水轮发电机组集电环温度过高原因分析与技改措施

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1、第35卷第1期四川电力技术Vo1．35，No．12012年2月SichuanElectricPowerTechnologyFeb．，2012水轮发电机组集电环温度过高原因分析及技改措施向春见，顾轩，李友安(四川圣达水电开发有限公司，四川乐山614900)摘要：针对大渡河沙湾电站水轮发电机组集电环及碳刷温度过高的具体原因展开分析，提出技改方案，对改善集电环的运行环境、保障机组的安全运行具有重要意义。关键词：水轮发电机；集电环；碳刷；发热；改进Abstract：Thespecificreasonsonoverheatingofcollectingtingsandcarbonbrushforw

2、ater—turbinegeneratorsetofShawanStationinDaduRiverareanalyzed，andthetechnicaltransformationmeasuresareproposed，whichplaysanimportantroleinimprovingtheoperatingenvironmentofcollectingringandensuringthesafeoperationofwater—turbinegeneratorset．Keywords：waterturbo—generator；collectingring；carbonbrush

3、；heating；modification中图分类号：TM307文献标志码：B文章编号：1003—6954(2012)01—0089—03接触电阻和散流电阻发热：Q=，2r(，为流过碳0引言刷的电流，r为接触电阻和散流电阻等效值)碳刷总体发热量为：Q=Q+Q+Q，+Q大渡河沙湾水电站水轮发电机组是东方电机有1．2集电环的发热量计算限公司生产的立轴半伞型结构的轴流转桨式机组，混集电环的发热由3部分组成：集电环自身电阻发凝土蜗壳，总装机容量为4×120MW。机组定子额热Q碳刷接触压降发热Q、碳刷热传导热量Q，，。定电压为1O．75kV，定子额定电流为5027A，励磁额集电环的总体发热量为：Q

4、=Q。+Q：+Q，，定电压为400V，励磁额定电流为1385A。集电环在集电环发热总量中，集电环自身电阻发热Q正、负极各18个横截面尺寸为25mm×32mm的摩所占比例甚小，可以忽略；所以集电环的发热由碳刷根NCC634碳刷。运行中经常出现集电环过热、碳刷的发热量决定，随着碳刷温度的整体变化，集电环温打火等现象，1号发电机组曾出现过集电环正负极短度随之将有不同程度的变化。路烧毁集电环和碳刷的事故。因此，为了保障供电的1．3集电环碳刷过热的原因可靠性、安全性对集电环进行技改势在必行。1．3．1集电环室通风不良沙湾水电站水轮发电机组集电环室闭塞，风道不1集电环碳刷过热的原因分析畅。集电环室在

5、一x方向开设了一个60cm×80cm的检修进入门，5个60cm×22cm的观察窗平均分1．1碳刷的发热量计算布在四周。由于观察窗面积太小，且窗门皆在关闭状碳刷的发热量由4部分组成：碳刷自身电阻发热态，没有风扇等辅助散热设备，室内外空气流道狭小，Q、碳刷接触压降发热Q、磨擦发热Q，、刷辫与碳刷空气流通不畅，集电环室内温度较高，严重影响集电接触电阻和散流电阻发热Q。环、碳刷散热。碳刷自身电阻发热：Q：R(，为流过碳刷的电1．3．2接触电阻过大或分布不均产生的发热流，为碳刷电阻)集电环和碳刷是通过相互滑动接触导通励磁电碳刷接触压降发热：Q=，aU(△为接触压流的，每个集电环上分布着18只碳刷，

6、由于接触电阻降)的不同，电流分配的差异，会导致发热不均匀，其原因磨擦发热：Q=Fv(F为碳刷压紧力，为碳刷与有：①碳刷与集电环表面接触电阻、碳刷与刷辫接触集电环的相对运动速度)电阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大，集电环与转子·89·第203512卷年第21月期四JII电力技术Vo1．35．No．1SichuanElectricPowerTechnologyFeb．，2012引线接触电阻过大。由于机组的振动，集电环与转子的引线固定螺栓，刷握固定螺栓容易松动，接触电阻2改进方案变大。②碳刷压力不均或不符合要求，弹簧由于过热变软、老化失去弹性等原因。集电环环面不同心，也通过对沙湾电站水轮发电机组

7、集电环、碳刷发热会造成碳刷压力不均。③个别碳刷材质不良、导电性原因的分析，根据现有的不足，提出如下整改方案。能差。④集电环及刷架表面附着有大量的碳粉。⑤2．1集电环的改造油雾的影响。油雾对因碳刷磨损而产生的碳粉的吸集电环的改造包括：①加宽集电环宽度。现有集附作用较大，容易产生油性碳粉污垢。有实验表明，电环宽度为40mm，将集电环宽度增加为80mm。增在松散干燥的状态下，石墨碳粉的绝缘电阻可达到大集电环的宽度可以提高集电环的散热性能，