水轮发电机滑环磨损故障原因分析及处理
水轮机运行中的故障分析及处理措施

水轮机运行中的故障分析及处理措施水轮机是一种利用水力能源转换为机械能的装置,广泛应用于水力发电厂和其他水利工程的水力传动系统中。
在水轮机的运行过程中,由于各种原因可能会出现各种故障,这不仅会影响发电效率,还会对水利工程的安全运行造成严重影响。
及时分析水轮机运行中的故障,并采取有效的处理措施是非常重要的。
一、故障分析1. 叶轮磨损水轮机叶轮在长时间的运行过程中会受到水流的冲击和磨损,导致叶片变形或磨损。
一旦叶轮磨损严重,会导致水轮机效率下降、水流动态失调,甚至叶轮脱落,造成严重事故。
2. 偏差过大水轮机运行过程中,由于水流特性、机械安装、叶片制造等因素,导致叶轮和轴线之间的偏差过大,会引起叶轮不均衡运转,产生振动,从而加速叶轮磨损,最终导致故障。
3. 润滑不良水轮机轴承和轴承座的润滑不良,可能会导致摩擦增大、温升加剧,最终导致轴承损坏,影响水轮机的运行。
4. 水质异常如果水轮机运行过程中水质异常,例如含有大量颗粒物或其他杂质,会导致叶轮表面磨损加剧,造成水轮机性能下降,甚至损坏叶轮。
5. 电气故障水轮机在运行过程中,电机、发电机等电气设备可能会出现故障,例如短路、接地、绝缘老化等,会导致水轮机停机或无法正常运行。
二、处理措施1. 定期检查维护水轮机在运行过程中,需要定期进行维护检查,特别是叶轮表面磨损、轴承润滑、轴线偏差等问题,及时发现并采取措施进行修复,可以有效延长水轮机的使用寿命。
2. 控制水质对于水轮机来说,控制好水质是非常重要的。
需要定期对水源进行化验,及时清理水管和水沟,保证水轮机的正常运行。
4. 安全操作水轮机在运行过程中,需要严格遵守操作规程,确保电气设备的正常运行,避免因为电气故障引发事故。
5. 定期维护清洗为了保证水轮机的正常运行,需要定期对叶轮进行清洗和修复,及时清理和更换受损的叶片,确保水轮机的正常运行。
在水轮机运行中,故障分析及处理措施至关重要。
通过定期检查维护、控制水质、定期润滑、安全操作和定期维护清洗等措施,可以有效预防水轮机的故障发生,保障水利工程的正常运行和发电效率。
水轮发电机碳刷及滑环磨损的改进措施

水轮发电机碳刷及滑环磨损的改进措施发布时间:2021-05-08T03:20:35.418Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第1期作者:余会明[导读] 文章针对水轮发电机碳刷及滑环磨损开展了讨论,进一步分析其磨损出现的改进措施。
新疆伊犁河流域开发建设管理局新疆伊宁市 835000摘要:随着我国经济与社会的快速发展,相关科学技术也在不断的成熟进步,电力行业作为支撑国家经济发展的重要行业,其自身发展受到了更高重视。
在电力行业的发展中,最为基础且重要的就是发电工作。
我国部分发电依赖水力资源,借助水轮发电机的运转将水力转化为电力。
碳刷及滑环的运行情况是水轮发电机建立磁场的重要设备中枢,其自身的工作磨损情况与使用情况直接影响到水轮发电机组的有效发电。
关键词:励磁;电力行业;水轮发电机;滑环磨损;碳刷引言水轮发电机组是重要的发电机械设备,碳刷及滑环则是发电机组重要的励磁电流与励磁电压的交流通道,其连接着机组静止部分以及转动部分。
其自身的运行情况会直接影响都水轮发电机组建立磁场以及生产电能,其一旦出现较为严重的磨损将会导致机组运行的安全稳定受到严重威胁。
文章针对水轮发电机碳刷及滑环磨损开展了讨论,进一步分析其磨损出现的改进措施。
1、水轮发电机碳刷及滑环磨损原因分析1.1碳刷与刷握之间的间隙不均检查人员将刷架拆下后全面分析,得到其碳刷与刷握之间间隙大小分布不均匀,部分地方的间距为0.05mm,而其余地方的间距为0.8mm。
