水東水電廠共裝有4臺(tái)20 MW機(jī)組，水輪機(jī)為軸流槳式，發(fā)電機(jī)為懸吊式。2號(hào)機(jī)組自1994年7月投產(chǎn)后，于1995年9月進(jìn)行第一次大修，大修后運(yùn)行情況基本良好，但從1998年開始出現(xiàn)整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)油質(zhì)嚴(yán)重碳化現(xiàn)象，截至2000年11月已換油11次，嚴(yán)重影響機(jī)組的正常運(yùn)行。 

    1 原因分析 

    　　該廠調(diào)速系統(tǒng)共裝30號(hào)透平油6 t左右，由3臺(tái)螺桿油泵將壓力油罐建壓至4 MPa，供調(diào)速器對(duì)導(dǎo)葉和槳葉活塞進(jìn)行操作調(diào)整，油出現(xiàn)碳化后，除了轉(zhuǎn)輪體內(nèi)漿葉操作部分無法檢查外，調(diào)速系統(tǒng)其余各部分經(jīng)檢查均正常，且整個(gè)系統(tǒng)在碳化過程中運(yùn)行基本正常，初步判斷油碳化是由軸電流引起的。

    　　根據(jù)同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理，由于定子鐵芯組合縫、定子硅鋼片接縫，定子與轉(zhuǎn)子空氣間隙不均勻，軸中心與磁場(chǎng)中心不一致等，機(jī)組的主軸不可避免地要在一個(gè)不完全對(duì)稱的磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)。這樣，在軸兩端就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交流電壓。正常情況下要求機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分對(duì)地絕緣電阻大于0.5MΩ,如果在大軸兩端同時(shí)接地就可能產(chǎn)生軸電流。

    2 原因查找及處理 

    2.1 接地點(diǎn)的查找

    　　能否找到大軸兩端的接地點(diǎn)是問題的關(guān)鍵。由于該機(jī)組水導(dǎo)軸承采用水潤(rùn)滑橡膠軸承，在正常運(yùn)行時(shí)，水導(dǎo)軸承內(nèi)、轉(zhuǎn)輪室里均充滿水或非常潮濕。由于轉(zhuǎn)動(dòng)部分的絕緣電阻基本為零，這樣大軸下部接地已在所難免。而大軸上部可能接地的部分有上導(dǎo)軸承、推力軸承和受油器等，測(cè)量結(jié)果均為合格。為了查找另一接地點(diǎn)，在水導(dǎo)瓦的橡膠端部用500 V搖表測(cè)絕緣，電阻為零。為了進(jìn)一步驗(yàn)證，又在同一批澆鑄出廠的備品水導(dǎo)瓦表面測(cè)絕緣，結(jié)果也為零，由此證明橡膠瓦本身具有導(dǎo)電性。為此先將水導(dǎo)軸承拆除，之后對(duì)其它部件，安裝一個(gè)就測(cè)量一次大軸絕緣。當(dāng)裝到受油器油管時(shí)，再次出現(xiàn)大軸絕緣為零。經(jīng)查，法蘭連接處絕緣墊與水導(dǎo)瓦為同一廠家生產(chǎn)，單獨(dú)測(cè)絕緣墊絕緣，其值也基本為零，到此大軸的兩個(gè)接地點(diǎn)已找到。

    2.2 軸電流的導(dǎo)通路徑

    　　由于軸電壓和兩個(gè)接地點(diǎn)的存在，必然會(huì)產(chǎn)生軸電流。當(dāng)電流流過一個(gè)大的導(dǎo)體時(shí)，它的趨表效應(yīng)是很明顯的，它所流過的路徑如圖1所示。圖中操作油管除了隨大軸一起旋轉(zhuǎn)外，在操作槳葉時(shí)，還會(huì)沿軸線方向作上下運(yùn)動(dòng)，由于在操作油管上瓦座中的銅瓦與操作油管導(dǎo)向塊之間存在一定的間隙，這樣隨操作油管的不斷運(yùn)動(dòng)和電流的流過使間隙中的油膜不斷遭到電弧的放電侵蝕，而使油不斷碳化。

    

                                圖1 軸電流的導(dǎo)通路徑示意圖

    2.3 軸電流的消除

    （1） 通過更換受油器油管連接處的絕緣墊，以保證大軸不發(fā)生兩點(diǎn)接地，進(jìn)而避免軸電流的產(chǎn)生。

    （2） 大修后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)油質(zhì)的監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)分析并查明原因。