三河电厂#2发电机冬季碳刷打火原因查找与处理

2018-01-02王占彬李毅刚

山东工业技术 2018年1期

关键词：三河火花发电机

周强,王占彬,李毅刚

（三河发电有限责任公司,河北三河 065201）

三河电厂#2发电机冬季碳刷打火原因查找与处理

周强,王占彬,李毅刚

（三河发电有限责任公司,河北三河 065201）

三河电厂#2发电机出现过集电环严重的电火花现象，结果导致集电环明显损伤。每次打火均进行了打蜡处理，并外置强制通风设备，这增加了机组安全运行的威胁。为永久解决这个问题，电气一次专业开展了引起火花的可能原因和解决方法的技术探讨。在研究持续产生这一现象的根源同时，于2015-2016年冬天，对#2机组采取了措施控制火花，与此同时，#1机组则任其自然，结果#2发电机滑环状况良好。

发电机；集电环；火花

1 概述

三河发电厂一期工程安装有2台350MW日本三菱发电机组，发电机由日本三菱公司制造，型号为MB-J，采用全氢冷却方式，即定子绕组、定子铁芯、转子氢内冷。自2000年投产至今，#2发电机就频繁发生过集电环产生火花现象，造成集电环损伤现象。

集电环用空气冷却，冷却空气取自汽机房12.5m。在进入集电环前，先经滤网过滤掉粉尘等杂质颗粒和异物。发电机转子轴头部位安装有风扇，驱动冷却空气，并将热空气通过集电环小间上部出风口排出。

集电环是由工具钢加工制作而成的，与电刷接触的表面开成螺线状槽以实现电刷与集电环的可靠接触；发电机每极碳刷为36个并列运行，共9列。发电机碳刷均为上海摩根 NCC634型碳刷，每个碳刷为天然石墨制成，碳刷的压力调整需工作人员手动进行。

2 #2发电机集电环运行状况

#2发电机从投产至今，每年冬季均会出现集电环电火花现象。且在打火的过程中，出现了滑环温度异常升高和滑环表面明显损伤现象。每次打火均进行了打蜡处理，并外置强制通风设备，这增加了机组安全运行的威胁。一旦通风设备在无人看守时间出现故障，将大大增加了滑环运行温度，并增加电火花的发生面积，且有产生环火的可能。

3 火花产生的根源分析

对集电环产生火花的原因，电气一次专业人员进行了运行参数查找。下面为影响集电环火花产生五个参数。

（1）滑环电流和电源电压；（2）每个电刷电流；（3）每个电刷温度和振动；（4）集电环小间内部湿度水平；（5）集电环圆度。

根据碳刷发生的特点，电气一次专业人员按照时间顺序编制了事件发生次序图（如图1）。

由于发电机运行参数除湿度外（全年），其它均未发生明显变化。且通过集电环的发生火花的次序图来看，环境湿度下降是集电环打火的诱因。

为确定诱因，电气一次专业人员传真联系日本三菱公司分析环境湿度的影响。得到回复为日本机组也出现同样的情况。通常情况下，滑环室内湿度低于相对湿度20%以下时，碳刷和滑环之间会产生微小的火花。放置不管的话，滑环表面可能会发生印痕。同时，电气一次专业人员传真联系上海摩根，确认他厂生产的碳刷运行湿度最低为20%。

由此确认，冬季环境湿度下降为本次集电环产生火花的主要原因。

4 集电环火花治理方法

为保证集电环不在冬季产生的电火花的最有效的方法就是控制湿度。而从目前#2发电机滑环小间的运行环境来看，能够保证滑环小间的湿度保持在合格标准以上的只有两个最直接有效的方法：（1）将室外空气引入到滑环小间内部（通过实际天气资料查询，冬季北京地区环境湿度为44%-47%。）；（2）添加工业加湿器。

由于添加工业加湿器，购置费用及水质要求都很高。且由于发电机滑环小间内部通风量较大，湿度大小不易控制（湿度探头的位置不易确定）。如果在机组正常运行状态下湿度过高并引起结露，很容易引起发电机转子部位发生接地故障。因此，为保证发电机安全稳定运行，电气一次专业人员决定将室外空气引入到滑环小间内部来提高发电机内部湿度。