发电机轴电压的测量方法

发电机轴电压监测

发电机轴电压监测 众所周知,大型汽轮发电机在正常运行中都会产生的轴电压,如果不采取有效的预防措施,或者预防措施失效,都将会导致轴瓦烧伤的严重后果。国内的发电机制造商都有消除轴电压危害的规范设计,就是在发电机大轴靠近汽轮机端处轴承外侧安装一个大轴接地碳刷,并在发电机大轴靠近励磁机端的轴承底座加装可靠 的绝缘垫片。这些装置只要正确地起作用,就可以解决大型汽轮发电机转子轴电压过高导致发电机轴瓦损坏的问题,但遗憾的是,国内众多发电厂实际运行情况显示,大型汽轮发电机轴瓦烧伤的事件仍时有发生,主要原因是缺少有效的在线监测手段来保证这些预防措施处于可靠的工作状态。只有采取了有效的在线监测手段,才可以彻底避免轴电压导致轴瓦烧伤事故的发生,为了寻求有效的监测方法,还得从分析轴电压的产生原因及危害途径入手。 发电机中轴电压主要有以下几个来源: (1) 由于汽轮发电机的轴封不好,沿轴向有高速蒸汽泄漏或汽缸内的高速喷射而使转轴本身带静电荷。 (2) 由于汽轮发电机的转子表面的不平整,毛刺、转轴上的螺栓、转轴上冷却风扇等在高速旋转时与周围气体(空气、氢气)发生摩擦而产生静电荷。上述两种轴电压有时很高,可以使人感到麻电。但在运行时已通过炭刷接地而被消除。 (3) 由汽轮机最后一级动叶上甩出的水珠所形成的静态电压。如没有提供其它更为便捷的电流通道,该电压会逐渐增大,并通过轴承的油层放电。高温蒸汽温度降低时会发生正负电荷分离,随着蒸汽冲击叶片,电荷就聚集在叶片上。 (4) 直流电压场(发电机转子电压)中的交流波,会通过直流场的线圈和绝缘的电容在轴上形成一个相对地面的交流电压。该电压包括了励磁系统中的二极管或半导体闸流管交变所产生的高频电压峰值(直流同轴励磁机也存在脉动分量,只不过由于整流子极数较多,显得相对比较平缓) 。上述两种电压都很弱,而且如果通过接地刷等允许电流流出,该电压将逐渐衰减。正因为这个原因,应使用一个高电抗仪表测量这些相对于大地的电压。 (5) 因发电机磁场回路的不对称性,在发电机轴的末端会形成一个电压。磁场不平衡的原因一般是因为定子铁芯的局部磁阻较大(例如定子铁芯锈蚀) ,以及定、转子之间的气隙不均匀所致。该电压很强,如果不加以阻止,会形成一股强大的轴电流从轴的一端通过轴承框架流向轴的另一端。该电压有一个频率,主要是发电机的额定频率。 (6) 由于发电机定子绕组对转子铁心间存在耦合电容,转子对轴承间存在耦合电容。而由于电路、元器件、连接和回路阻抗的不平衡,发电机三相电压不平衡实际存在,即发电机定子中有零序分量存在。三相中性点电压将不可避免地产生位移。该电压将在由发电机定子—大轴—轴颈—轴瓦—轴承支架—机组底座组成的系统中产生零序电流,即轴承变为发电机零序回路的一部分。由轴承电容产生的发电机轴电压,虽然在数值上很低,但定子绕组对转子的耦合电容越大,轴电压越高。 轴电压监测系统工作原理 1 装置介绍 监测系统由安装在控制柜内的轴电压监控器、轴电流监控器和安装在发电机汽机联轴器端上发电机转子大轴接地装置组成,接地装置见图1,接地装置接线原理图见图2。

水轮发电机组检修等级标准及检修项目

水轮发电机检修等级标准及检修项目 (讨论稿) 1.检修等级划分 1.1 A级检修 A级检修是指对发电机组进行全面的解体检查和修理，以保持、恢复或提高设备性能。 1.2 B级检修 B级检修是指针对机组某些设备存在问题，对机组部分设备进行解体检查和修理。B级检修可根据机组设备状态评估结果，有针对性地实施部分A 级检修项目或定期滚动检修项目。 1.3 C级检修 C级检修是指根据设备的磨损、老化规律，有重点地对机组进行检查、评估、修理、清扫。C级检修可进行少量零件的更换、设备的消缺、调整、预防性试验等作业以及实施部分A级检修项目或定期滚动检修项目。 1.4 D级检修 D级检修是指当机组总体运行状况良好，而对主要设备的附属系统和设备进行消缺。D级检修除进行附属系统和设备消缺外，还可根据设备状态的评估结果，安排部分C 级检修项目。 1.5 状态检修 状态检修是指根据设备状态监测和故障诊断系统技术提供的设备状态信息，在设备可能发生故障前有目的安排的检修，属于预测性检修。检修项目和时间的确定取决于对设备状态诊断分析的结果。

2.检修内容 2.1 A级检修标准项目的主要内容： 2.1.1 制造厂要求的项目； 2.1.2 全面解体、检查、清扫、测量、调整和修理； 2.1.3 定期监测、试验、校验和鉴定； 2.1.4 按规定需要定期更换零部件的项目； 2.1.5 按各项技术监督规定检查项目； 2.1.6 消除设备和系统的缺陷和隐患。 2.2 B级检修标准项目 B级检修标准项目是根据设备状态评价及系统的特点和运行状况，有针对性地实施部分A级检修项目和定期滚动检修项目。 2.3 C级检修标准项目的主要内容： a）消除运行中发生的缺陷； b）重点清扫、检查和处理易损、易磨部件，必要时进行实测和试验； c）按各项技术监督规定检查项目。 2.4 D级检修主要内容是消除设备和系统的缺陷。 D级检修主要内容是消除设备和系统的缺陷。 2.5 特殊项目 特殊项目为标准项目以外的检修项目以及执行反事故措施、节能措施、技改措施等项目； 2.6 重大特殊项目 重大特殊项目是指技术复杂、工期长、费用高或对系统、设备结构有重大改变的项目。 3. A级标准检修项目及特殊项目 3.1水轮机

