อันตรายจากการเกิดสนามแม่เหล็กในโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและวิธีแก้ไข

ขดลวดโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่อลงดินเพียงจุดเดียว ซึ่งโดยทั่วไปจะไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่หากมีการต่อลงดินอีกจุดหนึ่งในขดลวดหรือวงจรการกระตุ้น ทำให้เกิดการต่อลงดินสองจุด ขดลวดโรเตอร์ แกนโรเตอร์ หรือวงแหวนป้องกันอาจไหม้ได้จากกระแสไฟฟ้ากระแสตรงลัดวงจร และความไม่สมมาตรของวงจรแม่เหล็กที่เกิดจากการลัดวงจรบางส่วนจะทำให้การสั่นสะเทือนของเครื่องเพิ่มขึ้น และอาจทำให้ตัวโรเตอร์เกิดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กได้

สาเหตุที่เป็นไปได้ที่ทำให้ขดลวดโรเตอร์ลัดวงจรลงดินมีดังต่อไปนี้:

ก. กระบวนการผลิตและการบำรุงรักษาที่ไม่ได้มาตรฐาน ตัวอย่างเช่น คุณภาพการเชื่อมลวดไม่ดี ร่องบุภายในเสียหาย สายไฟจากขดลวดโรเตอร์ไปยังวงแหวนสลิปและฉนวนสกรูนำไฟฟ้าเสียหาย และมีเศษตะกรันจากการเชื่อมและฝุ่นนำไฟฟ้าตกค้างอยู่

ข. การใช้งานและการบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น ความชื้นของไฮโดรเจนสูง ไฮโดรเจนมีน้ำมันปนอยู่ กระบอกฉนวนระหว่างวงแหวนตัวเก็บและเพลา หรือวงแหวนตัวเก็บและจุดเชื่อมต่อสายไฟมีผงหมึก สิ่งสกปรก ฯลฯ สะสมอยู่

ค. ข้อบกพร่องด้านโครงสร้างในการออกแบบ ตัวอย่างเช่น ฉนวนหลักของโรเตอร์โครงสร้างเก่าถูกหุ้มด้วยเกราะเหล็กป้องกัน และฉนวนหลักได้รับความเสียหายจากการขยายตัวเนื่องจากความร้อนและการกระทำทางกลระหว่างการใช้งาน ส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อพื้นดิน

d. การเลือกใช้วัสดุที่ไม่เหมาะสม วัสดุสายไฟและฉนวนที่ผู้ผลิตเลือกใช้นั้นมีคุณภาพต่ำและมีข้อบกพร่องตั้งแต่กำเนิด

e. การจัดเก็บหรือขนส่งที่ไม่เหมาะสม

ในระหว่างกระบวนการขนส่งและการจัดเก็บ ฉนวนของใบพัดอาจชื้น สกปรก หรือมีสิ่งแปลกปลอมเข้าไปในรูระบายอากาศ

แรงดันไฟฟ้าที่เพลาเป็นปัญหาสำคัญในการทำงานของกังหันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หากไม่มีมาตรการลดหรือป้องกันแรงดันไฟฟ้าที่เพลาอย่างเหมาะสมสำหรับกังหันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ จะทำให้เกิดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กและไหม้ในเพลาของมอเตอร์ ตลับลูกปืน และชิ้นส่วนไดนามิกของกังหัน ซึ่งเป็นผลร้ายแรงอย่างยิ่ง

แรงดันไฟฟ้าที่เพลาส่วนใหญ่เกิดจากสาเหตุหลักสี่ประการดังต่อไปนี้:

(ล) แรงดันเพลาที่เกิดจากประจุไฟฟ้าสถิตของกระบอกสูบแรงดันต่ำของกังหันไอน้ำ

(2) การขาดของแรงดันไฟฟ้าเพลาที่เกิดจากความไม่สมมาตรของวงจรแม่เหล็กในการผลิตหรือการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

(3) แรงดันแกนที่เกิดจากส่วนประกอบพัลส์ของระบบกระตุ้นสถิต

(4) ศักยภาพขั้วเดียวที่เกิดจากการลัดวงจรระหว่างขดลวดโรเตอร์

แรงดันไฟฟ้าตามแนวแกนที่เกิดจากข้อ 1 ถึง 4 ข้างต้นนั้น โดยทั่วไปจะมีค่าเพียงไม่กี่โวลต์ถึงหลายสิบโวลต์ภายใต้สภาวะปกติ และอาจสูงถึงหลายร้อยโวลต์ของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหรือแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (ข้อ 1) ในกรณีที่รุนแรง

การติดตั้งตัวต้านทานการเชื่อมต่อหรือค่าความต้านทานและความจุเพิ่มเติมที่ปลายเพลาของกังหันหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบริเวณแปรงดิน และที่ฐานรองรับแบริ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ด้านตัวกระตุ้น) เพื่อติดตั้งปะเก็นฉนวนที่เชื่อถือได้ สามารถยับยั้งหรือป้องกันความเสียหายที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่เพลาได้

