设备优化改造
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发电机滑环及碳刷运行状态可视化研究
华润电力焦作有限公司,李军虎、白志刚
摘要:实现碳刷电流在线监测以后解决了运行和检修人员就地测量费时费力,测量存在主观性,降低了人员测量
时的危险几率。强大的信息统计功能,记录碳刷的报警值,每个碳刷都存有电流历史曲线,可自动生成全部碳刷的均流
度分析报告,极大的方便技术人员对碳刷运行状况的整体把握和分析。
关键词:发电机;碳刷;电流;温度;可视化;记录
随着电力设备可靠性和技术水平的提高,发电
机组容量越来越大,发电机励磁系统容量也同步增
大。在以往的机组运行中发电机滑环过热,励磁电
流分布不均衡经常困扰设备管理和维护人员,因此
各个发电集团分别制定了严格的碳刷维护制度,其
中定期测量碳刷电流,对滑环和碳刷红外成像拍照
是目前运用较多也比较可靠的监测手段,但是近几
年仍在不同地区和公司出现碳刷打火,甚至发生环
火现象,严重情况能够导致烧毁滑环或者励磁小轴。
轻则导致机组非停,重则导致重要设备损坏。
碳刷和滑环靠滑动接触进行电流传导,双方同
时受到摩擦和电流热效应发热,所以滑环温度和碳
刷电流就是非常重的监视数据。理想情况下每个碳
刷电流相对平衡,但是现场运行环境往往存在油雾、
散热不良、振动等各种不利因素,导致碳刷电流差
异大,一旦几块碳刷由于油膜、卡涩等原因导致接
触不良,那么其他碳刷将分担更多电流,此时极易
造成个别碳刷过热打火,所以对滑环温度和碳刷电
流的监视显得尤为重要。
当前机组容量普遍增加,发电机励磁电流从几
百安到数千安不等,碳刷数量也随之增多。维护人
员日常测量工作量大、易出错,测量数值根据人员
技术水平和测量方法不同差异大,机组负荷和环境
温度等因素对测量结果影响大,不易做横向和纵向
比较,裂化分析效果不明显。由于励磁电流是直流
电流,无法用传统的电流互感器对碳刷电流监视,
所以利用霍尔元件来解决这个问题。霍尔元件是应
用霍尔效应的半导体。
所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、
半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。
由于通电导线周围存在磁场,其大小和导线中的电
流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可
确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成
霍尔电流传感器。其优点是不和被测电路发生电接
触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特
别适合于大电流传感。利用霍尔元件监测碳刷电流,
信号传至后台主机,最终实现电流可视化、可记录、
可追溯、可分析。
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