发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施(正式)

编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施(正 式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-4103-45 发电机轴电压产生的原因、危害及 处理措施(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行 具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常 工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 随着电源建设的迅猛发展, 单机容量的逐渐增大, 轴电压成为大型发电机采用静止自并励磁系统后的一个严重问题。研究轴电压、轴电流有着很重要的意义。轴电压的波形具有复杂的谐波脉冲分量, 对油膜绝缘特别有害当轴电压未超过油膜的破坏值时, 轴电流非常小。若轴电压超过轴承油层击穿电压, 则在轴承上形成很大的轴电流, 即所谓电火花加工电流, 将烧蚀轴承部件, 造成很大危害。磁路不对称、单极效应、电容电流、静电效应、静态励磁系统、外壳、轴等的永久性磁化均有可能引起轴电压。【文献2】 轴电压是指在电机运行时,电机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压。在正常情况下,轴电压较低时,燃气发电机转轴与轴承间存在的润滑油膜能起

水轮发电机组启动试验方案

某某某电站2号机组启动试验方案 编写： 审核： 批准： 某某某电站机组设备检修项目部 二0一一年三月十八日

某某某电站2号机组启动试验方案为使某某某电站设备2号机组在大修后能准确迅速投入系统运行，预防弃水，根据招标文件中的相关内容，结合《立式水轮发电机检修技术规程》，修后启动试验分为：充水启动试验、空载扰动试验、机组过速试验、发电机零起升压试验、同期并网带负荷试验、甩负荷试验、事故低油压停机试验、24小时试运行试验。为保证试验工作安全有序进行，特编制以下试验方案，试验时要求把试验的数据完整的记录下来，所有试验项目合格后方可正式投入运行。 一、试验组织措施 现场负责人： 技术监督： 试验人员： 二、启动试验前的验收 1.检修完工要严格执行验收制度，加强质量管理； 2.检修质量验收要求实行检修工作人员自检与验收人员检验相结合； 3.各级验收人员应由工作认真负责、熟悉检修技术业务者担任； 4.机组检修完工，三级验收完成，各项检验数据合格，启动前的全面检查通过后，方可进 行启动试验。 三、本机试验 1.充水前的调整与试验 1.1.机械零位调整试验：要求5分钟零位漂移不超过1mm。 1.2.调速器接力器开启和关闭时间测试： 实测接力器开启时间为： 实测接力器关闭时间为： 1.3.紧急停机时间测定及调整： 将接力器开到全开位置，中控室或机旁给出紧急停机令，观察接力器是否快速全关到零，并记录接力器从全开到全关所用的时间。 实测紧急停机时间为：

1.4.调速器操作回路模拟试验 1.4.1.调速器处于自动、停机备用工况，各表头输出为零，停机联锁动作指示灯亮，接入 模拟机频信号、网频信号。中控室分别给出开机、合油开关、增减负荷、停机等操作指令。观察各种操作指令下表头的输出值是否符合其操作实际要求，必要时可进行调整，同时观察机、网频指示是否正确。 1.4. 2.压紧行程： 1.4.3.调速器油压装置压力整定值测试 1.5.机组PLC可编程控制器I/O测点核对，机组I/O所有测点均需核对，并观察显示是否 正确。 1.6.调速器静特性试验： 调速器处于自动工况，按实验要求设置Bp、Bt、Td、Tn值，开度限制100%，功率给定置零。将油开关信号端子短接，机、网频输入端接入50.00Hz的信号。用增减按纽调节，使接力器单调上升或下降。记录频给和相应的接力器行程值。 1.7.励磁操作回路模拟试验 1.7.1.控制回路模拟：FMK控制、增减励磁控制、调节器联动、远方、现地控制。 1.7. 2.保护回路模拟：低速保护、过压保护、保护联动。 1.7.3.信号回路模拟。 2.机组充水试验: 2.1.充水启动应具备以下条件 2.1.1.机组检修工作已经全部结束，工作票已全部收回，机组充水前的各项调整试验均已 完成。 2.1.2.由检修项目经理负责，组织本次大修的机械、电气一次、电气二次等有关专职人员 进行一次最后的机组全面检查，压力钢管、尾水管内应清理完毕，尾水管、钢管排水阀均已关闭，水机转轮室、发电机空气间隙及发电机风洞内均无异物，进人孔均已可靠封堵。 2.1. 3.调速系统处于手动运行状态，渗漏水泵、低压气机等处于正常工作状态。

