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軸絕緣裝置在黑麋峰抽水蓄能電站的應(yīng)用

文檔作者：趙聚平楊暉曹春永吳志峰吳敏文檔來源：湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年06月03日
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第39卷增刊2 水電站機電技術(shù)
2016年12月Mechanical＆Electrical Technique of Hydropower Station
VoL39 No．S2
DeC．2016 23
軸絕緣裝置在黑麇峰抽水蓄能電站的應(yīng)用
趙聚平，楊暉，曹春永，吳志峰，吳敏
(湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司，湖南長沙410213)
摘要：發(fā)電機在運行過程中不可避免的存在軸電壓，當(dāng)軸電壓產(chǎn)生軸電流時將損壞軸承瓦。黑麋峰電站先后采用
軸cT和軸絕緣兩種監(jiān)測方式，本文主要介紹軸絕緣監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法和效果，指出應(yīng)用過程中的注意事項。
關(guān)鍵詞：軸電壓；軸絕緣；監(jiān)測；運行經(jīng)驗
中圖分類號：TV743 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1672—5387(2016)$2—0023—02
DOI：10．135996．cnki．11-5130．2016．S2．008
1引言
隨著抽水蓄能電站快速發(fā)展，抽水蓄能機組在
電網(wǎng)運行中調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用的作用越發(fā)凸顯。
抽水蓄能機組水頭高、轉(zhuǎn)速快、容量大、工況轉(zhuǎn)換頻
繁，機組安全穩(wěn)定運行越來越重要。軸電流一直是影
響發(fā)電機軸承系統(tǒng)正常運行的隱患，監(jiān)測發(fā)電機軸
絕緣狀況，防止發(fā)電機軸電流帶來的危害，非常重
要。
2軸電流產(chǎn)生的原因及危害
軸電壓是指在發(fā)電機運行時，發(fā)電機兩軸承端
或電機轉(zhuǎn)軸與軸承間所產(chǎn)生的電壓。在正常情況下，
軸電壓較低時，發(fā)電機轉(zhuǎn)軸與軸承間存在的潤滑油
膜能起到較好的絕緣作用。但是，如果由于某些原因
使得軸電壓升高到一定數(shù)值時，就會擊穿油膜放電，
構(gòu)成軸電流產(chǎn)生的回路。軸電流不但會破壞油膜的
穩(wěn)定性，使?jié)櫥鋮s油的油質(zhì)逐漸劣化，同時，由于
軸電流從軸承和轉(zhuǎn)軸的金屬接觸點通過，金屬接觸
點很小，電流密度很大，在瞬間會產(chǎn)生高溫，使軸承
局部燒熔。被燒熔的軸承合金在碾壓力的作用下飛
濺，將在軸承內(nèi)表面燒出小凹坑。最終，軸承會因機
械磨損加速而破損，嚴(yán)重時會燒壞軸瓦，造成事故被
迫停機。
3黑麇峰電站機組軸絕緣監(jiān)測裝置
黑麋峰電站共安裝有4臺套可逆式水泵水輪發(fā)
電電動機組，單機容量為300 MW。設(shè)計、運行初期
每臺發(fā)電機通過軸CT實時監(jiān)測軸電流狀態(tài)，用來
間接反映軸絕緣狀況是否良好。機組投運后，發(fā)電機
軸電流監(jiān)測裝置報警時有發(fā)生，檢查發(fā)電機沒有發(fā)
現(xiàn)任何異常情況，不排除軸CT受發(fā)電機運行時內(nèi)
部雜散磁場的干擾，往往測量出來的電流偏大致使
其報警。很大程度上軸CT并沒有反映出軸電流的
真實情況，軸CT監(jiān)測裝置沒有起到可靠保護軸瓦
的作用。
