浅析某自备电厂励磁机故障原因与消除措施

浅析某自备电厂励磁机故障原因与消除措施全国范围内连续20 多个月的电力供应短缺情况已成为社会关注的热点之一。在短期内难以弥合供需缺口的情况下，一些地方政府采取给安装自备发电机组或分散式电源系统的企业予政策、技术上扶持的举措，促成了自备发电机组或分散式电源系统的发展，使在沿海经济发达地区总容量达数千万kW的机组陆续投入运行。励磁机是自备发电机组或分散式电源的重要组成部分，其安全运行与否不仅关系着交流发电机组的稳定运行，而且关系到企业的经济效益。由于励磁机故障而引发的自备发电机组停机通报不时传出。作者针对工作中遇到的两例励磁机设备故障做一浅析，供有关设备维护人员参考，以便尽快恢复故障设备的运行。1 设计与制造质量问题引发的事故1.1 事故经过某发电厂＃ 9 发电机为 QFS— 125 型（Ue为 13.8kV、转子 Ie 为 1635A），其主励磁机为 ZLG— 550— 30 型（550kW、300V、1832A并激），系上海某电机厂1974 年产品。发电机负荷 120MW，75Mvar，转子电流 1500A。某日，在没有任何励磁调整的情况下，无功负荷突然大幅度摆动，从75Mvar摆至 50Mvar；励磁机出风口冒黑烟，整流子火花严重，火花长约60～70mm，碳刷大部分被打碎，机组被迫紧急停运。检查发现主励磁机 84 块碳刷有 81 块被打碎，整流子表面局部过热，部分整流片凸片。按检修规程进行了冷态下车削处理。 然后开机， 当发电机定子电压升至7kV，转子电流 400A时，再次出现碳刷被打碎现象，造成二次停机。经测量整流子偏心0.17mm（>0.05mm的技术规范），且有个别换向片凸起，相邻片最大高低差为0.07 ～0.08mm。1.2 原因分析根据现象和检查分析认为，该型号励磁机在设计和制造方面存在先天不足。550kW 同轴直流励磁机是国内最大容量的同轴直流励磁机。其整流子直径Φ 350mm，圆周速度大约为55m/s。按照公式 P=1.8×108/n(kW) 计算，直流励磁机的极限容量为600kW（一般励磁机容量是发电机容量的0.25 ％～1％），制造厂要求使用的 DS－74B型碳刷只能适用在50m/s 的圆周速度下运行。而在高于50m/s 速度下运行时，势必使整流子表面温度升高。加之，大直径高转速下运行的同轴直流励磁机，整流子所产生的机械应力较大，以致于使整流片发生变形。另外，550kW励磁机采用同轴风扇冷却，原设计的风道走向不合理，加上3 道风圈的影响，使整流子表面各部分冷却不均匀，整流子各部分的热变形也不一致，以及碳粉对整流子表面污染等。1...