燈泡貫流式水輪發電機組集電環磨損分析處理

祝初等

燈泡貫流式水輪發電機組集電環磨損分析處理

祝初等

（江西贛能股份有限公司抱子石水電廠，江西 九江 332400）

通過探討分析水輪發電機組碳刷架距集電環間隙、碳刷握距集電環間隙的測量數據，對間隙進行相應調整，

并對調整前后的數據進行分析。調整后的安全性和經濟效益都有明顯的提高。

集電環；碳刷握；碳刷架；間隙

1　概況

抱子石水電站位于江西省修水縣四都鎮六都村，壩址距縣城、南昌和九江分別約14.5km、255km 和194km，交通較為便利。它是修河干流開發10個梯級電站中的第6個，是一座“無人值班、少人值守”的現代化水電廠，自動化程度較高，具有日調節性能兼有調峰任務的低水頭引水式中型水電站。裝有2 臺20MW的燈炮貫流式機組，多年平均發電量12 775萬kW·h，年利用小時數3194h。

2　現狀

發電廠集電環的安全運行直接影響到機組的安全穩定運行。抱子石水電廠曾在2008年11月因為集電環運行不穩定，集電環及碳刷嚴重損壞導致1號機組非計劃停運（見圖1）。并在每次對集電環檢查時，發現集電環磨損非常嚴重，2臺機組的集電環都因為磨損嚴重而進行過更換或返廠加工。為徹底解決這一嚴重影響我廠機組安全運行的隱患，電廠技術人員通過對碳刷、碳刷握、碳刷架與集電環間隙的數據測量，最終找到了影響集電環安全運行的原因。并進行了相應調整，取得了較好的效果。

圖1　集電環磨損圖

3　調整與處理

3.1調整前的數據

（1）1號機組碳刷握下邊沿距集電環的距離

正極：上最小5mm，下最大9mm；

負極：上最小5mm，下最大10mm。

（2）1號機組碳刷架距集電環的間隙

正極：上：6mm，中：9mm，下：18mm；

負極：上：3mm，中：13mm，下：21mm。

（3）2號機組碳刷握下邊沿距集電環的距離

正極：上最大9mm，下最小：5mm；

負極：上最大10mm，下最小6mm。

（4）2號機組碳刷架距集電環的間隙

正極：上：18mm，中：15mm，下：4mm；

負極：上：16mm，中：7mm，下：3mm。

3.2數據分析

根據上述數據可以得出以下結論：

（1）碳刷架距集電環的距離不均勻，嚴重影響集電環的安全運行，這是導致集電環磨損的重要原因；

（2）部分碳刷握位置沒有調整到與集電環相對垂直位置，影響碳刷的使用壽命。

我們結合上述分析、廠家圖紙要求及現場情況，綜合考慮了以下幾點：

（1）集電環位置隨機組大軸，不宜調整；

（2）左、右碳刷架座均為三面連接固定，連接螺絲多達50～60個，再加上工作現場條件的限制，調整起來難度很大，不到萬不得已，不考慮調整；

（3）在現有集電環、碳刷架座不作調整的情況下，如碳刷架不調整，只調碳刷握，無法滿足廠家圖紙要求的每個碳刷握下邊沿與滑環3～5mm的技術要求；

（4）碳刷架與集電環不同心，可能造成碳刷的刷握恒壓彈簧壓力與集電環不垂直，每個碳刷的受力不均勻。

經上面分析，最好調整碳刷架，但調整碳刷架應考慮以下問題：

（1）碳刷架與集電環同心；

（2）以集電環中心為準，調整碳刷架與碳刷架座的三個連接螺栓。碳刷架與集電環的間隙調整范圍約為3～15mm，調整范圍較大；

（3）調整合適的碳刷架與集電環間隙，以滿足廠家圖紙要求的每個碳刷握下邊沿與集電環3～5mm的技術要求。

4　調整后效果

根據上述的分析，我們利用電廠2臺機組C級檢修期間對碳刷架及碳刷握進行了調整（調整后的數據見表1～4）。經過近年來的運行，集電環及碳刷運行效果很好，沒有出現以前的集電環磨損嚴重及碳刷磨損不均勻的現象，為我廠機組的安全穩定運行打下了良好的基礎，也創造了非常好的經濟效益。

表1　1號機組碳刷架距集電環調整前、后數值

表2　1號機組碳刷握距集電環調整后數值

表3　2號機組碳刷架距集電環調整前、后數值

表42　號機組碳刷握距集電環調整后數值

TM312

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1672-5387（2016）08-0095-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.08.029

2016-06-29

祝初等（1975-），男，助理工程師，從事發電廠及電力系統的檢修維護管理工作。