发电机轴电压轴电流
发电机轴电压测量原理
发电机轴电压测量原理
发电机在运行中，由于安装原因或绝缘垫可能因油污堆积、损坏或老化等个原因而失去作用，是轴电流能够流通而造成设备损坏，为了检查运行中发电机励侧轴承与底座的绝缘状况，应定期测量发电机的轴电压，常规测量发电机轴电压的接线装置要参考相关资料。
因为轴电压的频率成分较复杂，测量时必须采用高内阻的交流电压表，否则会产生很大的测量误差，在发电机的各种工况，即空转无励磁、空载额定电压、短路额定电流以及各种负载情况下测量。
测量时，用交流电压表先测量发电机大轴两端之间的电压U1.然后将发电机轴瓦与大轴经铜丝刷短路，消除轴瓦与大轴之间的油膜压将，再测量励磁机侧轴瓦与地之间的电压U。
根据U1和U2的大小来判断励侧轴承对地绝缘好坏。
（1）当U1≈U2时，说明绝缘垫绝缘情况良好。
（2）当U1>U2时（U≦10V），说明绝缘垫绝缘被破坏，有轴电流流过，由于轴电流会在转轴内部和底座上产生压降，从而使U1>U2。
（3）当U1<U2时，说明测量部正确，应检查测量方法及仪表。
编辑：盼花开。
电动机轴电流产生的原因
电动机轴电流产生的原因电动机轴电流的产生原因有多种，主要包括磁路不平衡、变频器供电、静电感应、外部电源介入以及运行中的摩擦接触等。
具体如下：磁路不平衡
磁阻不平衡：由于电动机的扇形冲片、硅钢片叠装及铁芯槽、通风孔的设计，磁路中存在不平衡磁阻，在转轴周遭有交变磁通切割转轴，导致在轴两端感应出轴电压。
转子偏心：转子支撑偏心也会产生脉动磁通，从而在转轴中产生感应电压。
变频器供电
高次谐波分量：使用变频器供电时，电源电压含有较高次的谐波分量，电磁感应作用下，转轴电位发生变化，产生轴电压。
静电感应
高压设备影响：电动机附近高压设备产生的强电场作用，在转轴两端感应出轴电压。
外部电源介入
绝缘破损：大型电机保护元件或感测元件绝缘破损，可能导致轴电压的产生。
运行中的摩擦接触
静电荷积累：负载方面流体与旋转体运行摩擦产生静电荷，电荷积累产生轴电压。
总的来说，电动机轴电流的产生是由于电机内部磁路不平衡、供电方式、静电效应、外部电源干扰等多种因素共同作用的结果。
这些因素导致轴电压的建立，而当轴电压达到一定值并通过轴承形成闭环回路时，就会产生轴电流。
发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施
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、轴承和基础台板在内的交变磁链回路。
由此在发电机大轴两端产生电压差。
每一种磁不对称都会引起相应幅值和频率的轴电压分量,各个轴电压分量叠加在一起,使这种轴电压的频率成分很复杂,其中基波分量的幅值最大,3次和5次谐波幅值稍小,更高次谐波分量幅值很小。
什么是轴电压
什么是轴电压轴电压是指电机运行时，电机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压。
其本质由于定子磁场的不平衡或大轴本身带磁，当出现交变磁通时，在轴上感应出的电压。
一、轴电压产生的原因硅钢片等叠装因素，再加上铁芯槽、通风孔等的存在，造成在磁路中存在不平衡的磁阻，并且在转轴的周围有交变磁通切割转轴，在轴的两端感应出轴电压。
2、逆变供电产生轴电压电动机采用逆变供电运行时，由于电源电压含有较高次的谐波分量，在电压脉冲分量的作用下，定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应，使转轴的电位发生变化，从而产生轴电压。
3、静电感应产生轴电压在电动机运行的现场周围有较多的高压设备，在强电场的作用下，在转轴的两端感应出轴电压。
4、外部电源的介入产生轴电压外部电源的介入产生轴电压是由于运行现场接线比较繁杂，尤其大电机保护、测量元件接线较多，哪一根带电线头搭接在转轴上，便会产生轴电压。
5、其他原因如静电荷的积累、测温元件绝缘破损等因素都有可能导致轴电压的产生。
二、轴电压产生的危害轴电压不高，通常50~00MW的电机为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。
当轴承底座绝缘垫因安装、油污、损坏或老化等原因失去绝缘性能时，发电机轴电压足以击穿轴与轴承之间的油膜而产生放电。
