摘　要: 發(fā)電機(jī)運(yùn)行中滑環(huán)冒火是常見的故障之一,若不及時(shí)消除,可導(dǎo)致發(fā)電機(jī)滑環(huán)冒火形成環(huán)火,對(duì)發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行造成直接威脅,嚴(yán)重時(shí)將被迫停機(jī)。緊急停機(jī)不僅影響企業(yè)連續(xù)生產(chǎn),而且對(duì)發(fā)電機(jī)本身也將產(chǎn)生重大危害。作者對(duì)本廠發(fā)生的幾次較大的環(huán)火造成停機(jī)事故的原因進(jìn)行分析,得出產(chǎn)生環(huán)火的幾個(gè)主要原因。

關(guān)鍵詞　發(fā)電機(jī)　碳刷　備用電源　電氣接地

1 　發(fā)電機(jī)滑環(huán)冒火的問題

發(fā)電機(jī)運(yùn)行中滑環(huán)冒火是常見的故障之一,若不及時(shí)消除,可導(dǎo)致發(fā)電機(jī)滑環(huán)冒火形成環(huán)火,對(duì)發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行造成直接威脅,嚴(yán)重時(shí)將被迫停機(jī)。緊急停機(jī)不僅影響企業(yè)連續(xù)生產(chǎn),而且對(duì)發(fā)電機(jī)本身也將產(chǎn)生重大危害。

1. 1 　故障原因分析

作者對(duì)本廠發(fā)生的幾次較大的環(huán)火造成停機(jī)事故的原因進(jìn)行分析,得出產(chǎn)生環(huán)火的幾個(gè)主要原因。

1. 1. 1 　在機(jī)組運(yùn)行中,雖然使用同一壓簧、碳刷,但由于壓簧的壓力不同,使用時(shí)間長(zhǎng)短不一樣,出廠質(zhì)量有差別,使得碳刷與滑環(huán)間的接觸點(diǎn)電阻不一樣,使得同極滑環(huán)上不同碳刷間電流不均,部分碳刷電流太大,造成壓簧嚴(yán)重受損變形,產(chǎn)生火花。

1. 1. 2 　碳刷型號(hào)雖然相同 ,但由于存在阻值上的差異,同極滑環(huán)上碳刷間電流分配不均,個(gè)別碳刷通流偏大,壓簧發(fā)熱變形,壓力減小,產(chǎn)生火花。

1. 1. 3 　由于運(yùn)行人員巡檢時(shí)間間隔較長(zhǎng)或走馬觀花,未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)部分碳刷嚴(yán)重過熱情況,也是造成發(fā)電機(jī)滑環(huán)冒火的原因之一。

1. 2 　對(duì)策

1. 2. 1 　將發(fā)電機(jī)滑環(huán)上的所有壓簧全部更換為同一型號(hào)的壓簧,并且根據(jù)機(jī)組檢修情況測(cè)試其壓力。

1. 2. 2 　運(yùn)行各班每小時(shí)必須對(duì)發(fā)電機(jī)滑環(huán)、碳刷、壓簧進(jìn)行一次全面、系統(tǒng)地檢查。

1. 2. 3 . 發(fā)電機(jī)碳刷長(zhǎng)度不能小于新碳刷長(zhǎng)度的2/ 3 ,如發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)度不足,必須立即更換。

1. 2. 4 　新碳刷必須測(cè)定其電阻值,更換時(shí)同一極滑環(huán)上碳刷必須使用同一電阻值的碳刷。

1. 2. 5 　新碳刷必須研磨,以保證碳刷與滑環(huán)表面接觸面積達(dá)70 %以上,且在刷握范圍內(nèi)能上下靈活運(yùn)動(dòng),無卡澀現(xiàn)象。

1. 2. 6 　部分電廠已采用恒力矩電刷裝置,運(yùn)行狀況非常好,建議采用。

1. 2. 7 　運(yùn)行主控室應(yīng)配置足夠的碳刷,每個(gè)碳刷應(yīng)標(biāo)明電阻值,勵(lì)磁機(jī)碳刷電阻值為(0. 001 5 ±0. 000 3)Ω ,發(fā)電機(jī)碳刷電阻值為(0. 002 1 ±0. 000 3)Ω。

