朝阳水电厂一级站3000kW水轮发电机滑环炭刷发热问题的解决

朝阳水电厂一级站3000kW水轮发电机由于运行时间长,滑环表面磨损相当严重,造成接触面减小、接触电阻增大,另炭刷质量存在问题,故引起滑环炭刷火花严重,刷辫严重过热而经常被迫停机,严重影响了正常的安全运行.文章就滑环炭刷严重过热问题,提出了解决方法.     

老式发电机炭刷架的改进

我厂某号发电机,系美国奇异公司1917年出品,该机炭刷架的构造如图1。在我厂多年运行中,发现此种炭刷架有如下几种重大缺点: 1.炭刷架是固定的,刷握与滑环间的间隙不能调整,滑环平面烧毛后,车旋一次,其直径即小一次,炭刷架的间隙则增大一次,增加炭刷块的振动范围。 2.炭刷架三个炭块为一整体,通过电流时,易产生高温,促使炭刷块磨损并冒火花。 3.炭刷架弹弹簧,因部分电流通过,以及炭刷架、炭刷块温度增长的影响,产生退火现象,而失去弹性。 4.炭刷末(粉)容易积聚在炭刷架边缘周围的物体上,而影响转子回路绝缘电阻降低。     

新型并列转子无刷混合励磁同步发电机仿真与试验研究

为充分利用并列转子混合励磁同步发电机的内部空间,本文提出了一种端部铁芯磁极。该磁极放置于永磁转子和电励磁转子直线段铁芯中间,一方面用于电励磁绕组端部的支撑和绑扎固定,另一方面该磁极的C型齿可以产生电励磁调节磁通。针对额定功率为6kW的并列转子无刷混合励磁同步发电机,采用3D有限元法针对端部铁芯磁极的气隙磁场分布进行了分析,并对混合励磁发电机在空载、负载下的输出特性进行了仿真分析;采用2D有限元法对无刷励磁机的性能进行了仿真,得到了直流输出电流和交流励磁电流之间的对应关系。试制了一台原理样机并进行了性能试验,研究结果表明:样机的试验结果与仿真结果较为接近,验证了端部铁芯磁极设计及混合励磁发电机性能仿真的正确性。     

125MW发电机转子滑环的车削处理

高速旋转的发电机转子上的滑环,是在长期连续旋转工况下与炭刷接触进行连续摩擦的重要部件。125MW发电机组,额定励磁电流为1832A,用80只炭刷来将励磁电流传递给滑环,炭刷分为两组安装在炭刷架上。每组炭刷架安装40只炭刷。这些炭刷与发电机转子滑环稍有接触不良将产生火花。由于火花的出现,致使炭刷和滑环受到不同程度的损伤。炭刷受损后,虽然可以更换,但是耗费炭刷太     

解决励磁电压极性相反的方法

在柴油发电机组的并列运行中,发电机励磁电压极性相反的现象是经常发生的(指用直流发电机进行励磁)。而一旦励磁电压极性相反,配电板上的直流电流表和直流电压表均在0值以下,致使值班人员无法调整励磁电流的功率因数,从而造成负荷分配的极大困难,以至引起机组在运行中失步。励磁电压极性相反是由于励磁机的炭刷和整流子接触不良和同极电刷在瞬间同时跳离整流子的缘故。产生这种现象的原因大致是:     

ZZQ—4型准同期装置

<正> 发电机之间,电力系统之间的并列运行,能大大提高供电的可靠性和供电的质量,使负荷分配更为合理。在一般情况下,大都采用准同期方式并列。用准同期方式并列比用自同期方式并列冲击电流要小得多,不会引起短时间的电压下降,对系统的影响较小,但所需的并列时间较自同期并列要长。 按准同期方式并列,在油开关主触头合上的瞬间应满足以下三个条件:1.发电机电压与系统电压之间的滑差频率应小于允许值,这样在发电机投入后,转子便会很快地被拉入同…     

600 MW发电机转子不稳定振动分析及控制

某电厂600 MW氢冷发电机转子自投产后,发电机轴承振动、轴振动随负荷增加而大幅度增加。通过有功负荷变化试验、转子电流变化试验和氢气温度变化试验发现,其主要原因是发电机转子制造工艺欠佳,热态下部件膨胀变形后在端部产生了新的质量不平衡,造成三阶振型,引起振动增加。在计算转子热变形的振动幅值和相位并综合考虑冷、热态下的振动均衡的基础上,在发电机转子端部加重,有效地控制了带负荷后的发电机振动。     

一种新的转子电流及温度在线监测装置研究

无刷励磁发电机具有许多优点 ,但转子的电压、电流及温度难以直接测量。在发生绕组过热、匝间短路及两点接地等故障时可能导致转子严重损坏 ,在线监测转子电流和温度是防止转子重大事故的有效方法。本文介绍一种新颖的无刷励磁发电机转子电流及温度监测装置的总体结构、设计思想和关键技术。该装置对发电机转子运行状态在线监测具有重要作用。模拟实验表明 ,该装置运行安全可靠 ,性能优良。     

