大型水电站集电环装置的优化改进方案简

2017 年 2 期 2017 2 水电与新能源总第 152 期：10．13622/j．cnki．cn42－1800/tv．1671－3354．2017．02．013 收稿日期：2016－11－14 作者简介：范江燕，女，工程师，从事机电工程技术管理工作。 大型水电站集电环装置优化改进方案范江燕，王伟（中国三峡集团机电工程局，四川成都）摘要：某大型水电站机组运行后，存在集电环装置温度高、碳刷接触面打火等问题，直接威胁机组的安全稳定运行。通过对集电环装置进行改进优化，妥善解决了问题，取得了良好的效果。关键词：大型化；滑环；电刷；引言发电机滑环是转子线圈的接线端子，它通过碳刷与滑环的接触把励磁系统的直流电能传送给转子励磁。

集电环装置是大型水轮发电机组所有技术中比较容易使用，但却常常成为机组安全运行的制约因素。许多机组投入运行后，相继出现集电环严重过热、碳刷频繁打火等问题，甚至发生停机事故[1]，严重危及机组的安全运行。某大型电站机组自投运以来，4台机组的集电环装置普遍存在滑环装置温度高、碳刷接触面打火、碳粉堆积等问题。在汛期机组高负荷运行过程中，集电环运行温度在150℃～170℃范围内，碳刷最高温度记录为346℃(某机组性能试验延迟相热稳定试验时)，远远超出了碳刷100℃的允许温度。针对以上问题，对该型号机组集电环装置进行了优化改造。2 集电环装置优化的原因2.1碳刷额定电流密度超过允许电流密度集电环装置的碳刷均采用E468生产，生产厂家给出的允许电流密度为：5.5～11A/cm2。经计算，改进前该机组集电环装置碳刷在额定条件下的实际电流密度为13.7A/cm2，远远超出了碳刷的允许电流密度。因此，碳刷出现打火、局部高温等缺陷主要是由于碳刷电流密度过大造成的。2.2碳粉收集效果差机组碳粉收集装置受风机功率低、密封效果不理想等因素影响，密封罩内形成的负压不足以将碳粉吸出，碳粉收集效果差。由于碳粉收集装置运行不良，大部分碳粉散落在刷握下环和导环上，降低了刷握下环与导环之间的绝缘水平，甚至直接击穿，改变了电流通路。4 4