灯泡贯流式水电站励磁系统问题分析及处理方法.doc

灯泡贯流式水电站励磁系统问题分析及处理方法 ?灯泡贯流式水电站励磁系统问题分析及处理方法 1、技术优势 a. 流道型式好、尺寸小。 b. 能量参数大、效率高。 c. 机组尺寸小、重量轻。 d. 运行性能好、适用范围大。 2、经济优势 a) 土建工程量少、投资省。 b) 灯泡贯流式机组属低水头机型,投建后移民少。 c) 灯泡贯流式机组属径流式电站，有利于生态的发展。 三龙水电站装有灯泡贯流式水轮发电机组2台，励磁方式为静止可控硅自并励。集电环、炭刷架位于灯泡头，其中有一台机组励磁系统发生严重事故，两组励磁功率柜可控硅快熔保险熔断，机组紧急事故停机。 事故发生后对机组的整个励磁系统进行了检查，发现两组整流柜内各分别烧毁了两个可控硅，在灭磁开关出线端测量转子绕组(带励磁电缆)对地绝缘为零。进入到灯泡头内检查，发现转子集电环正负极表面遍布放电烧蚀的凹坑，目测个别位置可深达0.5mm以上；部分碳刷烧毁，刷握、弹簧等有不同程度的损伤；集电环至转子绕组引线之间的导电铜棒外绝缘套管部分严重烧焦，有的位置完全剥落，两根导电铜棒也被烧熔了部分；大轴上缠绕的Φ2玻璃丝绳也被烧黑。 根据对集电环周围设备的检查情况，可以判断出现问题主要是由于以下原因造成的。 2.1油雾影响 在集电环及碳刷架各导电及绝缘部分，发现有大量的油污，在灯泡头底部，也有许多积油。检查桨叶操作油管、受油器法兰等部分有渗漏油现象。因此可以断定，操作油管、受油器的渗漏油漏至灯泡头底部后，在运行中机组的发热量等因素影响下，挥发到空气中，形成油雾，并沾附在集电环、碳刷架的导电和绝缘部分，在运行中很难除去，而且越沾越多。同时，也有一部分渗漏油沿着管壁等流到集电环及碳刷架上。 2.2炭粉影响 在正常运行时，碳刷和集电环之间会形成一道均匀、适度、稳定的氧化膜，这也是电机正常运行的个重要指标。但是在油污的作用下，这道氧化膜很容易就被破坏，接触电阻增大，同时由于集电环表面光洁度欠佳，碳刷与集电环在运动摩擦的情况下，磨损较大，碳刷磨出来的碳粉四处飞洒，碰到沾在集电环及碳刷架上的透平油后就很难甩去，因此就越来越多，最终在集电环、碳刷架及机座、大轴之间沿绝缘套筒表面形成导电通路，造成短路事故，将可控硅等励磁系统设备烧坏。 同时，由于巨大的短路电流的影响，在碳刷和集电环之间产生严重火花及放电飞弧，从而严重烧坏集电环工作表面及其他部件，直接导致刷握、绝缘套管、导电铜棒等烧熔烧坏。 4.1集电环修复 集电环的处理是修复工作中最影响直线工期的工作。由于灯泡贯流式机组结构比较复杂，其集电环结构是套筒式集电环，若按照常规的处理办法，就需要先拆卸桨叶操作油管、受油器等，再将集电环拔出，在车床上加工以保证加工精度，满足有关技术要求。但是这种处理办法工作量相当大，所需时间也长，当时正值发电的黄金季节，在经济上将会造成巨大损失，对电网运行也有不利影响，同时，集电环和大轴之间的绝缘套也比较薄，单边只有3mm，在拔出过程中也容易损坏，在当地加工缺乏材料和技术，向厂家订购则时间过久。因此，经过综合考虑，决定采取现场修复的办法来处理，处理工艺如下： (1)在集电环罩上根据C6146A普通车床刀架的安装尺寸，用L40角钢和12mm钢板加工焊接安装支架，将C6146A车床刀架安装于支架上面。将机组开启空转，在额定转速(107.1r/min)下车削加工。由于集电环外径为Φ800mm，根据计算，车削速度稍高，而由于存在水力振动的因素，刀架和集电环之间相对振动较大，并且集电环摆度较大，所以进给量也相应地要少一些，基本控制在0.1mm左右，切削液采用手工加注，直至集电环表面伤痕全部车完。 (2)以400号水砂纸包裹在油石外面，装在刀架上，同样在空转状态下对集电环工作表面进行打磨作为粗磨工序。 (3)粗磨完毕后，继续让机组空转，用油石直接对集电环工作表面进行精磨。 (4)由于现场条件所限，缺少表面粗糙度对比块等量具，故以目测和触摸的办法鉴别其表面粗糙度，通过与其他已知加工件表面粗糙度的对比，感觉应不低于Ra1.6μm。 (5)加工完成后，盘车检查集电环工作表面摆度值，由于是采用现场车削的办法，相对消除了机组集电环轴轴线偏斜的影响，因此最大摆度达到了0.1mm，比原来的摆度值0.2mm好了许多。 4．2可控硅更换 出于均压、均流的考虑，两组整流柜可控硅须全部更换，并经监测各项参数后配套使用。更换后进行小电流模拟试验，检查触发角度、输出波形正常。 4．3导电及绝缘部件处理 将两条部分烧熔的与集电环连接的导电螺杆磨开焊口后拆除，