大型发电机无刷励磁机的在线检测方法、系统及断相方法

摘要

本发明涉及大型发电机无刷励磁机的在线检测方法、系统及断相方法，该在线检测方法用于验证大型发电机的无刷励磁机的旋转二极管导通监测装置的功能，包括断相步骤和功能验证步骤，所述断相步骤包括：进入所述励磁机的定子膛内，拆除旋转电枢和整流毂之间的导电连接片，然后在拆除后的位置安装与导电连接片等重的配重块。该在线检测系统包括旋转电枢、整流毂、连接于二者之间的导电连接片、及与导电连接片等重的配重块。该断相方法是拆除旋转电枢和整流毂之间的导电连接片实现断相，并在拆除后的位置安装与导电连接片等重的配重块。本发明方法中的断相及恢复操作难度小，能够大大节省检测时间和检测成本。

说明书

技术领域

本发明涉及大型发电机，更具体地说，涉及一种大型发电机的无刷励磁机的在线检测方法及系统，用于验证大型发电机的无刷励磁机的旋转二极管导通监测装置（简称DNC）的功能，以及断相试验方法。

背景技术

百万千瓦级半速发电机组在我国岭澳核电二期首次采用，属岭澳核电二期重大设计改进项，其中，无刷励磁机断相及旋转二极管导通监测装置试验，相比岭澳一期为新增试验项目，调试人员无相关调试经验，被列为重大风险试验项目。

半速发电机无刷励磁机的电枢绕组与旋转二极管固定在一起，随发电机转子旋转，因此检测旋转二极管运行状况比较复杂。为确保机组安全运行，要求新建机组必须在现场进行真实断相和DNC试验，试验目的主要检查和校准DNC装置各项功能参数设置，验证DNC装置出口逻辑在旋转二极管断一相报警，断两相跳机功能，通过这些试验才能验证DNC的稳定性和可靠性。国内同类型设备较少，在火电企业采用法国ALSTOM公司机组才有此类型的设备，但设备均较小，与核电站的百万千瓦级半速发电机无可比性。

火电企业针对小型机组的做法是，在机组整套启动试验期间采用拆除励磁机磁极的方法断相，然后再进行断一相报警和断两相跳机试验，该方法存在断相及恢复难度高，占用时间长的缺陷，主要表现在：拆除励磁机磁极所需时间长，且有损坏设备风险，恢复装配需重新找中心和动平衡配置，稍有偏心则会带来设备损毁风险，而且停机时间长，占用工程建设关键路径时间长，试验成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述断相及恢复难度高、操作时间长的缺陷,提供一种大型发电机无刷励磁机的在线检测方法、系统及断相方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种大型发电机在线检测方法，用于验证大型发电机的无刷励磁机的旋转二极管导通监测装置的功能，该在线检测方法包括断相步骤和功能验证步骤，所述断相步骤包括：进入所述励磁机的定子膛内，拆除旋转电枢和整流毂之间的导电连接片，然后在拆除后的位置安装与导电连接片等重的配重块。

在本发明所述的大型发电机在线检测方法中，为避免转子轴弯曲，在间歇性盘车状态下进行所述断相步骤。

在本发明所述的大型发电机在线检测方法中，为更好地保证DNC输出逻辑稳定可靠，该在线检测方法还包括校准步骤，该校准步骤包括：

在断两相状态下，合上临时励磁电源，投入励磁，手动升压至额定电压，调节卡件（指DNC中的电路板）电位器，直至卡件输出的波形缺失三个脉冲，记录卡件电位器的电压，作为第一电压；

继续调节卡件电位器，直至卡件输出的波形缺失一个脉冲，记录卡件电位器的电压，作为第二电压；以及

继续调节卡件电位器，使其电压等于所述第一电压和第二电压的平均值。

在本发明所述的大型发电机在线检测方法中，所述功能验证步骤包括：

验证断两相时的跳机功能；以及

验证断一相时的报警功能。

在本发明所述的大型发电机在线检测方法中，所述大型发电机可以为核电站百万千瓦级半速发电机。

本发明构造的一种大型发电机的无刷励磁机的断相方法是：拆除旋转电枢和整流毂之间的导电连接片实现断相，并在拆除后的位置安装与导电连接片等重的配重块。

在本发明所述的大型发电机无刷励磁机的断相方法中，为避免转子轴弯曲，选在间歇性盘车状态下进行所述断相。

本发明构造的一种大型发电机在线检测系统，用于验证大型发电机的无刷励磁机的旋转二极管导通监测装置的功能，该在线检测系统包括旋转电枢、整流毂和连接于该旋转电枢和该整流毂之间的导电连接片，该在线检测系统还包括与导电连接片等重的配重块，用于替换旋转电枢和整流毂之间的导电连接片以实现断相。

在本发明所述的大型发电机在线检测系统中，为避免转子轴弯曲，在间歇性盘车状态下进行所述断相。

本发明的有益效果是，采用拆除旋转电枢和整流毂之间的导电连接片实现断相，断相及恢复操作的难度小，能够大大节省检测时间和检测成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是实施例中半速发电机无刷励磁机旋转电枢和整流毂的连接示意图；

图2是实施例中断两相后卡件输出的波形图；

图3是实施例中断一相后卡件输出的波形图。

具体实施方式

本实施例涉及的大型发电机为核电站百万千瓦级半速发电机，如图1所示，该半速发电机的无刷励磁机的旋转电枢1和整流毂2固定在一起，随发电机转子旋转，旋转电枢1共有39相，39相分别通过39个导电连接片3与整流毂2上的对应的熔断器和旋转二极管电相连。