碳刷与刷握之间存在间隙与水电厂水轮发电机组的正常运行存在的一定相关联系。
如果之间的间隙过小,那么在碳刷受热膨胀之后,刷握与其之间的间距将会更近,甚至出现刷握活动不灵活或者卡死情况,导致刷握与滑环在接触过程中存在着较严重的接触不良情况;如果之间的间隙过大,那么在碳刷将会在运行过程中较为自由的横向摆动,碳刷在刷握内过于灵活,导致碳刷偏磨,最后也会出现刷握与滑环的接触不良情况[1]。
上述的接触不良事件均会导致碳刷电流出现分配不均的情况,由于电流的分配不均,电流大的碳刷发热量大,会加重碳刷与刷握的间隙不均的问题,使得情况恶性循环。
水电站水轮发电机组的常见故障与维护研究

水电站水轮发电机组的常见故障与维护研究水电站水轮发电机组是利用水能转换为电能的重要设备,它的正常运行对于保障水电站的稳定发电具有重要意义。
在长期运行中,水轮发电机组也会出现各种故障,影响发电效率甚至造成设备损坏。
对水轮发电机组的常见故障及维护进行研究,对于提高水电站的发电效率、延长设备寿命具有重要意义。
一、水轮发电机组的常见故障1. 叶轮损坏水轮发电机组的叶轮是直接受水能冲击的部件,长期受水流冲击和水流中固体颗粒的冲击,容易导致叶轮表面磨损或者开裂,进而影响水轮发电机组的正常运行。
叶轮损坏会影响水流进入发电机组的流速和流量,进而降低发电效率。
2. 水轮轴承故障水轮轴承是支撑水轮转子的重要部件,如果水轴承出现损坏或磨损,将会导致水轮转子的偏移或不平衡,进而引发水轮转子的振动和噪音,严重的情况下会造成轴承和轴承座的损坏。
3. 发电机故障发电机是水轮发电机组的核心设备,发电机故障会直接影响到发电机组的发电效率。
发电机可能出现绝缘破损、绕组短路、断路等故障,这些故障都会导致发电机停止工作或者发电效率下降。
4. 润滑系统故障水轮发电机组的润滑系统对于保障设备的正常运行至关重要,如果润滑系统故障,会导致轴承磨损加剧、发电机运行不稳等问题。
5. 涡轮本体损坏涡轮是水轮发电机组的核心部件,长期水流冲击和高速旋转容易导致涡轮本体的损坏,例如磨损、疲劳裂纹等,影响水轮发电机组的正常运行。
1. 定期检查对于水轮发电机组,定期的检查和维护是至关重要的。
在设备正常运行时,可以进行常规的检查,包括叶轮表面磨损情况、轴承磨损情况、发电机绝缘状态等。
定期检查可以及时发现潜在的问题,做到早发现、早处理。
2. 润滑系统维护水轮发电机组的润滑系统需要定期更换润滑油,保证润滑系统的正常运行。
合适的润滑油可以有效减少轴承磨损和摩擦损失,延长轴承使用寿命。
3. 叶轮维护对于叶轮的维护,可以定期对叶轮表面进行修复,防止叶轮表面磨损或者开裂。
励磁滑环磨损原因分析及修复方法

励磁滑环磨损原因分析及修复方法摘要:我单位西柏坡发电有限责任公司安装两台产超临界600MW汽轮发电机组,和四台300MW亚临界汽轮发电机组,首台机组已运行近30年。
6台机组运行期间均不同程度的出现发电机转子励磁滑环磨出磨痕,造成滑环圆跳度超标,同轴度超标,埽度超标等情况导致集电环温度高、电流分布密度严重不平衡,给机组运行带来很大安全隐患,曾经出现过励磁滑环在运行中烧毁的重大事故。
本论文旨在论述在停机后通过盘车情况下,用车床中小托板电动砂轮盘,及时修复励磁滑环,确保运行安全的可行性方法。
关键词:滑环磨损修复1滑环磨损原因分析1.1滑环表面氧化程度严重在励磁滑环投入使用初期,对滑环表面杂质特别是氧化层的处理不彻底,容易使滑环与碳刷接触不好,滑环温度升高,降低了滑环合金的强度,磨损程度增加。
