水輪發(fā)電機(jī)碳刷與集電環(huán)運(yùn)行故障分析與預(yù)防

水輪發(fā)電機(jī)碳刷與集電環(huán)運(yùn)行故障分析與預(yù)防

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1、小水電2012年第4期(總第166期)運(yùn)行與維護(hù)水輪發(fā)電相碳刷及集電環(huán)運(yùn)行故瞠分析及預(yù)昕林玉淇張揚(yáng)(潮州供水樞紐管理處廣東潮州521011)處理:現(xiàn)場(chǎng)采取對(duì)集電環(huán)毛刺進(jìn)行打磨處理,1概述碳刷全部更換為新購買的同批次的碳刷,同時(shí)對(duì)與勵(lì)磁故障是發(fā)電機(jī)常見故障之一,據(jù)統(tǒng)計(jì),此碳刷配合問隙較大的刷盒進(jìn)行更換,安裝時(shí)刷盒與類故障約占發(fā)電機(jī)故障的1/3;而轉(zhuǎn)子集電環(huán)、碳集電環(huán)間隙控制在3~4ml/1范圍。刷環(huán)火燒損事故則占勵(lì)磁系統(tǒng)故障的26%。因此,2.2事例二:環(huán)火事故保證集電環(huán)一碳刷裝置正常工作是減少發(fā)電機(jī)非正現(xiàn)象:2011年5月31日,東溪電站1號(hào)機(jī)組常停運(yùn)的一項(xiàng)重要措施。監(jiān)

2、控系統(tǒng)報(bào)“東溪電站1號(hào)機(jī)組無功最小值保護(hù)動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式采用靜止可控硅自并勵(lì)勵(lì)磁方作,無功增調(diào)節(jié)閉鎖”和“東溪電站1號(hào)機(jī)組無功式,勵(lì)磁電流的導(dǎo)入采用集電環(huán)加碳刷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。勵(lì)磁電流通過碳刷與隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的集電環(huán)的滑動(dòng)接測(cè)值波動(dòng)過大動(dòng)作,無功增調(diào)節(jié)退出”等簡報(bào)信觸,傳遞到轉(zhuǎn)子繞組上,這樣當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候就息,接著東溪1號(hào)機(jī)組立刻報(bào)后備保護(hù)(勵(lì)磁變過形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定子繞組,在定子繞組得到流保護(hù))動(dòng)作,常規(guī)回路事故停機(jī)?,F(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)東溪交流電動(dòng)勢(shì)。如果集電環(huán)與碳刷裝置出現(xiàn)故障時(shí),1號(hào)機(jī)組正極15個(gè)碳刷及刷盒燒毀,正極集電環(huán)就會(huì)影響勵(lì)磁系統(tǒng)的正常運(yùn)行,導(dǎo)致機(jī)組的異常運(yùn)表面被電弧嚴(yán)

3、重灼傷,負(fù)極集電環(huán)邊緣有明顯電弧行,所以保持集電環(huán)與碳刷裝置的健康運(yùn)行就顯得灼傷(見圖1)。測(cè)量東溪lG的定子和轉(zhuǎn)子的絕緣至關(guān)重要。分別為20MI2和2GO,定子轉(zhuǎn)子絕緣良好。2事例及原因分析對(duì)某電站4臺(tái)機(jī)組2011年5—9月總共5個(gè)月的碳刷故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì),檢查發(fā)現(xiàn)故障14次;其中溫度較高(高于60℃)6次,碳刷長度較短(接近碳刷長度1/3)4次,有碳粉堆積2次,有連續(xù)性火花5次,零星火花9次。2.1事例一:普通故障現(xiàn)象:2011年9月6日,運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)西溪電站1號(hào)機(jī)組正極1號(hào)碳刷溫度異常,高達(dá)85~E,并有連續(xù)火花現(xiàn)象。原因分析:檢查發(fā)現(xiàn)正極5個(gè)碳刷較短,個(gè)別刷盒與碳刷

