發電機集電裝置及除塵裝置改造分析

所屬分類：電子論文閱讀次時間：2020-03-25 12:10

本文摘要：0引言發電機碳刷溫度異常偏高，是發電機運行過程中較為常見的異常情況，碳刷打火現象是碳刷長時間高溫運行造成的破壞性較強的異�，F象。因碳刷是將電流從固定件輸送至轉動件的必備一環，碳刷的運行溫度直接關系到發電機的安全、穩定運行。引起碳刷運行溫度

　　0引言

　　發電機碳刷溫度異常偏高，是發電機運行過程中較為常見的異常情況，碳刷打火現象是碳刷長時間高溫運行造成的破壞性較強的異�，F象。因碳刷是將電流從固定件輸送至轉動件的必備一環，碳刷的運行溫度直接關系到發電機的安全、穩定運行。引起碳刷運行溫度偏高的原因較多，但最重要的原因是單個碳刷的電流密度過大導致。某水電站集電裝置采用的碳刷為摩根系列，單級碳刷的個數為30個。經運行實踐發現，碳刷的運行溫度一般為110℃，比碳刷運行的正常溫度90℃有較大差距。經討論，對集電裝置進行優化、改造，將個數由30個增加到33個。對集電裝置的碳刷進行新增改造后，集電環碳刷運行溫度略有降低，效果不佳。

水電站設計

　　1異�，F象及現場檢查

　　2016—2017年，利用紅外成像技術檢測發現，發電機集電環碳刷運行溫度整體持續上升，大部分碳刷的溫度上升至120℃，主要分布在碳刷的刷辮處;部分碳刷的局部溫度高達180℃，且存在輕微打火現象。某水電站利用機組短暫停機機會，對發電機碳刷進行了詳細檢查。檢查發現滑環表面存在堅硬的凸點，分布范圍與存在打火現象的碳刷分布區域一致;檢查發現高溫碳刷的刷辮已失去表面光澤，呈黑灰色。檢查發現高溫碳刷表面凹凸不平，特別是存在打火現象的碳刷，表面有明顯的劃痕;檢查發現滑環螺旋形通風槽、集塵罩內有大量殘余碳粉，且滑環通風槽無導角。

　　2分析及處理方案

　　由于碳刷表面為平面，滑環表面為曲面，兩者最開始接觸為線接觸方式，而不是接觸最佳的面接觸形式;導致更換后的碳刷與滑環接觸不良，分流效果不佳，進而導致原碳刷承擔了較多的電流，發熱嚴重。長時間運行時，導致了部分碳刷運行溫度偏高的不良運行狀況。結合歷年碳刷測溫數據和現場檢查情況分析。碳刷溫度異常偏高的根本原因為碳刷數量偏少，余量欠缺;同時經過長時間運行，滑環表面形成了少量堅硬附著物對碳刷溫度異常偏高也起到了推波助瀾的作用;此外，原除塵裝置為布袋吸附集塵方式，定期清掃時無法徹底清潔，導致除塵裝置效率下降，滑環通風槽缺少導角導致碳粉溢出不佳，也對碳刷溫度異常偏高造成了一定影響。

　　因原集電裝置缺少新增碳刷的安裝位置;原除塵裝置的管路為兩條對稱布置，不利于多點集塵;滑環表面清理及通風槽處理需整體移除集電裝置。采取整體更換集電裝置和除塵裝置的方式來徹底解決碳刷溫度異常偏高問題。經過計算和碳刷分布位置的設計優化，擬將發電機單級碳刷的個數由原有的33個增加為43個，將發電機碳刷底座由水平放置方式修改為豎直放置方式，便于有效增加空間。通過比對，綜合考慮除塵效果、方便維護要求，擬將除塵裝置由原有的布袋吸附集塵方式更換為濾網吸附集塵方式，將除塵裝置的管路由兩條對稱布置方式更換為六條支管對稱分布、三條一組匯入一條總管的方式，且適當擴大了總管直徑，確保除塵效果。

　　3處理實施及效果

　　機組檢修期間，某水電站組織實施了發電機集電裝置、除塵裝置改造。將舊集電裝置整體拆除并更換為新集電裝置，按滑環尺寸制作了同等曲度的碳刷研磨裝置，使用砂紙在碳刷研磨裝置上對碳刷表面進行處理，確保碳刷表面彎曲度與滑環一致，最大限度地保障流過各碳刷的電流基本一致，避免碳刷分流不均導致的個別碳刷溫度異常偏高現象。將舊除塵裝置及管路整體拆除并更換為新除塵裝置及管路，按處理方案安裝新除塵管路，確保三管合一的水平管路水平度，避免碳粉在某一點堆積弱化除塵效果的現象。

　　使用三角銼等工具對滑環通風槽進行打磨，確保通風槽表面形成45°的導角，將原有的通風槽溢出點由原有的90°增大到135°，確保碳粉溢出順暢。使用磨石對滑環表面進行打磨處理，徹底清除滑環表面的堅硬附著物，保持滑環表面的潔凈。改造完成后，在發電機滿負荷下，利用紅外成像技術對集電環碳刷改造后運行溫度進行監測。監測結果顯示在發電機滿負荷下，發電機集電環碳刷運行溫度較改造前有明顯降低，平均運行溫度降低至85℃左右，滿足發電機運行要求。

　　4結語

　　本文對某水電站發電機碳刷溫度異常偏高現象進行了介紹。針對發電機集電環碳刷運行溫度高，部分碳刷位置出現打火等異�，F象，根據發電機集電環結構、除塵裝置結構、滑環表面檢查情況，采取針對性措施，發電機碳刷出現溫度異常偏高的情況特別是整體偏高的情況時，應適當增加碳刷個數。同時，結合現有除塵設備的運行情況，對其進行優化，確保除塵效果。如果出現個別碳刷打火現象，在更換碳刷時，必須對滑環表面進行檢查、處理，保持滑環表面的光潔度。

　　相關論文投稿刊物：《水電站設計》(季刊)創刊于1985年，由國家電力公司成都勘測設計研究院主辦。本刊辦刊宗旨：貫徹理論和實際相結合的方針，結合工程實踐，總結交流經驗，促進技術進步，提高大中型水電站的設計、科研和建設水平，推動我國水電事業的不斷發展。主要讀者對象為從事水電工程規劃、勘測、設計、施工、管理、監理、科研、試驗研究、水利水電環境及與水電相關學科的工程技術人員、大專院校師生。