2 　高壓廠用備用電源自動(dòng)切換問題

高壓電源自動(dòng)切換(備用電源自動(dòng)投入) 有2 種方式: ①　無時(shí)限快速切換; ②　低電壓閉鎖限時(shí)切換(即慢速切換) 。

2. 1 　高壓廠用電動(dòng)機(jī)在備用電源投入時(shí)所承受的電壓分析

在高壓廠用電源因某種原因跳閘后,該段母線上所有電動(dòng)機(jī)將減速運(yùn)行,由于電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)作用,在母線上產(chǎn)生殘壓。該殘壓將隨時(shí)間而衰減,并且和系統(tǒng)的相位差隨時(shí)間而變化,如圖1 所示。

Ud —母線上的殘壓;Us —電源電壓; Xs —電源的等值電抗;

Xm —母線上電動(dòng)機(jī)組和低壓負(fù)載的等值電抗;ΔU —Ud 與Us 的向量差

圖1 　高壓廠用電源跳閘后的電壓分析

電源切換后,高壓廠用電動(dòng)機(jī)上承受的電壓Um =ΔU·Xm/ ( Xs + Xm) ,令K = Xm/ ( Xs + Xm) ,則Um = KΔU。

2. 1. 1 　當(dāng)實(shí)現(xiàn)備用電源切換到母線上時(shí),電動(dòng)機(jī)上將突加一個(gè)電壓KΔU ,如ΔU 過大,會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)造成很大的沖擊電流,切換時(shí)間愈短,ΔU 愈小。設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定,當(dāng)K = 0. 67 時(shí),在0. 3 s 內(nèi)切換是安全的。

2. 1. 2 　θ角隨時(shí)間的變化主要和母線上所帶大型電動(dòng)機(jī)的容量及特性有關(guān)。對(duì)于不同容量的發(fā)電機(jī)組,θ角隨時(shí)間的變化不一樣,就是同容量發(fā)電機(jī)組也因所選主要輔機(jī)的不同而不同。

2. 1. 3 　θ角在120°～140°時(shí)切換最危險(xiǎn)。這時(shí)電動(dòng)機(jī)承受的沖擊電壓最大,可能造成電動(dòng)機(jī)的損壞、損傷或過流保護(hù)動(dòng)作跳閘。

2. 1. 4 　如切換時(shí)間過長(zhǎng),一方面機(jī)組輔機(jī)轉(zhuǎn)速降低過多,造成鍋爐運(yùn)行工況變壞;另一方面,母線殘壓過低,切換后電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)困難,可能造成機(jī)組較大的擾動(dòng)甚至停運(yùn)。

2. 2 　快速切換存在的問題

根據(jù)機(jī)組所選用輔機(jī)的電動(dòng)機(jī)情況,有的機(jī)組的高壓廠用電源切換設(shè)計(jì)為無時(shí)限切換。由于所選用的斷路器是國產(chǎn)少油式開關(guān),其合閘時(shí)間在0. 2 s 左右,再加上繼電器動(dòng)作時(shí)間,切換時(shí)間將長(zhǎng)達(dá)0. 3 s ,所以切換是不安全的。已投入運(yùn)行的電廠是這種切換方式的,應(yīng)盡快將高壓廠用母線上電源開關(guān)更換為合閘速度快的真空斷路器或SFG 斷路器(其合閘時(shí)間是0. 08 s～0. 10 s) ,這樣切換才比較安全。有的進(jìn)口機(jī)組將快速切換限定在150 ms 以內(nèi),如果切換失敗自動(dòng)轉(zhuǎn)換成慢速切換,這種設(shè)計(jì)更為合理。

2. 3 　慢速切換存在的問題

國產(chǎn)機(jī)組高壓廠用電源自動(dòng)切換采用慢速切換的也不少,設(shè)計(jì)采用低電壓檢定加時(shí)間閉鎖的切換方式,即切換條件為: ①　母線電壓低于某值才允許切換; ②　切換限定在某整定時(shí)間內(nèi)完成。問題是低電壓檢定繼電器和時(shí)間閉鎖繼電器如何整定才能既保證切換一次成功,又保證高壓廠用電動(dòng)機(jī)在切換中不受到過電壓沖擊,并在電動(dòng)機(jī)允許承受的電壓下實(shí)現(xiàn)盡快切換。

低電壓檢定繼電器的整定必須考慮最壞情況,即系統(tǒng)電壓和廠用母線殘壓正好反相時(shí)切換。如果備用電源切換瞬間,系統(tǒng)電壓在高壓廠用變壓器上的壓降約30 V ,為保證切換時(shí)加在母線上高壓廠用電動(dòng)機(jī)的電壓不超過1. 1 Ue ,并考慮到低電壓檢定繼電器接點(diǎn)閉合到備用電源合閘的短暫時(shí)間內(nèi),廠用母線電壓仍在降低,低電壓廠用繼電器的整定值可整定為45 V ,但一般不應(yīng)大于45 V。