轴电压测量及注意事项

发电部关于#1发电机轴电压测量的说明 一、发电机轴电压测量目的： 发电机组由于某些原因引起发电机组轴上产生了电压，如果在安装或运行中，没有采取足够的措施，当轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜时，便发生放电，会使润滑冷却的油质逐渐劣化，严重者会使轴瓦烧坏，被迫停机造成事故。所以在运行中，测量检查发电机组的轴及轴承间的电压是十分必要的，对于检修机组判定轴瓦绝缘是否良好具有重要意义。根据《电力设备预防性试验规程- DL/T 596—1996》，轴电压应小于10V。京海电厂#1发电机运行期间未进行轴电压测量，为了对近2年运行期发电机轴瓦绝缘情况准确判断，建议在B修前对#1发电机轴电压进行测量，发现问题，根据测量结果并在检修期内消除轴瓦隐患，有利于发电机长期稳定运行。 二、产生轴电压的原因 1.由于发电机的定子磁场不平衡，在发电机的转轴上产生了感应电势。磁场不平衡的原因一般是因为定子铁芯的局部磁阻较大（例如定子铁芯锈蚀），以及定、转子之间的气隙不均匀所致。 2.高速蒸汽产生的静电 由于汽轮发电机的轴封不好，沿轴有高速蒸汽泄漏或蒸气缸内的高速喷射等原因而使转轴本身带静电荷。这种轴电压有时很高，可以使人感到麻手，但它不易传导至励磁机侧，在汽机侧也有可能破坏油膜和轴瓦，通常在汽机轴上接引接地碳刷来消除。 为了消除轴电压经过轴承、机座与基础等处形成的电流回路，可以在励磁机侧轴承座下加垫绝缘板。使电路断开，但当绝缘垫因油污、损坏或老化等原因失去作用时，则轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电，久而久之，就会使润滑和冷却的油质逐渐劣化，严重者会使转轴和轴瓦烧坏，造成停机事故。 三、发电机结构特点 我厂330MW发电机由东方汽轮发电机厂生产。发电机冷却方式为水氢氢。在发电机进行轴瓦座绝缘测量，绝缘值要求最小不得低于0.5MΩ，否则要对轴瓦进行干燥处理，规范轴瓦安装工艺，直至轴瓦对地绝缘合格。

发电机轴电压测量

发电机轴电压测量 一、发电机轴电压测量目的； 发电机组由于某些原因引起发电机组轴上产生了电压，如果在安装或运行中，没有采取足够的措施，当轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜时，便发生放电，会使润滑冷却的油质逐渐劣化，严重者会使轴瓦烧坏，被迫停机造成事故。所以在运行中，测量检查发电机组的轴及轴承间的电压是十分必要的，对于检修机组判定轴瓦绝缘是否良好具有重要意义。根据《电力设备预防性试验规程-?DL/T?596—1996》，轴电压应小于10V。根据测量结果并在检修期内消除轴瓦隐患，有利于发电机长期稳定运行。 二、产生轴电压的原因： 1.由于发电机的定子磁场不平衡，在发电机的转轴上产生了感应电势。磁场不平衡的原因一般是因为定子铁芯的局部磁阻较大（例如定子铁芯锈蚀），以及定、转子之间的气隙不均匀所致。 高速蒸汽产生的静电?由于汽轮发电机的轴封不好，沿轴有高速蒸汽泄漏或蒸气缸内的高速喷射等原因而使转轴本身带静电荷。这种轴电压有时很高，可以使人感到麻手，但它不易传导至励磁机侧，在汽机侧也有可能破坏油膜和轴瓦，通常在汽机轴上接引接地碳刷来消除。为了消除轴电压经过轴承、机座与基础等处形成的电流回路，可以在励磁机侧轴承座下加垫绝缘板。使电路断开，但当绝缘垫因油污、损坏或老化等原因失去作用时，则轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电，久而久之，就会使润滑和冷却的油质逐渐劣化，严重者会使转轴和轴瓦烧坏，造成停机事故。 三、发电机结构特点 330MW发电机由东方汽轮发电机厂生产。发电机冷却方式为水氢氢。在发电机进行轴瓦座绝缘测量，绝缘值要求最小不得低于Ω，否则要对轴瓦进行干燥处理，规范轴瓦安装工艺，直至轴瓦对地绝缘合格。

水轮发电机组轴电流异常原因分析及处理

水轮发电机组轴电流异常原因分析及处理 摘要：本文简要介绍了轴电流保护的功用和原理；通过采用排除法找到了轴电流异常超标的原因，得出了机组一次轴电流并无异常，而其以转频为主的二次轴电流异常问题与机组励磁电流和机组转速有关，其产生原因系转子上部的励磁空间磁场在轴CT中产生电磁感应所致；提出了行之有效的处理对策解决了机组轴电流异常超标问题。 关键词：水轮发电机组轴电流空间磁场原因分析处理对策 引言 闽东水电开发公司周宁水电站位于福建省周宁县境内，是穆阳溪梯级开发的第二级电站，装有2台设计水头为400m的混流式水轮发电机组，其单机容量为125MW，额定转速为428.6r/min。其发电机型号为SF125-14/5380，采用具有上下两个导轴承的立轴悬式结构，其推力轴承位于转子上方并布置在上机架中心体上部，上导轴承布置在上机架中心体内。 轴CT采用哈尔滨市华新电力电子设备厂生产的专用穿心式轴电流互感器，其变比为 2/0.005，饱和倍数为10倍，二次输出绕组共有2组，分别为工作绕组和试验绕组。轴CT安装在上机架中心体下部，亦即转子和上机架中心体之间。据发电机组厂家推荐，轴电流二次输出报警整定值为5mA，即对应一次轴电流为2A。 轴电流保护作为水轮发电机的一套后备保护，对机组的安全运行起着不可或缺的作用。周宁水电站两台机组自2005年4月投产以来，一直存在轴电流严重超标问题。轴电流保护装置一直在误发报警信号，根本无法起到轴电流保护作用。 1 轴电流保护的原理 由于定、转子之间的气隙不均匀以及定子铁芯的局部磁阻较大、磁路不对称等原因，导致发电机的定子磁场存在不平衡，这会使得水轮发电机的转子上产生与轴相交的交变磁通和轴向的感应电势即轴电压。在轴承绝缘良好时，轴电流是相当小的，而当轴承某一部位绝缘不良或轴电压大于油膜的击穿值时，轴电流将明显增大，该轴电流将使轴瓦发生电蚀而损伤甚至毁坏，并加速轴承润滑油的变质老化。 轴电流保护装置由轴CT和轴电流信号装置组成，主要用于监测轴电流中的工频基波50Hz 分量及其三次谐波150Hz分量。当机组运行时，如果发电机大轴中产生了轴电流，套在发电机大轴上的轴CT将该电流检测出来，送人信号装置，经过整流、滤波、放大后，当轴电流超

