Эксплуатация генераторов - Дефекты ротора гидрогенератора

Асимметрия магнитного поля в воздушном зазоре ГГ может быть следствием двух основных причин - асимметрии собственно воздушного зазора и наличия короткозамкнутых витков в обмотке возбуждения полюсов ротора.
Асимметрия зазора возможна вследствие неправильной формы расточки статора и (или) огибающей полюсов ротора. Для удобства анализа асимметрия магнитного поля, обусловленная неправильной формой статора, условно называется «неподвижной», а обусловленная искажением формы ротора или наличием короткозамкнутых витков - «вращающейся».
Неподвижная асимметрия магнитного поля вызываем значительную силу одностороннего магнитного тяжения между ротором и статором (до нескольких, десятков тонн). Под действием этой силы вал ротора будет все время прижат к одним и тем же сегментам направляющих подшипников, что может вызвать выдавливание ив этих участках масляной пленки и возникновение граничного (полусухого) трения, приводящего к перегревам сегментов и подплавлению вкладышей. Кроме того, может образоваться контактная коррозия в Местах посадки обода ротора на спицы и полюсов на обод (в случае ослабления их крепления).
Ослабление посадки обода отмечается довольно часто, особенно в первый период эксплуатации генераторов. Качество расклиновки обода ротора на остановленном генераторе проверяется ударом кувалдой по клиньям. При удовлетворительной расклиновке звук звонкий, в случае ослабления посадки звук глухой. При специальных исследованиях применяют способ относительных динамических перемещений или измерение механических напряжений тензометрами в спицах.
Вращающаяся асимметрия магнитного поля вызывает низкочастотные вибрации сердечника статора, сопровождающиеся характерным шумом, и биение валопровода.
У генераторов подвесного исполнения вибрации сердечника передаются на опорные конструкции, что может привести к усталостному разрушению узлов крепления и фундамента, что чревато аварийным остановом генератора. Биение вала обусловливает увеличение давления на сегменты направляющих подшипников, в результате возможны повышенный общий нагрев и натнры вкладышей направляющих подшипников.
Отмеченные характерные признаки вращающейся асимметрий магнитного поля позволяют обнаружить ее в достаточно ранний период, задолго до возникновения повреждений конструктивных узлов. Для этого используют механический или электромагнитный способы контроля магнитного поля.
Увеличение сопротивлений контактных соединений обмоток возбуждения. Значительные токовые нагрузки обмоток возбуждения мощных ГТ делают весьма уязвимыми контактные соединения. Ухудшение электрического контакта в межполюсных соединениях и в соединениях катушек с токоподводами может быть следствием недостатков конструкции креплений перемычек, технологии лайки и низкого качества припоя. Увеличение сопротивлений контактных соединений возможно в результате появления трещин или выкрашивания припоя, что обусловлено значительными перемещениями и деформациями этих элементов в процессе эксплуатации, а также старением припоя. Качество паяных соединений проверяется перед вводом я эксплуатацию и в период ревизий и ремонтов измерением активного сопротивления. Увеличение сопротивления контактных соединений влечет за собой их перегрев вплоть до выплавления припоя или даже выгорания части перемычки и нарушения электрического контакта.
Повышенный нагрев контактных соединений выявляется при осмотре и определении следов перегрева - изменения цвета соединения, наличия цветов побежалости, обугливания изоляционных материалов. Перегрев возможно обнаружить, контролируя интенсивность инфракрасного излучения или состав выделяющихся аэрозолей или газов с помощью термоиндикаторов.
Снижение сопротивления изоляции цепей возбуждения. Цепи возбуждения ГГ состоят из обмотки ротора, шин, источников рабочего или резервного возбуждения, схемы гашения поля, измерительных, защитных и коммутационных устройств.
Снижение сопротивления изоляции цепей возбуждения может быть вызвано локальными снижениями сопротивления изоляции любых элементов указанных устройств. Причинами могут оказаться загрязнение увлажнение, обмасливание изоляции, ее механическое повреждение, перегревы контактных соединений отдельных элементов. Своевременное выявление указанных дефектов достигается периодическим контролем сопротивления изоляции системы возбуждения и проверкой электрической прочности изоляции. Сопротивление изоляции измеряется на остановленном генераторе с помощью мегаомметра 5000 или 1000 В при температуре 10-30°С. Сопротивление изоляции обмотки ротора должно быть не менее 0,5 МОм.
Электрическая прочность изоляции цепей возбуждения в условиях эксплуатации проверятся на остановленном генераторе напряжением 8ном частотой 50 Гц.
На основании результатов измерений сопротивления изоляции, сопоставления их с данными приемочных и предшествующих испытаний принимается решение о дальнейшем режиме работы генератора.
Рекомендации по обследованию конструктивных элементов ротора гидрогенератора. Значительное количество дефектов ротора генератора и их признаков может быть обнаружено при простейшем органолептическом обследовании, а также с помощью элементарных приспособлений.
Нарушение приварки клиньев полюсов выявляется при осмотре сварных швов приварки (полное или частичное выкрашивание шва, наличие блеска металла в изломе, наличие местных непроваров сварном шве).
Выползание клиньев полюсов может возникнуть в случае отсутствия или нарушения сварных швов. Для его обнаружения применяется пробная забивка полюсных клиньев. Кроме тою, выползание клиньев можно распознать по натирам и рискам на них
Контактная коррозия на клиньях полюсов определяется при осмотре полюсных клиньев. Интенсивность контактной коррозии оценивается по количеству продуктов коррозии.
Трещины и изломы перемычек обмоток возбуждения полюсов обнаруживаются при осмотре перемычек и их крепления.
Перегревы перемычек обмоток полюсов устанавливаются при осмотре по наличию характерных пятен - следов перегрева.
Перегревы активной стали полюсов ротора распознаются при осмотре торцевых частей полюсов или всего полюса (при вынутом роторе). Определяются листы активной стали со следами слабого и сильного перегрева.
Трещины и изломы демпферной обмотки фиксируются визуально. Перегревы соединений демпферной обмотки и интенсивность перегрева оценивается как и в случае перегревов перемычек обмоток полюсов.
Ослабление крепления и выползание клиновых шпонок обода могут возникнуть при Отсутствии или нарушений сварных швов приварки клиновых шпонок обода. Наличие дефекта устанавливается визуально. По натирам и рискам на поверхности шпонок можно судить об их выползании или ослаблении.
Контактная коррозия на клиновых шпонках обода выявляется при осмотре - определяется интенсивность коррозии и проводится ее оценка.
Результаты такого обследования используются для определения степени развития дефектов и выработки мероприятий по их устранению.