本实施例大型发电机在线检测系统，用于验证大型发电机的无刷励磁机的旋转二极管导通监测装置的功能，该在线检测系统包括：旋转电枢1、整流毂2、连接于旋转电枢1和整流毂2之间的导电连接片3、以及与导电连接片3等重的配重块4和5，配重块4和5用于替换旋转电枢1和整流毂2之间的导电连接片3以实现断相，并保证断相后机组的动平衡。本实施例中，用两个配重块4和5替换一个导电连接片3，配重块4装在整流毂2上，配重块5装在旋转电枢1上。可以理解地，如果采用非导电材料制作配重块，则可以用与导电连接片3相同形状的一个配重块替换一个导电连接片3，将配重块一端安装在整流毂2上，另一端安装在旋转电枢1上。

本实施例大型发电机在线检测方法用于验证无刷励磁机的旋转二极管导通监测装置的功能，该在线检测方法包括断相步骤和功能验证步骤，所述断相步骤包括：进入励磁机的定子膛内，拆除旋转电枢1和整流毂2之间的导电连接片3，然后在拆除后的位置安装与导电连接片3等重的配重块4、5。配重块4、5需用天平称量，使之与导电连接片3相匹配，确保拆除导电连接片3不会影响机组的动平衡，以避免引发励磁机烧损事故。

发电机停机时间过长，会使转子轴弯曲，因此较长时间停机后需要调整机组轴线，这样会花费大量工期。为避免断相操作导致转子轴弯曲，在间歇性盘车状态下进行断相操作。具体地，在断相前，使机组处于停机时停主盘车、但手动盘车不隔离的状态，试验人员打开励磁机柜门，进入励磁机定子膛内进行断相作业，一次作业时间不能超出汽轮发电机在热态下允许的停留时间（在该时间内，转子轴不会弯曲），试验人员撤出后手动盘车半圈或多圈，直到盘到舒适的作业点停止，试验人员再次进入励磁机定子膛内作业，如此重复，直到断相操作完成。

试验人员还要关注主汽门的严密性，否则停盘车时不能保证转子静止，因此要求进入励磁机作业的试验人员为熟练操作工，严格遵守试验负责人的指挥，在需手动启动盘车前要提前通知作业人员，防止匆忙撤出造成异物落入等风险。

断相完成后，进行DNC的功能验证，功能验证步骤包括：验证断两相时的跳机功能（即，断两相时汽轮发电机跳机，且发出跳机保护信号）；以及，验证断一相时的报警功能（即，断一相时是否发出报警指示信息）。

为更好地保证DNC输出逻辑稳定可靠，该在线检测方法还包括校准步骤。

上述功能验证步骤和校准步骤需要在试验人员撤出励磁机后，使发电机在额定转速下运行，发电机机端电压达到额定电压。

具体地，通过以下方法实现校准和断两相时的功能验证：在断两相状态下，合上临时励磁电源；投入励磁，手动升压至额定电压24kV；检查发电机及励磁系统无异常报警，此时卡件输出的波形应缺失两个脉冲，缺失脉冲位置的电平为低电平；调节卡件电位器，直至卡件输出的波形缺失三个脉冲，记录卡件电位器的电压，作为第一电压；继续调节卡件电位器，直至卡件输出的波形缺失一个脉冲，记录卡件电位器的电压，作为第二电压；继续调节卡件电位器，使其电压等于所述第一电压和第二电压的平均值，至此完成了一个卡件的校准；检查DNC各卡件指示灯正确；记录缺两相的波形，如图2所示；重复上述步骤，完成另外两个卡件的校准。然后，恢复DNC跳机命令信号；确认汽轮机主汽门和调门关闭，转盘车状态；确认励磁开关跳闸，报警信号正确；确认主控室的报警和跳闸信息正确；至此DNC断两相功能验证完成。

断两相功能验证完成后，使机组处于停机时停主盘车、但手动盘车不隔离的状态，试验人员打开励磁机柜门，进入励磁机定子膛内，恢复一相的导电连接片，使机组处于断一相状态，完成后，进行断一相时的功能验证。具体方法为：合上临时励磁电源；投入励磁，手动升压至发电机额定电压；检查发电机及励磁系统无异常报警；确认卡件输出波形应缺失一个脉冲，缺失脉冲位置的电平为低电平；检查DNC各卡件指示灯正确；记录缺一相的波形，如图3所示；重复以上步骤，检查另外两个卡件输出正确；手动打闸，确认汽轮机跳闸，转盘车状态；确认励磁柜和主控室的报警信号正确。

验证完成后，再次使机组处于停机时停主盘车、但手动盘车不隔离的状态，试验人员打开励磁机柜门，进入励磁机定子膛内，恢复另一相的导电连接片。

由于上述验证步骤需要发电机在额定转速下运行，发电机机端电压达到额定电压。为了减少发电机起停次数，优化整个联调试验逻辑顺序，本发明在线检测方法优选在发电机空载试验完后，且在励磁调节器空载试验前的时间段进行。

本发明的设计人员创新性地提出了采用不抽励磁机磁极，人员爬入励磁机内进行断相，从根本上解决了抽出励磁机磁极实现断相存在的断相及恢复难度高、操作时间长的技术缺陷。本发明断相方法和大型发电机在线检测方法在岭澳二期核电成功应用，取得了较好成绩，不但避免了磁极间隙调整风险，而且使原计划10天的工期只用了1天半时间，大大减少了联调关键路径，降低了试验成本，同时还优化了试验顺序。