发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施

随着电源建设的迅猛发展, 单机容量的逐渐增大, 轴电压成为大型发电机采用静止自并励磁系统后的一个严重问题。研究轴电压、轴电流有着很重要的意义。轴电压的波形具有复杂的谐波脉冲分量, 对油膜绝缘特别有害当轴电压未超过油膜的破坏值时, 轴电流非常小。若轴电压超过轴承油层击穿电压, 则在轴承上形成很大的轴电流, 即所谓电火花加工电流, 将烧蚀轴承部件, 造成很大危害。磁路不对称、单极效应、电容电流、静电效应、静态励磁系统、外壳、轴等的永久性磁化均有可能引起轴电压。【文献2】 轴电压是指在电机运行时,电机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压。在正常情况下,轴电压较低时,燃气发电机转轴与轴承间存在的润滑油膜能起到较好的绝缘作用。但是,如果由于某些原因使得轴电压升高到一定数值时,就会击穿油膜放电,构成轴电流产生的回路。轴电流不但会破坏油膜的稳定性,使润滑冷却的油质逐渐劣化,同时,由于轴电流从轴承和转轴的金属接触点通过,金属接触点很小,电流密度很大,在瞬间会产生高温,使轴承局部烧熔。被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅,将在轴承内表面烧出小凹坑。最终,轴承会因机械磨损加速而破损,严重时会烧坏轴瓦,造成事故被迫停机。【文献12】 发电机轴电压一直是存在的，但一般不高，通常不超过几V~十几V，但当绝缘垫因油污、损坏或老化等原因失去作用时，则轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电，久而久之，就会使润滑和冷却的油质逐渐劣化，严重者会使转轴和轴瓦烧坏，造成停机事故。 1、发电机轴电压产生的原因 （1）、磁不对称引起的轴电压它是存在于汽轮发电机轴两端的交流型电压。由于定子铁芯采用扇形冲压片、转子偏心率、扇形片的导磁率不同,以及冷却和夹紧用的轴向导槽等发电机制造和运行原因引起的磁不对称,结果产生包括轴、轴承和

发电机轴电压产生的原因、危害及消除措施

仅供参考[整理] 安全管理文书 发电机轴电压产生的原因、危害及消除措施 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共4 页

发电机轴电压产生的原因、危害及消除措施 ①磁通不对称。造成磁通不对称的原因，可能是由于定子铁芯局部磁阻较大、定子与转子气隙不均匀、分数槽电机(多为水轮发电机)电枢反应不均匀等所引起。 ②电机大轴被磁化。 ③高速蒸汽产生静电。 由于与发电机同轴相连的汽轮机的轴封不好，沿轴的高速蒸汽泄漏或蒸汽在汽缸内高速喷射等原因使轴带电荷，这种性质的轴电压有时很高，当人触及时感到麻手。 (2)危害及消除措施 高速蒸汽产生的静电荷，不易传导到励磁机侧，在汽轮机侧也有可能破坏油膜和轴瓦，通常在汽轮机轴上装设接地炭刷来消除。 对于其他原因所产生的轴电压，如果在安装时和运行中不采取有效的措施，当轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜时，将产生一个由发电机大轴、轴颈、轴瓦、轴承支架及机组底座为回路的轴电流，虽然轴电压不高，通常在1V以下，个别机组为23V，但由于回路的电阻非常小，因此产生的轴电流可能很大，有时可达数百安培，轴电流会使轴承油的油质劣化，严重时会将轴瓦烧坏，被迫停机造成事故。 为了防止轴电流的产生，设计安装时，在位于发电机励磁机侧的轴承支架与底座之间己加装绝缘垫，同时将所有螺杆、螺钉(控制销)及油管等均已采取绝缘措施。 (3)测量轴电压的意义 由以上分析可知，发电机一侧的轴承支架与底座之间的绝缘垫是否保持良好的绝缘性能，对于防止发电机的轴和轴瓦的损坏以及轴承油质 第 2 页共 4 页

的劣化，保证机组的安全运行起着重要作用。因此，机组在安装时和运行中，通过测量比较发电机两端的电压和轴承与底座的电压，检查判断发电机轴承支架和底座之间的绝缘好坏是十分必要的，所以，交接试验标准和预防性试验规程中都把发电机轴电压的测量列为必做的试验项目。 第 3 页共 4 页

发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施实用版

YF-ED-J2993 可按资料类型定义编号 发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施实用 版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日

发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 随着电源建设的迅猛发展, 单机容量的逐 渐增大, 轴电压成为大型发电机采用静止自并 励磁系统后的一个严重问题。研究轴电压、轴 电流有着很重要的意义。轴电压的波形具有复 杂的谐波脉冲分量, 对油膜绝缘特别有害当轴 电压未超过油膜的破坏值时, 轴电流非常小。 若轴电压超过轴承油层击穿电压, 则在轴承上 形成很大的轴电流, 即所谓电火花加工电流, 将烧蚀轴承部件, 造成很大危害。磁路不对 称、单极效应、电容电流、静电效应、静态励

磁系统、外壳、轴等的永久性磁化均有可能引起轴电压。【文献2】 轴电压是指在电机运行时,电机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压。在正常情况下,轴电压较低时,燃气发电机转轴与轴承间存在的润滑油膜能起到较好的绝缘作用。但是,如果由于某些原因使得轴电压升高到一定数值时,就会击穿油膜放电,构成轴电流产生的回路。轴电流不但会破坏油膜的稳定性,使润滑冷却的油质逐渐劣化,同时,由于轴电流从轴承和转轴的金属接触点通过,金属接触点很小,电流密度很大,在瞬间会产生高温,使轴承局部烧熔。被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅,将在轴承内表面烧出小凹坑。最终,轴承会因机械磨损加速而破损,严重时会烧坏轴瓦,造成事故被迫停