ฟลักซ์แม่เหล็กตามแนวยาวที่เกิดขึ้นจากการลัดวงจรระหว่างขดลวดของโรเตอร์ในเพลาหมุน ไม่เพียงแต่ไหลผ่านเพลาและเปลือกแบริ่งเท่านั้น แต่ยังไหลผ่านใบพัด แผ่นกั้น และผนังทรงกระบอกของชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้และชิ้นส่วนคงที่ของกังหัน ทำให้ชิ้นส่วนเหล่านั้นเกิดการแม่เหล็กและสร้างศักย์ไฟฟ้าแบบขั้วเดียว

ภายใต้สถานการณ์ปกติ ศักย์ไฟฟ้าขั้วเดียวที่เกิดจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กอ่อนจะมีระดับเพียงมิลลิโวลต์ แต่เมื่อโรเตอร์เกิดการลัดวงจรระหว่างขดลวดอย่างรุนแรงหรือมีการต่อลงดินสองจุด ศักย์ไฟฟ้าขั้วเดียวจะสูงถึงหลายโวลต์ถึงสิบโวลต์ และหากฟิล์มน้ำมันหล่อลื่นของแบริ่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแตกหรือส่วนที่เคลื่อนที่ได้และส่วนที่อยู่กับที่ของกังหันสัมผัสกันเนื่องจากความแตกต่างของการขยายตัวน้อยเกินไป กระแสไฟฟ้าขั้วเดียวที่เกิดขึ้นตามแนวแกนจะสูงถึงหลายร้อยแอมป์ ซึ่งไม่เพียงแต่จะทำให้เพลา แบริ่ง ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้และชิ้นส่วนที่อยู่กับที่ของกังหันไหม้ ส่งผลกระทบต่อการทำงานที่ถูกต้องของระบบป้องกันเพลาของกังหัน และยังทำให้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของชิ้นส่วนเหล่านี้รุนแรงขึ้น ซึ่งทำให้การบำรุงรักษาเครื่องเป็นไปอย่างยากลำบาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องลดอำนาจแม่เหล็กของแกนขนาดใหญ่ที่เกิดจากการสะสมของสาเหตุต่างๆ และการเหนี่ยวนำแม่เหล็กอย่างรุนแรงของแกนขนาดใหญ่หลังเกิดอุบัติเหตุกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 3.2 วิธีการลดอำนาจแม่เหล็กและการประเมินผลการลดอำนาจแม่เหล็ก มีสองวิธี ได้แก่ การลดอำนาจแม่เหล็กด้วยกระแสตรงและการลดอำนาจแม่เหล็กด้วยกระแสสลับ วิธีการลดอำนาจแม่เหล็กด้วยกระแสตรงควรใช้กับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ เช่น โรเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า โรเตอร์กังหัน และผนังกระบอกสูบ หลักการพื้นฐานของการลดอำนาจแม่เหล็กคือการหมุนชิ้นส่วนที่ต้องการลดอำนาจแม่เหล็กไปรอบๆ ขดลวดลดอำนาจแม่เหล็ก เปลี่ยนทิศทางของกระแสในขดลวดเป็นระยะ และค่อยๆ ลดขนาดของกระแสลง เพื่อให้ความแรงของสนามแม่เหล็กของชิ้นส่วนที่ต้องการลดอำนาจแม่เหล็กค่อยๆ ลดลง และในที่สุดอำนาจแม่เหล็กตกค้างก็จะน้อยลง

เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการลดอำนาจแม่เหล็กอย่างมีประสิทธิภาพ ควรเลือกจำนวนแอมแปร์-เทิร์นในการลดอำนาจแม่เหล็กให้เป็น 4 ถึง 5 เท่าของค่าอำนาจแม่เหล็กตกค้างของชิ้นส่วนที่ต้องการลดอำนาจแม่เหล็ก และควรให้ความสำคัญกับทิศทางของฟลักซ์ที่เกิดจากแอมแปร์-เทิร์นแรกในการลดอำนาจแม่เหล็ก ซึ่งควรมีทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางของอำนาจแม่เหล็กตกค้าง และสามารถใช้แหล่งจ่ายไฟสำหรับการลดอำนาจแม่เหล็กจากเครื่องกระตุ้นสำรองหรือเครื่องเชื่อม DC ได้

จากประสบการณ์การลดอำนาจแม่เหล็กของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันขนาดใหญ่ 100-300 เมกะวัตต์หลายชุด พบว่าหลังจากลดอำนาจแม่เหล็กแล้ว ชิ้นส่วนต่างๆ เช่น เพลาและปลอกแบริ่ง มีอำนาจแม่เหล็กไม่เกิน 2×10⁻⁴ ตัน ส่วนชิ้นส่วนอื่นๆ มีอำนาจแม่เหล็กไม่เกิน 10×10⁻⁴ ตัน กล่าวคือ แม้แต่แกนหมุนก็ไม่สามารถดูดซับอำนาจแม่เหล็กได้ ดังนั้นจึงถือว่าได้มาตรฐาน

หากมีข้อสงสัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โปรดติดต่อทีมงาน Beidou Power เรามีประสบการณ์มากกว่าสิบปีในการผลิตและจำหน่ายอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า พร้อมทีมวิศวกรผู้เชี่ยวชาญพร้อมให้บริการ เลือก Beidou Power คือการเลือกที่มั่นใจได้ ยินดีต้อนรับการตรวจสอบโรงงาน ณ สถานที่จริง