吳 昊

（神華國(guó)華太倉發(fā)電機(jī)有限公司，江蘇太倉 215433）

1 概述

某公司7 號(hào)機(jī)系上海電氣電站設(shè)備有限公司上海發(fā)電機(jī)廠引進(jìn)美國(guó)西屋公司技術(shù)制造的QFSN-600-2 型水氫氫冷卻形式發(fā)電機(jī)，額定容量667 MVA，額定電壓20 kV，Y 結(jié)構(gòu)。7號(hào)發(fā)電機(jī)發(fā)現(xiàn)集電環(huán)溫度不均勻現(xiàn)象，于是開始了排查分析工作，通過對(duì)比8 號(hào)發(fā)電機(jī)集電環(huán)均流度，發(fā)現(xiàn)兩者偏差較大。最終通過調(diào)整和更換彈簧的方式，實(shí)現(xiàn)了平衡均流度的效果。

2 設(shè)備檢查情況

（1）發(fā)電機(jī)集電環(huán)風(fēng)扇及通風(fēng)情況。兩集電環(huán)配有1 個(gè)離心風(fēng)扇，提供足夠的冷卻風(fēng)量，帶走兩集電環(huán)、碳刷等產(chǎn)生的熱量。從檢查情況看，7 號(hào)發(fā)電機(jī)集電環(huán)進(jìn)風(fēng)溫度約34 ℃，出風(fēng)溫度約43 ℃，冷卻空氣清潔，無碳粉、塵沙、油漬水蒸汽等污粘物質(zhì)，冷卻風(fēng)溫及熱風(fēng)溫升均在正常范圍內(nèi)。

（2）發(fā)電機(jī)振動(dòng)情況。發(fā)電機(jī)軸系振動(dòng)情況較好，沒有超過規(guī)定報(bào)警值等現(xiàn)象。7 號(hào)發(fā)電機(jī)的8 號(hào)軸瓦水平、垂直振動(dòng)超出期望值80 μm，沒有超過報(bào)警值125 μm。9 號(hào)軸瓦水平振動(dòng)在期望值之間徘徊。

（3）勵(lì)磁電流定期測(cè)量情況。測(cè)量發(fā)電機(jī)軸電壓、軸瓦絕緣未發(fā)現(xiàn)異常，均在合格范圍內(nèi)。但每組刷握電流分布不是很均勻，7 號(hào)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁滑環(huán)刷握電流分布同8 號(hào)發(fā)電機(jī)集電環(huán)刷握電流分布相比離散度較大，7 號(hào)發(fā)電機(jī)正負(fù)滑環(huán)電流分布是：正滑環(huán)R2-2、G2-2、D2-2、E2-2 等4 個(gè)刷握流過的電流較小，R2-1、G2-1、D2-1、E2-1、H2-1、K2-1 等刷握流過的電流較大，負(fù)滑環(huán)除B2-1 刷握電流較小外，其余刷握均流度較好。8 號(hào)發(fā)電機(jī)正負(fù)滑環(huán)電流分布很均勻。

（4）紅外成像情況。7 號(hào)發(fā)電機(jī)集電環(huán)（正環(huán)）溫度分布不均勻，而且滑環(huán)表面溫度已接近120 ℃，碳刷和滑環(huán)接觸點(diǎn)甚至達(dá)到154 ℃，正環(huán)中間明顯有一條發(fā)熱痕跡，負(fù)環(huán)顏色相對(duì)比較均勻。

3 原因分析

（1）造成碳刷間電流分布不均勻的原因很多，例如，碳刷接觸面研磨不良，與集電環(huán)未完全接觸；碳刷壓力不均勻；碳刷接觸面不干凈；集電環(huán)表面凹凸不平；彈簧與碳刷間失去絕緣，彈簧因流過電流而發(fā)熱變軟，失去彈性；碳刷、銅辮和刷架間的連接松動(dòng)；碳刷在刷握內(nèi)搖擺或動(dòng)作卡澀；碳刷通流回路接觸電阻大，造成與其他碳刷的負(fù)荷分配不均勻；使用的碳刷品牌批次不符合要求等。

（2）7 號(hào)發(fā)電機(jī)集電環(huán)排除以上原因后，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，人為對(duì)個(gè)別碳刷進(jìn)行施加壓力，電流大小隨壓力變化而變化，說明彈簧壓力可以改變電流，通過調(diào)整或更換彈簧的方式可以實(shí)現(xiàn)平衡均流度的效果。碳刷的壓力是（200～300）g/cm2，各碳刷壓力應(yīng)均勻，差別應(yīng)＜10%。

（3）碳刷的品質(zhì)和批次很重要，盡量選用同批次、同品牌的碳刷。為了避免碳刷混用造成的危害，7 號(hào)機(jī)組運(yùn)行時(shí)利用晚間負(fù)荷低谷時(shí)進(jìn)行大面積碳刷更換工作。更換時(shí)，維護(hù)人員聯(lián)系好運(yùn)行人員，控制更換碳刷的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流在（1800～2000）A，碳刷更換前后集電環(huán)的溫度控制在100 ℃以內(nèi)。更換正極的一半碳刷，更換后經(jīng)過2 h，將新更換的刷握逐個(gè)拿出，將碳刷和滑環(huán)接觸面較光處用金相砂紙磨去一些，幫助碳刷和滑環(huán)盡快建立起良好的接觸面。在此期間，每30 min 檢查碳刷均流及集電環(huán)溫度。直至碳刷的均流和紅外熱像檢測(cè)情況皆正常后，聯(lián)系運(yùn)行人員取消該臺(tái)機(jī)組勵(lì)磁電流的控制，再觀察一段時(shí)間后方告完成。原因分析及處理方法，見表1。

表1 原因分析及處理方法

4 總結(jié)

為了防止發(fā)生集電環(huán)-電刷裝置的燒損事故，一方面需要在設(shè)備本身進(jìn)行改進(jìn)提高，提高設(shè)備的本身質(zhì)量。另一方面就是要加強(qiáng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)與管理，進(jìn)而避免更大的運(yùn)行事故的發(fā)生。