汽轮发电机组轴电压在线监测与分析_孙莉君

第12卷第3期2016年7月沈阳工程学院学报（自然科学版） Journal of Shenyang Institute of Engineering （Natural Science ） Vol.12No.3Jul．2016 收稿日期：2016－05－05 作者简介：孙莉君（1991－），女，辽宁大连人，硕士研究生。通讯作者：许晓峰（1960－），男，辽宁康平人，教授，硕士生导师，主要从事智能电网、配电网综合自动化及无功补偿等方面的研究。 DOI ：10．13888/j．cnki．jsie （ns ）．2016．03．011 汽轮发电机组轴电压在线监测与分析 孙莉君，许晓峰，徐彦嵩 （沈阳工程学院电力学院，辽宁沈阳110136） 摘 要：介绍了一种轴电压的测量原理，根据该原理设计了一种对轴电压和轴电流进行在线监 测的装置，阐述了该装置的监测原理以及信号处理方法，并对基于VC ++．NET 的上位机软件进行了介绍。最后，利用该装置在现场进行监测以及轴电压仿真实验，得出了在空载与并网时，轴电压与转子匝间短路故障的关系。关键词：汽轮发电机；轴电压；在线监测中图分类号：TM311 文献标识码：A 文章编号：1673－1603（2016）03－0243－05 随着我国电力系统的发展，汽轮发电机组的单机容量不断增加，静止励磁在其中的应用越来越广泛，轴电压在汽轮发电机组中带来的问题也随之变多。因此， 为了避免轴电压过大造成的电机轴承、轴瓦以及齿轮等部件的损伤，减少检修和发电的损失，避免相关事故的发生，对汽轮发电机组轴电压的监测与分析变得十分必要。 1 轴电压测量 1.1 轴电压测量原理 采取IEEE 标准112－1991中规定的轴电压标 准测量方法，该方法是采用高阻值的电压表来测量轴端电压， 选用高阻值电压表是为了降低电刷与大轴之间的接触电阻对测量造成的影响 ［1］ 。 该方法的轴电压测量原理如图1所示。U 1为轴两端电压， U 2为轴对地电压。通过对发电机大轴电压以及励磁机侧电压的测量，可以了解油膜是 否可以承受当前的轴电压以及绝缘垫片是否已经受损等相关绝缘信息。为了使得对轴电压的测量更加灵敏，探头A 和探头B 选取Y 型探针；为了减小轴向磁通的影响， 将探测点选在两端轴承的内侧。该种测量方法适合在发电机各种工况下进行，可以测得空转无励磁、空载额定电压、短路额定电压以及各种负荷情况下轴电压的情况 。 图1 轴电压测量电路

发电机轴承绝缘电阻和轴电压测量

发电机绝缘电阻的测试 1发电机在起动前或停机后，应测量发电机及励磁回路各部分绝缘电阻值，并记入绝缘登记台帐中。如果电气回路无工作，且停机时间不超过24小时，起动前可不测绝缘电阻，但停机后必须测量，以便与上一次阻值相比较。如果阻值出现异常，应立即汇报领导。 2定子绝缘电阻由检修测量。在定子不通水的情况下，定子绕组绝缘应用2500V摇表进行测量；不同温度所测的绝缘值应换算到75℃时，绝缘电阻R(75℃)≥4.4MΩ，在不同温度下其 绝缘电阻可使用下面的公式换算： R1 = R2 ×1.5 (t1－t2) /10 R1— t1℃时实测所得的发电机绝缘电阻值(单位是MΩ)； R2—换算成规定温度下的发电机绝缘电阻值(单位是MΩ)； t1—实测时的测量温度(单位是℃)。 t2—规定的换算温度(单位是℃)。 3在定子通水状态下，用水内冷电机绝缘电阻测定仪测量，其值不做具体规定，但必须与上次的测量值进行比较，在相同的情况下应不低于上次的1/5～1/3，最低不低于每千伏1兆欧， 即：20 MΩ。 4发电机转子绕组绝缘电阻应由检修用500V摇表测量，在25℃时不应小于10MΩ。 5 无刷励磁系统的绝缘电阻测定：断开F10、F20、Q10、Q20，退出主励磁机磁场接地检测 装置和发电机磁场接地检测装置。用500V摇表进行测量，其绝缘电阻规定如下： (1).副励磁机定子线圈对地绝缘电阻不低于0.5 MΩ。 (2).主励磁机定子励磁线圈对地绝缘电阻不低于0.5 MΩ。 (3).旋转部分(包括发电机转子励磁线圈、旋转整流盘、主励磁机转子线圈及引线)的对地绝缘电阻不低于0.5 MΩ。 6发电机集电环绝缘电阻用500V摇表测量，在25℃时不应小于10MΩ。 7机械系统的绝缘电阻测定：用1000V摇表进行测量发电机、主励磁机轴承座对地绝缘电阻及进出油管道、拾振装置、测温装置等设备对轴承座绝缘电阻不低于1.0 MΩ。 8定子绕组绝缘吸收比R60〞／R15〞≥1.3 ，阻值与上次比较不应低于上次的1/5～1/3。 9励磁调节柜只测对地绝缘，各阻值应不小于0.5MΩ， 10励磁系统不允许用摇表测量直流“＋”“－”极间的绝缘电阻及交流相间绝缘电阻，防止整流二极管或可控硅整流三极管反向击穿而造成设备损坏的故障。 11以上测量结果若有问题时必须查明原因，在未查明原因时不能启动并网，应汇报值长联系有关部门处理。