发电会使润滑的油质逐渐劣化，严重者会使轴瓦烧坏，被迫停机造成事故。
三、轴电压产生的预防1、为了降低汽轮发电机组由于磁路不对称引起的轴电压，设计发电机时考虑了消除或减少轴电压中的三次或五次谐波分量的措施，采用全新的发电机结构，安装时严格按照厂家工艺、设计要求，防止转子偏心。
2、为防止转子绕组一点接地短路而产生轴电压，运行时投入励磁回路两点接地保护装置。
3、为切断轴电流，在励磁机侧包括发电机轴承、氢冷发电机的油密封，水内冷发电机转子的进出水支座和进出水管法兰，励磁机和副励磁机轴承与机座的底板之间加装绝缘垫。
轴承座的紧固件和连接到轴承座的油管也要与轴承绝缘可采用双层绝缘措施。
一起水轮发电机轴电流超标故障的分析与处理过程
一起水轮发电机轴电流超标故障的分析与处理过程————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：一起水轮发电机轴电流超标故障的分析与处理过程金华峰1，2，伏虹润1（1.大唐国际彭水水电开发有限公司，重庆市彭水县，409600；2.重庆大学电气工程学院）概要：观察分析了彭水水电站3#发电机轴电流的变化特点，推断出故障原因后，经返厂处理后消除缺陷。
目前天津阿尔斯特水轮发电机组在国内投运的较多，可供同类型机组在处理轴电流时参考。
关键词：轴电流；超标；分析；处理0 引言乌江彭水水电站设计单机容量350MW，水轮发电机组采用天津阿尔斯通公司生产的三相立轴双导半伞式、单路径向密闭自循环无风扇空冷同步发电机。
发电机转子轴分为三段，即上端轴、转子中心体、下端轴，上端轴由轴身、滑转子组成，下端轴为三段焊接而成。
由于发电机上端轴采用阿尔斯通公司新型滑转子结构，有别于常见的轴领结构，从而对发电机轴电流的防护提出了新的课题。
1 发电机轴电流运行情况描述彭水水电站自2008年2月机组陆续投产以来，3#和5#发电机在运行期间有不同程度的轴电流存在。
轴电流的大小随发电机输出功率的增加而增大，且在零功率输出加励磁工况下即有轴电流存在,此时3#机轴电流为0.42A,5#机轴电流为0.42A。
在输出功率为300MW时3#机轴电流为1.36A,5#机轴电流为1.05A.在输出功率相同工况下,不存在轴电流的大小随发电机运行时间的增加而增大的现象。
严重影响机组安全运行。
针对3号机组进行现场机验，发现3号机组轴电流与发电机定子磁场关系密切，定子电流越大轴电流越大，再从机组状态监测数据发现，3号机组上导摆度超标，达到0.35mm，以上两因素表明3号机组存在定转子磁场旋转中心严重偏移缺陷，并且3号机组投产以来转子绝缘一直偏低，500V绝缘测试表测试绝缘值为0，因此需进一步采取综合措施限制轴电流的上升，保证机组的安全运行。
分析水轮发电机组轴电流异常原因及应急处理
分析水轮发电机组轴电流异常原因及应急处理在水轮发电机运转过程中，如果磁通失去平衡状态，将会产生轴电压以及轴电流，轴电流的不断增大，继而引发油料发生质变、轴瓦烧损以及轴承振动等现象，对发电机的安全运行造成严重影响。
本文通过对水轮发电机实际工作进行检测、分析，对造成发电机轴电流产生故障的原因进行探究，最终得出电流故障正确处理的方法，以供其他同行类似问题的解决参考借鉴。
标签：水轮发电机；轴电流；故障原因；处理策略在发电机安全运行中轴电流的产生是对轴电流给予保护的一种反映。
轴电流的保护是以所测电流值为根据发出信号，可使轴承以及轴瓦受到电机轴电流的破坏降到最低。
本文采取排除法对轴电流出现异常原因进行查找，发现一次轴电流没有异常现象，但是发现二次轴电流异常现象的出现和机组转速以及励磁电流有很大关系。
仔细分析发现，轴CT中，转子上部励磁空间的磁场电磁感应的生成是电流异常的主要原因，然后通过系列措施使轴电流异常现象得到有效解决。
1、实施轴电流保护的重要意义在发电机组运转中，转子与定子之间存有不均匀的气隙，以及定子铁芯局部存在较大的电阻或者不对称的磁路等等，致使定子磁场出现失衡状态。
此时，在发动机转子会有和轴相交的轴向感应电势和交变磁通产生。
轴承的绝缘性能较好时，所产生的轴电流较小，假如轴承某部位绝缘性能差或者轴电压比油膜击穿值较大时，轴电流会显著增大，较大的轴电流会对轴瓦造成损伤、电蚀或者毁坏。
同时轴承润滑油老化变质的速度加快。
因此采取必要手段，实施轴电流保护措施，是确保水轮发电机组安全运转的关键。