电气化铁路负序电流对发电机负序过流保护的影响

随着电气化铁路的迅速发展,其对电力供电系统侧产生的影响日益突出。由于不同容量的发电机承受负序电流的能力不同,也就相应造成发电机转子负序过负荷保护动作情况不一致。采用PSCAD仿真软件建立了某一实际电铁供电网仿真模型,分析了电铁负荷在发电机端口处产生的负序电流对发电机转子负序过负荷保护的影响。在电铁负荷区域,负序电流经常引起发电机定时限负序过负荷保护报警。分析了电铁负荷产生的负序电流对不同容量发电机转子负序过负荷保护的影响,以及发电机机端加装电抗器对发电机端口处负序电流的影响,提出了通过调节转子负序过负荷保     

基于ASA图的发电机转子温度测算系统

百万千瓦级汽轮发电机,因其无刷励磁机的结构特殊,无法直接测得发电机转子的电流和电压,无法根据电流和电压计算出转子温度。文章介绍了一种基于ASA图计算的发电机转子温度测算系统,通过间接测量的方法和采用作图法得到转子电流值,然后根据励磁机负载特性曲线查得发电机转子电阻值,进而得出转子温度在线监测值。     

齿谐波法设计的无刷双馈发电机运行范围

转子绕组采用齿谐波法设计的无刷双馈电机在变速恒频发电领域有着广泛的应用前景,而影响其应用的关键在于电机运行的可靠性。要实现电机可靠运行,则必须考虑电机能可靠运行的约束条件。约束条件主要包含运行时电机的电负荷、磁负荷和变频器容量等。根据齿谐波法绕线转子无刷双馈发电机在船用轴带领域的实际工况,依据绕线转子无刷双馈电机全电路模型,对轴带发电机电负荷的组成及其对电机温升的影响、磁负荷选择的依据和变频器容量的选择等进行了分析,推导了绕线转子无刷双馈发电机可靠运行的范围。计算和样机实验对比验证了结论的正确性。     

航空并列式混合励磁无刷直流发电机短路特性研究

结合航空低压直流电源系统应用特点,对并列式混合励磁无刷直流电机短路特性开展研究。分析永磁与双凸极电机段绕组耦合关系与电感特性,揭示并列式混合励磁电机高电抗特征,在此基础上研究直流侧短路故障下的电枢反应与短路电流变化规律;根据绕组拓扑形式特点,围绕两类相间短路故障,系统分析短路电流与整流输出电压特性,探讨电机中性点连接方式对短路电流的影响,提出并列式混合励磁无刷直流发电机不同短路故障下的短路电流抑制与短路保护方法。研制12300r/min、11kW低压直流电源系统并列式混合励磁无刷直流发电机系统,并进行短路实验验证。理论与实验结果表明,并列式混合励磁无刷直流电机具有较好的短路电流抑制能力,在航空直流电源系统中具有重要的应用优势与价值。     

并列转子混合励磁同步发电机电感参数研究

电感参数计算的准确性直接影响同步发电机的输出性能。本文给出一种并列转子无刷混合励磁同步发电机,其永磁转子采用Halbach阵列磁体结构,电励磁转子采用隐极结构,两种转子同轴并列。针对该电机分别采用解析法、有限元法以及负载试验法对同步电感进行计算和测量。为提高计算的准确性,基于有限元法计算了永磁转子和电励磁转子之间的不锈钢定子铁心漏抗。研究结果表明:相对于试验测量结果,有限元法的计算误差为-4.48%,解析法计算误差为-12.02%,有限元法具有较高的计算精度。     

电气化铁路负序电流对发电机负序过流保护的影响

随着电气化铁路的迅速发展,其对电力供电系统侧产生的影响日益突出.由于不同容量的发电机承受负序电流的能力不同,也就相应造成发电机转子负序过负荷保护动作情况不一致.采用PSCAD仿真软件建立了某一实际电铁供电网仿真模型,分析了电铁负荷在发电机端口处产生的负序电流对发电机转子负序过负荷保护的影响.在电铁负荷区域,负序电流经常引起发电机定时限负序过负荷保护报警.分析了电铁负荷产生的负序电流对不同容量发电机转子负序过负荷保护的影响,以及发电机机端加装电抗器对发电机端口处负序电流的影响,提出了通过调节转子负序过负荷保护整定值和机端加电抗器来满足实际要求的方法.     