水轮发电机轴承电流和轴电流的产生

水轮发电机轴承电流和轴电流的产生、防止与检测

摘要： 本文主要论述了发电机产生轴承电流和轴电流的机理、原因；防止轴承电流和轴电流的措施以及轴承电流与轴电流的检查与监测。 关键词： 水轮发电机、轴承电流、轴电流 发电机由于设计、制造和安装不当以及运行中的一些故障，可能产生轴承电流和轴电流。当这些电流流过轴承并且数值足够大时，就会灼伤轴头和轴承表面，还会使周围的润滑油炭化，破坏轴承的润滑性和绝缘性，进而使轴承表面烧损酿成事故。水轮发电机容量比较大，又是电力能源的关键设备，因此研究水轮发电机轴承电流和轴电流产生的原因，采取可行的防止措施和监测检查方法对于发电机安全、可靠地运行是至关重要的。 一、产生轴承电流和轴电流的机理： 1.轴承电流：水轮发电机的转轴（包括与转轴直接相连的推力头 等部件）及轴承座都是由磁性材料钢（铁）制造的，尤其是卧 式电机的轴承座多采用较大矫顽磁力的生铁制造。当存在环轴 电压时，这些部件很容易被磁化。在图1所示的回路中就会流 有剩磁。只要受到一次磁化，在图1所示的回路中就会留有剩 磁。负载时，由于其它原因又可能使转轴受到更严重的磁化， 在图1回路中就会有磁通流过。由转轴流向轴瓦的磁力线与轴 承表面相交，轴转动时其表面切割这些磁力线，沿轴表面长度

方向上产生感应电势，其大小与转轴周速和流经轴经的磁密成正比，这就是通常所说的“单极效应”，在轴瓦与转轴之间形成涡流，如图2所示。这种电流我们称之为轴承电流。 2.轴电流：当发电机存在与转轴交连的交变磁场时，会在转轴上 产生感应交变电势（轴电压），这样在图1的闭合回路中会有 交变电流流过，这就是轴电流。 二、产生轴承电流的原因： 1.水轮发电机转子磁极线圈通常采用单路正反接交替形式，如图

GE发电机轴电压在线监测装置原理与应用

GE发电机轴电压在线监测装置原理与应用 吴书泉周屹民 杭州华电半山发电有限公司（310015） 摘要：通过对发电机轴电压、轴电流产生的原因的分析，说明对轴电压防护的必要性，并介绍了国外GE公司的在线监测装置。 关键词轴电压轴电流接地碳刷轴承绝缘防护监测装置 Theory and application of GE shaft voltage monitor Wu shuquan Zhou Yimin Hangzhou Banshan Power Generation Co,.Ltd Abstract: Through making an analysis of causes of the axial voltage of a generator, it is shown that the axial voltage should be protected. And also gives the introduction of on-line protective devices-shaft voltage monitor of GE companies. Key words: axial voltage; shaft current ; grounding block brush ; bearing insulation ; protection ; monitor. 发电机组在运行过程中会在发电机轴上产生了电压，如果没有对其关注和采取措施，任其恶化发展，当轴电压大到足以击穿轴与轴承（包括推力轴承）之间的油膜时，便发生了放电，反复的放电和灭弧将会导致轴承表面起凹点并变得粗糙，最终加速机械磨损，严重时导致轴瓦烧坏。所以，电站运行和检修人员对轴电压产生的机理有必要了解，并对其进行监测和防护。 1、产生轴电压的原因 透平发电机组轴电压主要有三个来源： a)沿轴高速流动的湿蒸汽会在低压透平叶片和静止部件之间建立直流静电，末级叶片越长，越容易建立较高的静电电压。该电压随着运行工况的不同而变化，在极端的情况下可能达到120V（直流）以上。如果不采取措施将这部分静电电荷放走，它将会在轴承油膜上聚集并最终在油膜上放电导致轴承损坏。 b)励磁系统在透平和发电机轴上产生的交流耦合电容电压。如果励磁系统采用的是静态励磁系统，则励磁系统是将交流电压通过静态可控硅整流输出直流电压工作，因此不可避免在励磁系统的输出中有脉动电压。该脉动电压通过发电机的励磁线圈和转子本体之间的电容耦合而在轴对地之间产生交流电压 c)发电机组内部磁通不对称而在发电机两端产生交流电压。磁通的不对称产生主要是发电机本体出现问题。如：定子铁芯局部磁阻较大（定子铁芯的锈蚀导致局部磁阻过大）；定子和转子之间气隙不均匀造成磁通不对称；分数槽电机的电枢反应不均匀，引起转子磁通的不对称。 该交流电压比a和b轴电压能量大，破坏大。一般交流电压有1~30V，如果在发电机两端通过地提供了回路，则该电压将在转子的一端通过轴承到外壳或地再到另外一端上产生非常大的轴电流。因此大轴电流的出现标志着交流轴电压对轴承破坏的开始。 2、现有的轴电压的防护

发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施示范文本

发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施示范 文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

发电机轴电压产生的原因、危害及处理 措施示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 随着电源建设的迅猛发展, 单机容量的逐渐增大, 轴电 压成为大型发电机采用静止自并励磁系统后的一个严重问 题。研究轴电压、轴电流有着很重要的意义。轴电压的波 形具有复杂的谐波脉冲分量, 对油膜绝缘特别有害当轴电压 未超过油膜的破坏值时, 轴电流非常小。若轴电压超过轴承 油层击穿电压, 则在轴承上形成很大的轴电流, 即所谓电火 花加工电流, 将烧蚀轴承部件, 造成很大危害。磁路不对 称、单极效应、电容电流、静电效应、静态励磁系统、外 壳、轴等的永久性磁化均有可能引起轴电压。【文献2】 轴电压是指在电机运行时,电机两轴承端或电机转轴与 轴承间所产生的电压。在正常情况下,轴电压较低时,燃气发

