とシャフト電流による損害を抑制または防止できます。

回転軸内のローター巻線の巻線間の短絡によって形成される縦方向の磁束は、ジャーナル、ベアリングシェルを通過するだけでなく、タービンの動的部分と静的部分のブレード、仕切り、シリンダー壁も通過し、これらの部分を磁化して単極電位を生成します。

通常の状況では、弱い磁化によって発生する単極電位はわずかミリボルトレベルですが、ローターに重大なターン間短絡または2点接地が発生すると、単極電位は数ボルトから十ボルトに達し、発電機ベアリングの油膜が破壊されたり、膨張差が小さすぎるためにタービンの動静部分が接触したりすると、軸流に沿って発生する単極電流が数百アンペアに達します。これは、タービンのジャーナル、ベアリングシェル、動動部分を焼損するだけでなく、タービンシリーズシャフト保護の正常な動作に影響を与えるだけでなく、これらの部分の磁化を悪化させ、ユニットのメンテナンス作業を困難にします。したがって、さまざまな原因の蓄積によって引き起こされた大軸磁化と発電機事故後の大軸の深刻な磁化を消磁する必要があります。 3.2 消磁方法と消磁効果の評価 直流消磁と交流消磁の2つの方法があります。直流消磁法は、発電機ローター、タービンローター、シリンダ壁などの大型部品に用いるべきである。消磁の基本原理は、消磁コイルの周囲に消磁部品を回転させ、コイルの電流方向を周期的に変化させながら、電流の大きさを徐々に小さくすることで、消磁部品の磁場強度を徐々に低下させ、最終的に残留磁束密度を小さくすることである。

消磁の目的を効果的に達成するために、消磁のアンペアターン数は消磁部品の残留磁気定格の 4 ~ 5 倍に選択する必要があります。また、最初の消磁アンペアターンによって発生する磁束の方向が残留磁気の方向と反対になることに注意してください。消磁電源は予備の励磁機または DC 溶接機に使用できます。

多数の100~300MWの大型タービン発電機セットの消磁経験によれば、部品の消磁後、ジャーナルとベアリングシェルは2×10-4T以下、その他の部品は10×10-4T以下であり、ピンさえも吸収できないため、合格とみなされます。

 

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投稿日時: 2024年11月22日