滑环周围环境复杂,机组运行时滑环氧化慢,但不接触面仍然氧化较快,在机组停运后投入盘车后,由于转速度减慢至4转/分,且转子因无膨胀后滑环向汽机侧移位约20mm,这样滑环与碳刷接触面部分也会出现氧化层,机组停运时间越长氧化就越厉害。
当机组再次启动后氧化层并不轻易被磨去,久而久之,滑环表面就出现了不同程度的粒状锈斑,当发电机转子在3000转/分高速运转中,带粒状锈斑的滑环与碳刷间就会出现微弱的跳动,致使碳刷与滑环表面接触不实,出现微弱火花,机组运行越久,火花越大,火花对滑环的损坏程度就越大。
1.2新机组投运前对滑环的清理不净众所周知,在发电机转子出厂前,为防止滑环表面氧化,在出厂前对其涂沥青防护层保护。
当机组投运前,必需将该防护层处理干净。
一般用酒精或四氯化碳对滑环表面及通风孔进行清理。
若仅是清理干净集电环表面沥青,而不清理溶解后跑到滑环通风孔内沥青,在发电机转子高速运转的情况下,滑环通风孔中的油脂就会被甩出,与碳刷粉末粘在一起,形成碳粉粒造成滑环表面的损伤,从而出现通槽,这种通槽的特征是先出现小槽,小槽形成后由于碳刷与滑环表面结合不紧导致产生火花,火花将滑环表面进步灼伤。
水轮发电机碳刷及滑环磨损分析与处理

水轮发电机碳刷及滑环磨损分析与处理徐青彪;熊荣;刘锐;李冬生【摘要】水轮发电机在运行过程中,经常会发生碳刷磨损过大、打火与滑环表面损伤等问题,这些均对水轮发电机组的安全稳定运行产生不良的影响.通过对造成碳刷和滑环磨损的各种原因分析,提出了多项具体的处理建议,取了得良好的效果.【期刊名称】《水电与新能源》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】3页(P63-65)【关键词】水轮发电机组;励磁;碳刷;滑环磨损;打磨【作者】徐青彪;熊荣;刘锐;李冬生【作者单位】国电大渡河检修安装有限公司,四川乐山 614900;国电大渡河检修安装有限公司,四川乐山 614900;国电大渡河检修安装有限公司,四川乐山 614900;国电大渡河检修安装有限公司,四川乐山 614900【正文语种】中文【中图分类】TV734.2+1西南某水电站水轮发电机组单机容量为180 MW,发电机转子额定励磁流为1 775 A,空载励磁电流为614 A,额定励磁电压390 V,空载励磁电压227 V,滑环直径1 277 mm,正负极滑环共分布着88个碳刷,碳刷规格为D172,尺寸为25×32×65。
2017年1月2日23时19分,运行人员在对机组送电前检查过程中,测量转子绝缘为零,随后通知检修人员到场进行检查。
在检查处理绝缘过程中,发现碳刷与滑环磨损严重。
检修人员在对该水轮发电机组转子滑环及碳刷检查时,发现碳刷磨损严重,滑环室有大量碳粉堆积(参见图1和图2)。
测量碳刷尺寸,并与之前检修数据对比,碳刷磨损量均在7~10 mm之间;滑环表面有部分油垢,该油垢是顶部受油器渗漏的透平油与碳粉混合而成,并且滑环表面通风沟槽内有部分不锈钢金属丝(见图3)。
2.1 碳刷磨损碳刷通过弹簧夹固定在碳刷架上,并与滑环表面接触,在滑环出现微小幅度的摆动时,碳刷通过弹簧夹的应变来实现伸缩,进而减少碳刷的磨损量。
造成碳刷磨损量过多的原因有四种:1)碳刷与滑环机械摩擦,造成碳刷磨损。
卧式水轮发电机滑环烧蚀的原因及处理方法

运行 与维 护
、
图 1 将滑环 圆周分 4个点
图 2 将滑环 圆周分 8个点
Y:
,如果 Y得正值 ,滑环 向负 】 , 方
向调整 ,得 负值则 相反 。
碳刷。碳刷型号应与原使用碳刷 的型号保持一致 , 更换 碳 刷数 目不 宜超 过 总 碳刷 的 1 / 2 ,以免 造 成 导 电接触 面积 不足 。
效 益 和机组 运行 安 全 。