2、检测分析轴电流异常的常用方法2.1 常规检测检测发动机主轴的对地电阻。
接地碳刷的接线端子位置可用万能表进行主轴对地电阻实施检测。
机组处于停机状态，主轴的对地电阻趋于零；机组处于运行状态，主轴的对地电阻不小于1MΩ。
鉴于未有对机组下的轴承采取隔离绝缘措施，机组处于停机状态时下导瓦与主轴之间直接接触，致使电阻值趋近于零；在机组运转中，轴承瓦面形成油膜，所以此时电阻值超过1MΩ。
轴电流
轴电压和轴电流连续测量华能上海燃机发电有限责任公司2007 年7 月目次1 介绍 32 技术方面 4 2.1 一般介绍 4 2.2 轴电压的形成 4 2.2.1 交流轴电压 4 2.2.2 单极电压 4 2.2.3 静电荷 5 2.2.4 电容性轴电压5 2.3 轴电压的影响 5 2.4 与设计有关的问题 5 2.5 针对轴电流的保护性手段6 2.5.1 轴系的绝缘 6 2.5.2 轴系的接地 73 实施 7 3.1 测量原理 7 3.2 碳刷监测 7 3.2.1 轴接地故障监测 (励磁端) 不连接 7 3.2.2 轴接地 (燃机端) 不连接 84 控制和报警 8 4.1 传感器 8 4.1.1 轴电压的测量 9 4.1.2 轴电流的测量 9 4.1.3 仪表范围 9 4.2 试验 9 4.3 报警 10 4.3.1 轴电流范围 10 4.3.2 轴电压范围 115 实施 12 5.1 控制 12 5.2 报警 12 5.3 传感器的电源 126 供货范围 12 6.1 发电机制造厂提供的范围 12 6.2 发电机制造厂不提供的范围 127 部件和管道仪表图(P&ID) 的说明 121 介绍1.1 本任务的定义可在相关的说明中进行参照阅读。
1.2 电厂最终的设计已在有关的管道仪表图(P & ID) 系统手册中做了详细说明。
1.3 列在任务定义中的数据 (如时间等) 仅作为例子，最终的数据专门列在电厂的仪表清册中。
1.4 若有任何修改, 应完整写在当前修改索引(Idex) 栏内, 此修改索引栏就在页面的边上。
在以前的版本中，若有修改变化会标注空栏中, 对那些修改索引不要删除。
而且，在本资料(任务定义)的封面中也包含了一张修改变化的摘要。
1.5 ES680 功能图表仅适用于 50 赫兹的发电机，对于其他频率，需采用相应速度的折算系数 ( 举例来说：用于 60Hz 时, 该系数为: 60Hz/50Hz= 1.2 )。
核电站用发电机轴电流高报警问题分析及实例修复
QFSN-1100-4 1 222 1 100 24 29.402
0.9滞后 0.6 0.52
无刷励磁 50
1 500 98.9
38 482 8 199 水内冷 轴向氢内冷 轴向~径向氢内冷 185 1 702 6 935
2015年该核电厂2#发电机组出现轴电流高报
警，现场检查发电机轴电流在0.16 A
整个转动轴系部件上聚集静电荷，产生静电电压*
4）励磁系统阻抗耦合产生的电压也会作用到转轴
轴系上。
电压
，
在
—18 —
内不应产生轴电流，产生轴电流可能的原因如下: 1）发电机组在运行过程中，本应绝缘的轴承座绝 缘系统受到损坏，比如绝缘受潮、脏污、特殊的机 械损伤;应绝缘的轴承座油管绝缘因各种原因损 坏，导致轴承座或者油管与大地导通形成回路,在 轴电压的作用下产生轴电流* 2）接地碳刷由于松 脱、接触点氧化、线路绝缘破损、导线短接等接触 不良原因使触膜电阻增大，轴电压也随之提高，当 高于底板接地点电位时，导致轴承内部产生轴电 流*
进行相关验证:模拟试验当模拟至3瓦大轴直
地时,7瓦对应的轴电流开始波动，检查此时的轴电
流波形与前期
形相似(频率 25 Hz且接
弦波)，
形 2*
图2 3瓦接地时7瓦轴电流波形图
当模拟至1瓦接地时，7瓦再次出现轴电流波
动，此的轴电流波形与前期
形基本一致
(25 Hz)，具体波形见图3 *
图3 1瓦接地时7瓦轴电流波形
因是汽轮机侧大轴某处发生 ，
点可能
汽轮机 (1
3瓦之)。 此分析结果，在
大修期间解体中关注前述部件，在对检查汽轮机推
力瓦的浮油环检查中，发现其有轻微变形(见图5)，
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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
载，0.5额定负载，空载下测量。