发电机轴电压产生的原因、危害及消除措施示范文本

发电机轴电压产生的原因、危害及消除措施示范 文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

发电机轴电压产生的原因、危害及消除 措施示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 (1)轴电压产生的原因 ①磁通不对称。造成磁通不对称的原因，可能是由于 定子铁芯局部磁阻较大、定子与转子气隙不均匀、分数槽 电机(多为水轮发电机)电枢反应不均匀等所引起。 ②电机大轴被磁化。 ③高速蒸汽产生静电。 由于与发电机同轴相连的汽轮机的轴封不好，沿轴的

高速蒸汽泄漏或蒸汽在汽缸内高速喷射等原因使轴带电荷，这种性质的轴电压有时很高，当人触及时感到麻手。 (2)危害及消除措施 高速蒸汽产生的静电荷，不易传导到励磁机侧，在汽轮机侧也有可能破坏油膜和轴瓦，通常在汽轮机轴上装设接地炭刷来消除。 对于其他原因所产生的轴电压，如果在安装时和运行中不采取有效的措施，当轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜时，将产生一个由发电机大轴、轴颈、轴瓦、轴承支架及机组底座为回路的轴电流，虽然轴电压不高，通常在1V 以下，个别机组为2—3V，但由于回路的电阻非常小，因此产生的轴电流可能很大，有时可达数百安培，轴电流会

发电机试验项目

长治钢厂发电机试验 同步发电机及调相机 3.0.1容量6000kW 及以上的同步发电机及调相机的试验项目，应包括下列内容： 1 测量定子绕组的绝缘电阻和吸收比或极化指数；（极化指数：10分钟绝缘/1分钟绝缘） 2测量定子绕组的直流电阻；（三相不超过2%） 3定子绕组直流耐压试验和泄漏电流测量；（5KV、10KV、15KV、20KV、25KV、30KV） 4 定子绕组交流耐压试验；（交流变频谐振耐压，17.6KV） 5 测量转子绕组的绝缘电阻；用万用表即可，不可用摇表直接摇测转子绝缘！！！ 6测量转子绕组的直流电阻；（用双臂电桥或2510电桥） 7转子绕组交流耐压试验；（不用做，绝缘测试即可） 8测量发电机或励磁机的励磁回路连同所连接设备的绝缘电阻，不包括发电机转子和励磁机电枢；（500V或1000V摇表测量）9发电机或励磁机的励磁回路连同所连接设备的交流耐压试验，不包括发电机转子和励磁机电枢；（500V、1000V遥测绝缘即可）10测量发电机、励磁机的绝缘轴承和转子进水支座的绝缘电阻；（500V、1000V遥测绝缘即可） 11埋入式测温计的检查；（自动化检查） 12测量灭磁电阻器、自同步电阻器的直流电阻；（双臂电桥测量） 13测量转子绕组的交流阻抗和功率损耗（无刷励磁机组，无测量条件时，可以不测量）； 14测录三相短路特性曲线；（并网时做） 15测录空载特性曲线；（并网时做） 16测量发电机定子开路时的灭磁时间常数和转子过电压倍数；（并网时做） 17测量发电机自动灭磁装置分闸后的定子残压；（并网时做） 18 测量相序；（并网时做） 19测量轴电压；（并网时做） 20定子绕组端部固有振动频率测试及模态分析；（不做） 21定子绕组端部现包绝缘施加直流电压测量。（不做） 注：1.电压1kV 及以下电压等级的同步发电机不论其容量大小，均应按本条第1、2、4、5、6、7、8、9、11、12、13、18、19款进行试验； 2.无起动电动机的同步调相机或调相机的起动电动机只允许短时运行者，可不进行本条第14、15款的试验。 3.0.2测量定子绕组的绝缘电阻和吸收比或极化指数，应符合下列规定： 1各相绝缘电阻的不平衡系数不应大于2； 2吸收比：对沥青浸胶及烘卷云母绝缘不应小于1.3；对环氧粉云母绝缘不应小于1.6。对于容量200MW及以上机组应测量极化指数，极化指数不应小于2.0。 注：1进行交流耐压试验前，电机绕组的绝缘应满足本条的要求； 2测量水内冷发电机定子绕组绝缘电阻，应在消除剩水影响的情况下进行； 3对于汇水管死接地的电机应在无水情况下进行；对汇水管非死接地的电机，应分别测量绕组及汇水管绝缘电阻，绕组绝缘电阻测量时应采用屏蔽法消除水的影响。测量结果应符合制造厂的规定； 4交流耐压试验合格的电机，当其绝缘电阻折算至运行温度后（环氧粉云母绝缘的电