黑麋峰電站與制造廠家溝通，通過技術(shù)改造已
將軸CT監(jiān)測裝置改為軸絕緣監(jiān)測裝置，通過監(jiān)測
上端軸與上導(dǎo)軸領(lǐng)的絕緣電阻來監(jiān)測軸絕緣情況。
該裝置通過在軸領(lǐng)與大軸絕緣層加裝金屬銅箔，將
軸領(lǐng)絕緣分為兩段，因此，軸絕緣包含銅箔的內(nèi)絕緣
層和外絕緣層。只有當(dāng)2個絕緣都破壞的時候，才產(chǎn)
生破壞軸瓦油膜的電流，電流從大軸流向大地，破壞
軸瓦的表面，最終可能會造成燒瓦的惡劣后果。黑麋
峰機組軸絕緣裝置在發(fā)電機上端軸安裝一組軸領(lǐng)碳
刷和一組銅箔碳刷、在發(fā)電機推力軸承下方大軸上
安裝一組接地碳刷。圖1是黑麇峰電站機組軸絕緣
裝置監(jiān)測示意圖。
收稿日期：2016—11一02
作者簡介：趙聚平(1982一)，男，工程師，從事抽水蓄能電站設(shè)備運
維工作。
萬方數(shù)據(jù)
24 水電站機電技術(shù)第39卷
膩三砂L _J曠軸領(lǐng)碳捌／
軸領(lǐng)
—
I 發(fā)電機軸發(fā)電機轉(zhuǎn)子I
蝴星] [
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圖1軸絕緣監(jiān)測不意圖
將軸領(lǐng)碳刷、銅箔碳刷、接地碳刷引出線接至兩
個可編程變送器SINEAX V604中，SINEAX V604通
過歐姆法對內(nèi)絕緣(銅箔碳刷和接地碳刷)和外絕緣
(軸領(lǐng)碳刷和銅箔碳刷)分別監(jiān)測絕緣電阻。圖2是
軸絕緣監(jiān)測裝置接線圖。
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圖2機組軸絕緣裝置接線圖
SINEAX V604可編程變送器通過輸入24 V DC，
來測量回路的電阻并計算回路絕緣情況，每個
SINEAX V604測量范圍都為0—5 000 Q。當(dāng)內(nèi)絕緣
或者外絕緣任何一個低于2 500 Q，對應(yīng)SINEAX
V604將輸出“1”至機組保護柜，機組保護柜延時6 S
報警；當(dāng)內(nèi)絕緣和外絕緣均低于2 500 Q，兩個
SINEAX V604都將輸出“1”至機組保護柜，機組保
護柜將延時6 S跳閘，作用于機組事故停機。同時，
SINEAX V604可編程變送器設(shè)置輸出絕緣模擬量
參數(shù)，相應(yīng)的4～20 mA量接入機組監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控
系統(tǒng)顯示相應(yīng)絕緣電阻值，用于運行值班人員對機
組軸絕緣情況的實時監(jiān)視，并能對機組軸絕緣運行
情況進行分析。
4結(jié)論
軸CT測量軸電流方式由于受電磁場等外界干
擾，存在較大測量誤差，測量不準(zhǔn)確，誤發(fā)報警信號，
不利于機組的可靠運行，黑麋峰機組已全部改造成
軸絕緣測量方式。軸絕緣監(jiān)測裝置在運行中，由于軸
領(lǐng)環(huán)和銅箔環(huán)碳刷安裝在勵磁滑環(huán)下面，經(jīng)過機組
長時間的運行，軸領(lǐng)環(huán)和銅箔環(huán)之間絕緣支撐表面
會沉積碳粉從而導(dǎo)致軸領(lǐng)與銅箔之間的絕緣下降至
設(shè)定值之下，會誤發(fā)軸絕緣報警，因此需要定期對軸
領(lǐng)環(huán)和銅箔環(huán)之間絕緣支撐表面進行清掃，另外在
清掃勵磁滑環(huán)時要注意防止碳粉落在絕緣監(jiān)測回路
上破壞軸領(lǐng)環(huán)和銅箔環(huán)之間絕緣。黑麋峰機組軸絕
緣裝置經(jīng)過一年多時間的運行，目前運行穩(wěn)定，能準(zhǔn)
確監(jiān)測機組軸絕緣情況。
參考文獻i
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