碳刷 在 刷握 内 自由滑 动 不 畅 ,滑 环 径 向摆 动 过 大 , 引起 碳 刷跳 动 ,造成碳 刷 冒火 、过 热 、磨损 。 1 . 4 维护保 养 不 良 滑 环表 面及 刷握 内碳 刷碳 粉较 多 ,碳 刷与 滑环 运 行 时接触 不 良,造成 滑环 和碳刷 接 触 面散热 条件
【 摘
要 】浙 江省 小水电开发较早 ,单机 容量20 0 0 k Wv X' F的卧式水轮发 电机组较 多。这 类水电站 由于维护技 术与运行
管理等种种原 因,在运 行过 程 中常 出现发 电机碳 刷与 滑环接 触 不 良、碳 刷与 滑环 间产 生火花 等 问题 ,造成 发 电机 滑环过 热 ,使发 电机 滑环 烧 蚀 产 生沟 痕 ,严 重影 响 水 电 站 正常 运行 。通 过 对这 一 问题 的研 究 ,提 出了预 防措 施和 处 理 方 法 。
师 ,主要 从事水电 站机 电设备 安装 、检修 、调 试的教学与研究工作 。E m a i l :s c c s @h z c n c . c o n r 得 正值 ,滑 环 向负 X方
向调整 ,得负值则相反。
6 6 ・
小水电 2 0 1 4 年第 3 期 ( 总第 1 7 7 期)
变差 。碳 刷磨损 过 多 ,造成 碳刷 压力 不 足 ,碳 刷 与
发电机滑环故障检查及碳刷更换注意事项

发电机滑环故障检查及碳刷更换注意事项
1.外观检查:检查滑环的外观是否有裂纹、磨损或变形等情况。
如果有明显损坏,应及时更换滑环。
2.磨损检查:使用测微器等工具,测量滑环的磨损程度。
如果磨损超过允许范围,应更换滑环。
3.清洁检查:清洁滑环表面的灰尘和油污。
使用无水酒精或特殊清洁剂擦拭滑环表面,确保电流和信号的传递畅通。
4.润滑检查:检查滑环是否有足够的润滑油。
如果需要,可以添加适量的润滑油,以减少滑环磨损和摩擦。
碳刷更换注意事项:
1.断电操作:更换碳刷之前,务必先将发电机断开电源,避免触电危险。
同时,要等待发电机完全停止运转,确保安全。
2.确定位置:在更换碳刷之前,要确定碳刷的位置和方向。
通常,碳刷会有标记,应该正确对准碳刷槽,并保证方向正确。
3.清洁槽口:更换碳刷之前,应先将碳刷槽口内的灰尘和油污清除干净,以确保碳刷能够正常接触到滑环表面。
4.碳刷的选择:选择合适的碳刷进行更换。
不同规格的发电机可能需要不同类型和尺寸的碳刷。
在购买碳刷时,要选择与原有碳刷相同规格的产品。
5.安装调整:将新的碳刷插入碳刷槽中,确保与滑环表面保持适当的接触。
可以通过调整碳刷弹簧的紧度来控制接触力。
接触力过大或过小都会影响发电机的性能,因此要进行适当的调整。
总结:。
快速、有效解决水轮发电机轴磨损问题

快速、有效解决水轮发电机轴磨损问题关键词:水轮发电机轴磨损,轴磨损修复,快速修复水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。
水流经过水轮机时,将水能转换成机械能,水轮机的转轴又带动发电机的转子,将机械能转换成电能而输出,是水电站生产电能的主要动力设备。
由于金属正常疲劳磨损、配合关系问题、安装问题、运行保养不当等原因,轴磨损是水轮发电机很常见的一个问题。
某企业两台2500KW卧式水轮发电机轴出现磨损问题,更换新部件是比较简单的方式,其成本是30万,需要的时间为10天。
返厂修复的成本为10万,需要的时间为一个月。
这两种解决方法不管是从修复成本还是修复周期来看,都不是很合适。
在这种情况下,建议采用索雷碳纳米聚合物材料修复水轮发电机轴磨损问题,该技术不仅可以现场、快速、低成本解决轴磨损问题,同时材料所赋予的各项性能和采取的相关修复工艺对传统维修方式起到了积极的改善作用。