4、間隙較大,集電環(huán)有輕微磨傷與起毛刺現(xiàn)象。收稿日期:2012—04—27作者簡介:林玉淇(1982一),男,工程師,主要從事水電圖1集電環(huán)灼傷站運(yùn)行維護(hù)工作。Email:jacket05@163.eom·79·運(yùn)行與維護(hù)SMALLHYDROPOWER2012№,TotalNo166原因分析:此次事故原因?yàn)閭€(gè)別碳刷接觸不響設(shè)備的運(yùn)行;建議同一設(shè)備使用統(tǒng)一牌號(hào)的良,跳火產(chǎn)生電弧,集電環(huán)灼蝕。電弧隨著集電環(huán)碳刷。旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生拉弧,高溫弧光導(dǎo)致鄰近碳刷發(fā)熱位置偏2)觀察是否有火花,發(fā)現(xiàn)零星火花需降負(fù)荷斜;跳火又產(chǎn)生拉弧,重復(fù)打火碳刷的惡化過程,才能運(yùn)行;火花如果較大建議停機(jī)檢修。電弧

5、越演越烈,碳刷惡化程度及數(shù)量不斷增加,最3)觀察碳刷裝置是否有跳動(dòng),先分析跳動(dòng)是終造成碳刷環(huán)火事故,形成強(qiáng)烈的電弧,導(dǎo)致正極由于碳刷傾斜(碳刷的正常安裝角度應(yīng)該保證在碳刷及刷架全部燒毀,集電環(huán)燒傷。強(qiáng)烈的弧光穿90。~93。之間)、集電環(huán)表面磨損、軸振動(dòng)還是偏心越集電環(huán)正負(fù)極,導(dǎo)致正負(fù)極發(fā)生間歇性弧光短引起,然后對(duì)癥下藥進(jìn)行進(jìn)一步處理。路,轉(zhuǎn)子電流突變、增大,導(dǎo)致勵(lì)磁變過流保護(hù)動(dòng)4)測(cè)量集電環(huán)和碳刷裝置的溫升情況,運(yùn)行作,機(jī)組電氣事故停機(jī)。情況下低于85qC、沒產(chǎn)生大波動(dòng)為正常,否則需處理:由于碳刷和集電環(huán)損毀較為嚴(yán)重,需全進(jìn)行檢查處理。部更換新件。5)檢查碳刷的磨損狀

6、況,當(dāng)磨損量接近2/32.3綜合分析時(shí)建議停機(jī)更換;新碳刷開始使用前應(yīng)進(jìn)行磨弧。1)由于通風(fēng)不良導(dǎo)致的發(fā)熱6)檢查碳刷盒、碳刷彈簧是否正常工作,碳通風(fēng)不良主要是因?yàn)槔鋮s風(fēng)道堵塞,集電環(huán)表刷有無壓實(shí)在滑環(huán)上、壓力是否均勻;由于接觸不面通風(fēng)溝、通風(fēng)孔堵塞、循環(huán)風(fēng)扇風(fēng)量下降等原均會(huì)使得碳刷間電流分配差異、導(dǎo)致發(fā)熱不均,需因,尤其是在運(yùn)行中集電環(huán)表面溫度過高時(shí),會(huì)導(dǎo)停機(jī)檢修。致碳刷磨損加劇,碳粉積聚增加,有可能會(huì)堵塞上7)停機(jī)時(shí)檢查碳刷在刷盒內(nèi)應(yīng)能上下自由移述集電環(huán)表面的散熱通道。動(dòng),其間隙應(yīng)符合產(chǎn)品規(guī)定(0.1~0.2mm)。2)由于接觸電阻過大或分布不均勻而產(chǎn)生的8)檢查刷

7、盒與集電環(huán)表面的間隙應(yīng)符合產(chǎn)品發(fā)熱要求(2—3min)。①碳刷與滑環(huán)表面接觸電阻、電刷與刷辮接觸9)檢查碳刷的連接狀況,碳刷及其接線等是電阻、刷辮與刷架引線接觸電阻過大;碳刷裝置中否緊固,有所松動(dòng)時(shí)必須停機(jī)加固后方可繼續(xù)各螺絲緊固不夠;碳刷接觸面存在油污污染。運(yùn)行。②碳刷壓力不均勻或不符合要求,可能有碳刷10)檢查附著在集電環(huán)和碳刷上的碳粉情況,過短、彈簧由于過熱變軟老化失去彈性等原因。碳粉過多會(huì)導(dǎo)致卡阻、影響散熱甚至有產(chǎn)生接地的③集電環(huán)與轉(zhuǎn)子引線接觸電阻過大,這種情況可能,需停機(jī)清理。應(yīng)對(duì)集電環(huán)與轉(zhuǎn)子引線間的緊固螺絲進(jìn)行加固。④碳刷材質(zhì)

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