時(shí)間閉鎖繼電器的整定,既要保證在整定時(shí)間內(nèi)能可靠完成切換,又不能使整定時(shí)間過長(zhǎng),以致可能造成在過低電壓下切換,使廠用電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。

正確的整定值最好通過試驗(yàn)確定,如錄制機(jī)組在正常運(yùn)行方式下高壓廠用電源跳閘時(shí)廠用母線殘壓隨時(shí)間變化的曲線,以求得在某一低電壓檢定繼電器的整定值下閉鎖時(shí)間繼電器的整定值。

值得注意的是,不少國產(chǎn)機(jī)組在啟動(dòng)試驗(yàn)時(shí),并未做過細(xì)的工作求得低電壓檢定繼電器和時(shí)間閉鎖繼電器合理的整定值,有的甚至只做靜態(tài)下廠用電源切換試驗(yàn),不做機(jī)組正常運(yùn)行方式下的切換試驗(yàn)。這樣,一是不能保證機(jī)組運(yùn)行中高壓廠用備用電源自動(dòng)投入裝置自動(dòng)切換成功,二是即使切換成功,廠用電動(dòng)機(jī)在切換過程中可能受過電壓的沖擊,影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命,或者是切換時(shí)間過長(zhǎng),使機(jī)組運(yùn)行工況受到較大擾動(dòng)。

3 　低壓系統(tǒng)備用電源自動(dòng)投入裝置的問題

新近投產(chǎn)的電廠,低壓系統(tǒng)的進(jìn)線開關(guān)大都采用上海人民電器廠生產(chǎn)的ME 系列萬能式斷路器。此種開關(guān)性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理,但作為進(jìn)線開關(guān),由于開關(guān)本身裝有瞬時(shí)過電流脫扣器,動(dòng)作時(shí)間≤30 ms ,從而跟低壓系統(tǒng)變壓器保護(hù)不相匹配,造成低壓系統(tǒng)保護(hù)整體無選擇性,低壓系統(tǒng)備用電源自動(dòng)投入裝置切換不成功,擴(kuò)大停電范圍。熱電廠,由于此種原因造成全廠停電多次。所以,用ME 做低壓系統(tǒng)進(jìn)線開關(guān)時(shí),其本體保護(hù)必須取掉。

4 　電氣接地問題

電氣接地是電力系統(tǒng)保證設(shè)備和人身安全的重要措施。我國電力系統(tǒng)的接地方式一般用鋼材作為接地材料。接地體的連線和接地引下線一般采用40 mm ×4 mm 的扁鋼,有的接地引下線甚至采用25 mm×4 mm的扁鋼。由于設(shè)計(jì)未考慮鋼接地體的腐蝕因素,致使運(yùn)行中的發(fā)電廠因接地線的嚴(yán)重銹蝕造成嚴(yán)重的事故。為了提高接地系統(tǒng)的可靠性,應(yīng)該從設(shè)計(jì)上就考慮各種腐蝕因素對(duì)接地體的影響,用加大接地鋼材的面積或采取一定的防腐措施以保證接地系統(tǒng)的使用壽命。對(duì)已經(jīng)運(yùn)行的電氣裝置,必須定期檢查接地系統(tǒng)的銹蝕情況。只靠測(cè)量接地引下線的接地電阻并不可靠,因?yàn)楫?dāng)引下線尚未銹斷時(shí),所測(cè)的接地電阻可能是合格的,而當(dāng)通過很大的接地電流時(shí)就可能被熔斷,所以必須挖開地面,用敲打的方式檢查接地體的銹蝕情況。

5 結(jié)語

發(fā)電機(jī)滑環(huán)冒火,高、低壓備用電源能否安全可靠投運(yùn),電氣接地網(wǎng)接地電阻是否符合標(biāo)準(zhǔn),是影響發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的3 個(gè)重要問題。主要論述了發(fā)電機(jī)滑環(huán)冒火的原因及防治辦法,造成高、低壓備用電源自動(dòng)投入裝置不能安全自動(dòng)投運(yùn)的原因及處理方法,電氣接地網(wǎng)的檢查及維護(hù)等問題。根據(jù)以上事故發(fā)生的正確分析在事故發(fā)生時(shí)實(shí)踐處理中,有效的證明了方法可靠可用,能給同行者一個(gè)有力的借簽。

---

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來自：http://www.jinnzone.com/dianlilw/17347.html