该技术可实现在线快速修复,减少或避免了拆卸,大幅缩短企业停机停产时间,降低因突发性或重大设备问题造成的损失。
该技术简单易操作,企业维修人员在工程师指导下可自行修复,提高维修人员的操作技能,弥补了企业外协的经济损失,使企业人力资源得到更好的发挥。
我们还强化预测性维修,借助互联网和传感技术协助用户实施全天候在线监测、智能预警和诊断分析,及时发现并消除装备故障隐患,以防范风险、降低装备运营成本。
水轮发电机轴磨损修复现场情况如下:1.到达现场后查看轴磨损情况,核实尺寸;2.表面处理:用氧气乙炔对轴磨损部位进行表面烤油处理,然后用磨光机对其进行打磨处理,去除氧化层;3.工装内表面涂覆SD7000脱模剂,晾干备用;4.按比例调和索雷碳纳米聚合物材料至均匀无色差,然后将调和好的材料涂覆在修复表面,随后安装工装,等待材料固化;5.材料固化后,拆卸工装并测量修复后尺寸;6.尺寸测量无误后,回装设备,即可完成修复。
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水轮发电机滑环磨损故障原因分析及处理
摘要:水轮发电机碳刷固定于集电环的刷握上,是励磁装置与转子绕组之间进
行电流传递的重要装置,碳刷与滑环的接触性能直接影响水轮发电机的运行情况。
黄河万家寨水利枢纽有限公司龙口水电站(以下简称龙口水电站)5号发电机投
运不久,转子上滑环(正极滑环)表面磨损严重,给机组的安全稳定运行带来威胁,本文主要针对水轮发电机滑环磨损故障原因分析及处理进行简要分析。
1 定义及简介(总则)
碳刷是电动机、发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量
或信号的装置,它一般是纯碳加凝固剂制成,外型一般是方块,卡在金属支架上,里面有弹簧把它紧压在转轴上,碳刷的样子有点像擦铅笔的橡皮条那样,顶上有
导线引出,体积有大有小。
碳刷作为一种滑动接触件,在许多电气设备中得到广
泛的应用。
发电机转子碳刷是励磁回路动静接触及能量传递的重要部件。
碳刷一
般由石墨制成,石墨是非金属导电材料,其电阻系数是铜的400倍,运行过程中
产生的高热量及持续滑动摩擦带来的热量及机械损耗使碳刷成为发电机中最容易
损坏和维护工作量最大的零件。
2 故障原因分析及处理
2.1原因分析
最初分析认为,故障可能与碳刷性能(电流密度、碳刷硬度及摩擦系数)不佳、运行环境较差等因素有关,机组大修时对上滑环表面进行了打磨、抛光处理,并将原设计碳刷由D104型更换为J204型,但大修结束半年后,上滑环表面再次
出现大量麻点、坑槽,且碳刷磨损程度并未减轻。
针对这些问题,电厂专门组织
技术人员进行了调研及讨论分析,最终认为导致滑环严重磨损的原因主要有:碳
刷压簧的设计压力不均衡,且均低于使用时的工作压力;碳刷载流量分配不均,
碳刷接触压降偏大,存在过热和火花现象。
经实际测量,5号发电机在运行时,
滑环正、负极碳刷运行电流存在多处过零点现象,即经过碳刷的电流值为0。
待
机组停机后,测量发现压簧压力整体低于额定工作压力。
碳刷技术性能指标、碳
刷压簧压力统计分别见表1、表2。
碳刷原设计型号为D104,其硬度偏软,碳刷
易磨损、碳粉量大。
大量碳粉集聚后,污染了碳刷及滑环的运行环境,破坏了碳
刷与滑环的正常接触,影响碳刷的电流分配。
J204型碳刷的硬度比D104型的大,对滑环的磨损也大一些,与滑环的接触
效果相对较差。
碳刷及滑环均处于相对密闭的环境中,通风不畅、运行温度偏高(红外测温图见图1所示)对安全运行造成不利影响。
通过在滑环表面涂抹凡士林,滑环及碳刷运行温度可在短时间内有所降低,但不能解决根本问题。
