發(fā)電機組電流故障后的解決方法
來源:www.dyetech.cn 發(fā)布時間:2021年03月18日
一、軸電流對轉子零件的損傷及其后果
發(fā)電機旋轉中的軸須采用一定的潤滑方式使轉子與軸承保持不直接接觸,即整個轉子在高速旋轉時與靜子之間有油膜絕緣。由于轉子對地存在電阻,一旦帶電,就會建立起對地電壓,當電壓升高到某一數(shù)值,就會在電阻小的區(qū)域擊穿,發(fā)生電火花放電。這種放電作用所帶來的主要后果如下:
(1)在放電區(qū)域熔化金屬粒子,在金屬表面形成極微小的電蝕凹坑;
(2)凹坑的積聚使表面變得粗糙,失去光澤,如果發(fā)生在軸瓦上則會產生純機械磨損;
(3)熔化的金屬微粒進入潤滑系統(tǒng),使?jié)櫥瑒┦艿轿廴荆麄€潤滑系統(tǒng)的潤滑性能變壞,而且含有大量金屬微粒的潤滑劑會降低油膜電阻,加速電火花侵蝕的進展;
(4)在軸承承載區(qū)產生局部高溫,破壞油膜,燒壞金屬,增加磨耗,終造成嚴重的摩擦損壞。
在旋轉機械的轉子系統(tǒng)中,容易發(fā)生電火花放電的部位是徑向軸承和止推軸承的承載面、齒式聯(lián)軸器的工作齒面以及浮環(huán)密封面,這些部位因運行中的多種條件變化(如負荷、溫度、潤滑狀況以及轉子振動等),均有可能會使油膜和氣隙電阻減小,在這些部位引起電火花放電現(xiàn)象。
對于徑向滑動軸承,軸承電蝕凹坑的發(fā)展會使巴氏合金表面受到嚴重的腐蝕,這不僅會改變軸承的原有間隙,而且表面光潔度下降還會導致軸承表面的擦傷和擦痕、局部高溫和燒傷。高速輕載軸承表面巴氏合金的磨耗會使一部分軸瓦瓦塊失去對轉子軸頸的預負荷作用,轉子在旋轉時容易誘發(fā)油膜渦動,造成轉子系統(tǒng)的不穩(wěn)定。而不穩(wěn)定的油膜反過來又會引起軸承油膜電阻的急劇下降,使更多的軸電流通過該區(qū)域,加劇電火花作用,彼此相互激勵,終導致軸承或轉子系統(tǒng)的損壞。
止推軸承的電火花損傷是油膜過薄引起的,推力瓦塊在電火花侵蝕下很快磨耗。據(jù)國外報道,一臺渦輪發(fā)電機組的止推軸承在軸電流的充電和放電作用下,新更換的軸承使用僅十幾天就被侵蝕得無法繼續(xù)工作。對于米契爾式止推軸承,推力瓦塊的電火花侵蝕結果使瓦塊不能很好地形成油膜,從而加速純機械磨損。假如軸向推力較大,會進一步導致止推軸承燒瓦或嚴重損壞,造成重大設備事故。
二、軸電流的成因和類型
軸電流的形成除了外部對轉子施加一定的電位之外,大多數(shù)則是由于下面介紹的幾種因素感應而產生的。
對于電機類轉子,產生軸電流的原因主要有磁力線分布的不對稱效應以及轉軸的磁化效應。磁力線分布不對稱通常是由于疊片層的不對稱的間隙引起的。除電機類轉子外,其他設備也會因軸的磁化效應而產生軸電流。
由于轉子帶電引起軸電流終造成機器元件損傷的情況較早出現(xiàn)在發(fā)電機組,故一般把軸電流形成的原因與電磁效應聯(lián)系起來。如果這種損傷沒有及時檢測到,則會給機器運轉帶來很多問題,并可能造成機器主要元件的嚴重破壞。
發(fā)電機旋轉中的軸須采用一定的潤滑方式使轉子與軸承保持不直接接觸,即整個轉子在高速旋轉時與靜子之間有油膜絕緣。由于轉子對地存在電阻,一旦帶電,就會建立起對地電壓,當電壓升高到某一數(shù)值,就會在電阻小的區(qū)域擊穿,發(fā)生電火花放電。這種放電作用所帶來的主要后果如下:
(1)在放電區(qū)域熔化金屬粒子,在金屬表面形成極微小的電蝕凹坑;
(2)凹坑的積聚使表面變得粗糙,失去光澤,如果發(fā)生在軸瓦上則會產生純機械磨損;
(3)熔化的金屬微粒進入潤滑系統(tǒng),使?jié)櫥瑒┦艿轿廴荆麄€潤滑系統(tǒng)的潤滑性能變壞,而且含有大量金屬微粒的潤滑劑會降低油膜電阻,加速電火花侵蝕的進展;
(4)在軸承承載區(qū)產生局部高溫,破壞油膜,燒壞金屬,增加磨耗,終造成嚴重的摩擦損壞。
在旋轉機械的轉子系統(tǒng)中,容易發(fā)生電火花放電的部位是徑向軸承和止推軸承的承載面、齒式聯(lián)軸器的工作齒面以及浮環(huán)密封面,這些部位因運行中的多種條件變化(如負荷、溫度、潤滑狀況以及轉子振動等),均有可能會使油膜和氣隙電阻減小,在這些部位引起電火花放電現(xiàn)象。
對于徑向滑動軸承,軸承電蝕凹坑的發(fā)展會使巴氏合金表面受到嚴重的腐蝕,這不僅會改變軸承的原有間隙,而且表面光潔度下降還會導致軸承表面的擦傷和擦痕、局部高溫和燒傷。高速輕載軸承表面巴氏合金的磨耗會使一部分軸瓦瓦塊失去對轉子軸頸的預負荷作用,轉子在旋轉時容易誘發(fā)油膜渦動,造成轉子系統(tǒng)的不穩(wěn)定。而不穩(wěn)定的油膜反過來又會引起軸承油膜電阻的急劇下降,使更多的軸電流通過該區(qū)域,加劇電火花作用,彼此相互激勵,終導致軸承或轉子系統(tǒng)的損壞。
止推軸承的電火花損傷是油膜過薄引起的,推力瓦塊在電火花侵蝕下很快磨耗。據(jù)國外報道,一臺渦輪發(fā)電機組的止推軸承在軸電流的充電和放電作用下,新更換的軸承使用僅十幾天就被侵蝕得無法繼續(xù)工作。對于米契爾式止推軸承,推力瓦塊的電火花侵蝕結果使瓦塊不能很好地形成油膜,從而加速純機械磨損。假如軸向推力較大,會進一步導致止推軸承燒瓦或嚴重損壞,造成重大設備事故。
二、軸電流的成因和類型
軸電流的形成除了外部對轉子施加一定的電位之外,大多數(shù)則是由于下面介紹的幾種因素感應而產生的。
對于電機類轉子,產生軸電流的原因主要有磁力線分布的不對稱效應以及轉軸的磁化效應。磁力線分布不對稱通常是由于疊片層的不對稱的間隙引起的。除電機類轉子外,其他設備也會因軸的磁化效應而產生軸電流。
由于轉子帶電引起軸電流終造成機器元件損傷的情況較早出現(xiàn)在發(fā)電機組,故一般把軸電流形成的原因與電磁效應聯(lián)系起來。如果這種損傷沒有及時檢測到,則會給機器運轉帶來很多問題,并可能造成機器主要元件的嚴重破壞。
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