国外动态

无刷直流测速发电机温度特性的改善近年来,使用于各种控制系统的直流测速发电机考虑到由于电刷和滑环的问题,逐步趋向于无刷化。作者曾发表过杯型转子无刷直流测速发电机的特性分析和试制结果。这里,作者就有关产品高精度的问题之一——输出电压温度特性的改进提出报告。测速发电机如图1所示。将电流Ⅰ和由于速度电势引起的转子电流而产生的磁密B同时施加于霍尔元件上,就得到与转速成正比的霍尔输出电压。此输出     

基于开放绕组的新型无刷谐波励磁同步发电机

在开放式绕组发电机中,三相定子电流可以包含完全相同的谐波电流成分,例如3次谐波电流。本文据此提出了一种新型的无刷谐波励磁同步发电机结构。与已有利用转子磁场所包含的3次谐波磁场的励磁技术不同,该原理利用定子开放绕组中的3次谐波电流成分或高频单相电流成分或直流成分所产生的定子脉振磁场在转子谐波绕组中产生感应电动势,经整流后为转子励磁绕组提供励磁电流,从而在不采用独立励磁机的前提下实现无刷化的电励磁同步发电机。本文对该谐波励磁原理进行了理论分析及电磁场有限元计算验证,并在此基础上进行了样机实验验证,证明了该原理的可行性。该谐波励磁原理的意义在于,提供了一种无刷励磁的同步发电机方案,以期减少高性能发电机对日益昂贵的稀土永磁材料的依赖与消耗。     

水轮发电机滑环磨损故障原因分析及处理

黄河万家寨水利枢纽有限公司龙口水电站5号水轮发电机转子上滑环(正极滑环)在运行过程中发生了严重磨损故障,造成发电机组运行时相关部件温度偏高、碳刷磨损量大。通过检测碳刷运行电流、测试压簧压力等分析试验,认为故障是因碳刷压簧设计压力不均衡且低于工作压力等因素造成的。通过更换滑环、增加碳刷数量、更换压簧等改造工作,最终解决了滑环磨损严重的问题,保障了机组的安全稳定运行。     

新型混合励磁发电系统用无刷励磁机电磁性能分析

本文提出了新型混合励磁发电系统,它由混合励磁发电机、无刷励磁机和旋转整流器构成,其中混合励磁发电机转子由结构上独立的两部分——永磁体和电励磁组成,定子铁心沿轴向分为三段:永磁部分定子铁心、电励磁部分定子铁心以及中间部分定子铁心,其中中间部分定子铁心采用非导磁材料。新型混合励磁系统具有永磁电机高效、高功率密度的优点。本文仅针对新型混合励磁发电系统中的无刷励磁机进行分析,无刷励磁机结构与绕线式异步电机结构相似,定、转子均采用三相绕组,无刷励磁机的转子与混合励磁发电机转子同轴,转子绕组经固定在同发电机转轴上的二极管整流将交流变为直流,供给混合励磁发电机励磁。同时本文采用电磁场有限元法对无刷励磁运行机理和电磁性能进行分析,其中包括供电电源类型、定子电流特性和转矩特性等。本研究成果对掌握无刷励磁机运行特性具有重要作用。     

汽轮发电机碳刷故障引起轴电流报警原因分析和应急处理

某核电厂3号汽轮发电机在大修幵网后出现轴电流高一段报警,其时间段与转子接地保护举刷时间吻合。检查发现发电机转子接地保护大轴碳刷在举刷状态下存在接地故障,引起8号瓦大轴处出现第2个接地点,轴电压形成环流导致轴电流报警。因在运行中无法更换大轴碳刷,采用了断开其电源线和信号线,使其不再举刷从而消除故障点的临时应急处理措施;通过将接地保护继电器连接至大轴碳刷的引线直接接地来维持信号极成转子接地保护回路,成功消除了报警,转子接地保护和发电机轴电流监测装置工作正常。经设备大修解体检查大轴碳刷,发现信号引线在碳刷内部破皮,直接接触到碳刷本体,引起接地故障,导致了轴电流报警。经实践证明,可增加在举刷状态及引线晃动状态下的绝缘测量项目,有效地避克这类故障的发生,对类似发电机监测装置故障有较好的借鉴作用。     

主励磁机高频信号注入的无刷励磁同步电机低速阶段无位置传感器起动控制

无刷励磁同步电机用作航空起动发电机,通常需安装位置传感器。为解决位置传感器带来的系统复杂化和可靠性降低的问题,低速阶段可采用主发电机高频信号注入估计转子位置,但引入的电流谐波会对起动输出力矩造成较大影响。为此该文提出一种适用于低速阶段的基于主励磁机高频信号注入的无刷励磁同步电机无位置传感器起动控制方法,利用主励磁机间接向主发电机励磁绕组注入高频信号,提取主发电机电枢绕组中的高频响应信号,经过计算处理获得转子位置信息。当电机静止时,主发电机励磁磁场的建立过程会在电枢绕组中感应产生的电流,根据电流极性判断转子初始位置所在扇区,并校正转子初始位置估计值。最后实验证明所提的无位置传感器起动控制方法具有较好的位置检测精度,能够实现无刷励磁同步电机在低速阶段的起动控制。