机组运
行过程中,滑环室属封闭空间,不
能实现实时监控检查。
2.2处理方案
经研究,制订了以下处理方案,并利用发电机小修机会进行了实施。
定做并
更换相同规格的滑环。
更换导电环并增加其弧长,增加碳刷数量(由10个/极增
加为16个/极),以降低单个碳刷载流量,避免因运行工况恶化而出现打火加剧
的现象。
更换所有压力不合格的压簧,依次采用D104、D172型碳刷,进行不同
型号碳刷的性能对比试验,密切监视碳刷及滑环运行状况。
在5号发电机上盖板
上增设观察窗,以便
于机组运行时进行观察。
2.3处理过程
2.3.1部件的拆装
检修时,按照以下步骤进行部件的拆装工作。
2.3.1.1部件拆卸
拆除发电机顶灯接线;
拆除导电环上的4根励磁电缆,正负极导电环及其支撑杆;
拆除转子绕组与滑环连接铜排;
分解中心孔补气装置相关部件;
拆除导电环;
拆除滑环。
2.3.1.2部件回装
回装新滑环;
新导电环安装;
回装中心孔补气装置;
恢复转子绕组与滑环连接铜排;
恢复励磁电缆、调整刷握;
恢复发电机顶灯接线。
2.3.2更换压簧
用符合碳刷运行要求的新压簧替换原老旧压簧。
压簧安装完成后进行压力测试,并做好记录。
2.3.3安装碳刷
为了对比分析不同型号碳刷的运行性能,更换滑环和导电环后,在上滑环
(正极)上装设了16个原设计的D104碳刷,在下滑环(负极)上装设了16个
D172碳刷。
2.3.4运行监测
新设备投入运行后,利用观察窗目测、红外成像仪监测等手段,对滑环及导
电环的运行状况进行仔细监测。
3 处理效果
3.1运行数据
为改造后的碳刷及滑环红外测温图。
为5号发电机碳刷及滑环改造后的运行
纪录,记录时发电机运行工况:发电机转子电流460.1A,转子电压157.2V,有功
功率20.1MW,无功功率0.54Mvar,环境温度15℃,湿度20%。
3.2处理效果
方案实施后,经过1a多的实践检验,滑环及碳刷的运行状态如下:滑环运行
良好,无坑槽、无麻点;碳刷及滑环接触面氧化膜均匀、稳定,运行状态良好。
上、下滑环碳刷压簧压力均匀适中,均符合设计工作压力的要求。
滑环安装后的
高压试验数据符合规范
要求:转子绕组绝缘电阻为22.6mΩ(规范要求<0.5MΩ);转子绕组直流电
阻为289.9mΩ(规范要求<0.5MΩ)。
试用结果表明,D172碳刷在电流分布、磨
损量及运行温度方面优于D104碳刷,遂全部更换为D172碳刷。
检修后滑环及碳刷温度均有所降低,其夏季运行温度与原冬季运行温度相近。
技改完成1a多以来,5号发电机滑环运行情况良好,再未出现麻点现象,彻底解决了转子上滑环表面的磨损故障。
3.3建议
本次改造虽然解决了滑环的磨损问题,但仍有以下缺陷需要继续整改:滑环室运行环境未得到根本改善,还存在碳粉大量散落的问题。
与本电厂内其他4台机组相比,5号机组碳
刷及滑环夏季的运行温度仍相对较高。
建议在滑环室内集电环通风循环通道上安装积尘装置,以改善其内部运行环境;建议在滑环表面开设通风槽,增加滑环与碳刷接触面的通风强度,改善散热条件并促进碳粉的散落。
结束语
综上所述,5号发电机组的滑环、碳刷及压簧改造后,发电机滑环及导电环运行情况良好,再未出现麻点、坑槽,相关技术指标正常,解决了发电机组滑环严重磨损问题,保障了机组的安全稳定运行,处理经验可供存在类似问题的电厂参考。
参考文献
[1]中国国家标准化管理委员会.GB/T22673—2008旋转电机用天然石墨电刷的基本特性[S].北京:中国标准出版社,2014:2-8.
[2]任亚伟.水轮发电机转子碳刷及刷架烧熔原因分析与处理[J].科技与企业,2014(17):337.。