发电机大修后的实验项目

.2.1 首次手动开停机试验： 6.2.1.1 首次开机过程中应监测检查如下主要项目： a) 机组升速至80％额定转速(或规定值)时，可手动切除高压油顶起装置，并校验电气转速继电器对应的触点。 b) 机组升速过程中应加强对各部轴承温度、油槽油面的监视。各轴承温度不应有急剧升高及下降现象。 c) 测量机组运行摆度双幅值，其值应小于轴承间隙或符合厂家设计规定值。 d) 测量永磁发电机电压和频率关系曲线。 e) 测量发电机一次残压及相序。 6.2.1.2 首次手动停机过程中应检查下列各项： a) 注意机组转速降至规定转速时，高压油顶起装置的自动投入情况。 b) 监视各部位轴承温度变化情况。 c) 检查转速继电器的动作情况。 d) 检查各部位油槽油面变化情况。 e) 机组全停后，高压油顶起装置应自动切除。 6.2.2 过速试验及检查： 6.2.2.1 机组过速试验要根据设计规定的过速保护装置整定值进行。 6.2.2.2 过速试验过程中应监视并记录各部位摆度和振动值，各部轴承的温升情况及发电机空气间隙的变化。 6.2.2.3 过速试验停机后应进行如下检查： a) 全面检查转动部分。 b) 检查定子基础及上机架径向支承装置的状态。 c) 检查各部位螺栓、销钉、锁片是否松动或脱落。 d) 检查转动部分的焊缝是否有开裂现象。 e) 检查上下挡风板、挡风圈、导风叶是否有松动或断裂。 6.2.3 自动开机和自动停机试验： 6.2.3.1 自动开机和自动停机试验的主要目的是检查自动开停机回路动作是否正确。 具有计算机监控系统为主要控制方式的水电站，自动开、停机应由计算机监控系统来完成。 6.2.3.2 自动开机可在中控室或机旁进行，并检查下列各项： a) 检查自动化元件能否正确动作。 b) 检查推力轴承高压油顶起装置的动作情况。 6.2.3.3 自动停机过程中及停机后的检查项目： a) 记录自发出停机脉冲信号至机组转速降至制动转速所需时间。 b) 记录机组开始制动至全停的时间。 c) 检查转速继电器动作是否正确。 d) 当机组转速降至设计规定转速时，推力轴承高压油顶起装置应能自动投入，停机后应能自动切除。 6.2.4 发电机短路试验，必要时才做此项试验。 6.2.5 发电机升压试验： 6.2.5.1 发电机升压试验应具备的条件： a) 发电机保护系统投入，励磁系统调节器回路电源投入，辅助设备及信号回路电源投人。 b) 发电机振动、摆度及空气间隙监测装置投入，定子绕组局部放电监测系统投入。

发电机轴电压轴电流

什么是发电机的轴电压及轴电流？ （1）在汽轮发电机中，由于定子磁场的不平衡或大轴本身带磁，转子在高速旋转时将会出现交变的磁通。交变磁场在大轴上感应出的电压称为发电机的轴电压； （2）轴电压由轴颈、油膜、轴承、机座及基础低层构成通路，当油膜破坏时，就在此回路中产生一个很大的电流，这个电流就称为轴电流。 发电机在转动过程中,只要有不平衡的磁通交链在转轴上,那么在发电机的转轴的两端就会产生感应电势.这个感应电势就称为轴电压.当轴电压达到一定值时,通过轴承及其底座等形成闭合回路产生电流,这个电流称为轴电流.为了消除轴电压经过轴承,机座与基础等处形成的电流回路,防止轴电流烧坏瓦面,所以要将轴承座对地绝缘.为防止转轴形成悬浮电位,同时转轴还要通过电刷接地.此电刷接地可与转子一点接地保护要求的"接地"共用为一个.防止轴电压的重点在于防止轴电流的形成,轴承间只要不形成轴电流回路,则不需对所有的轴承绝缘. 电磁轴电压主要可分为两部分,一是轴在旋转时切割不平衡磁通而在转轴两端产生的轴电压,二是由于存在轴向漏磁通而在转轴两端产生的轴电压.造成发电机磁场不平衡的原因主要有:①定,转子之间的气隙不均匀.②磁路不平衡.如定子分瓣铁芯,定子铁芯线槽引起的磁通变化,极对数和定子铁芯扇形片接缝数目的关系等.③制造,安装造成的磁路不均衡.此外分数槽绕组的电枢反应也会在转轴上产生轴电压. 当轴承底座绝缘垫因油污,损坏或老化等原因失去绝缘性能时,则轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电.放电会使润滑油的油质逐渐劣化,放电的电弧会使转轴颈和轴瓦烧出麻点,严重者会造成事故. 发电机轴电压的测量1、产生轴电压的原因1.发电机磁通的不对称2.高速蒸汽产生的静电由于在发电机同轴的汽轮机轴封不好，沿轴的高速蒸汽泄漏或蒸汽在汽缸内高速喷射等原因使轴带电荷。这种性质的轴电压有时很高，当人触及时感到麻手，但它不易传导至励磁机侧，在汽机侧也有可能破坏油膜和轴瓦，通常在汽机轴上接引接地炭刷来消除。2、轴电压的危害过高的轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜时，发生放电，其放电回路为发电机大轴-------轴颈------轴瓦-----轴承支架-----机组底座。虽然，轴电压不高，通常50∽300MW为4V→6V，但回路电阻很小，因此，产生的轴电流可能很大，有时达数百安。轴电流会使润滑冷却的油质逐渐劣化，严重者会使轴瓦烧坏，被迫停机造成事故。所以在安装和运行中，测量检查发电机组的轴及轴承间的电压。3、轴电压的预防设计安装时，通常在位于发电机励磁端的轴承支架与底座之间加装绝缘垫，同时将所有油管、螺杆、螺钉等采取绝缘措施。4、轴电压测量意义通过测量比较发电机两端的电压和轴承与底座的电压，检查判断发电机轴承支架和底座之间的绝缘好坏，确保机组安全运行。交接试验和预防试验中，轴电压测量为毕做项目。5、轴电压的测量汽机端励磁端U1: 励磁端轴承支架对地电压U2：大轴两端电压U3：汽端轴对地电压测量时先测U2，再测U1励磁端轴承支架对地电压。测量U1时应把轴承外壳与轴用铜刷短路，否则，因轴承与轴之间的油膜电阻影响测量结果。通常U1=U2，若U1与U2相差10%以上，则表示绝缘垫等绝缘不良。绝缘垫等绝缘不良时，U1＜U2。测量时使用3∽10V交流电压表，若无此表，可经适当升压变将此电压升高后，用一般电压表测量。测量接线必须接有专用电刷，且电刷上应用长达300mm以上绝缘手柄。测量轴电压时应采用同一可靠接地点作为基准点。测量时，应使发电机保持额定电压，并分别在额定负