寿命湖北省京山县八字门二级水电站装机2 800 kW,发电机出产于1977年,型号为TSWN99- 60- 6,励磁方式采用同轴直流励磁机励磁,励磁电流160 A,励磁滑环与励磁机由发电机的端盖隔离,励磁环部位的轴径160 mm,励磁环的内径180 mm,外径280 mm,有效使用半径50 mm.环的厚度20 mm,碳刷的截面尺寸为30 mm 16 mm.按正常生产工艺,是先套好滑环,再安装定位轴承、端盖、风叶、电枢铁芯、换向器、定子等。从某种意义上讲,保护滑环就是延长发电机的使用寿命。
1983年投产运行以来,不仅整个碳刷架部位发热,而且励磁环还出现过两次沟槽,深度达到10 mm以上,更换碳刷频繁,几次更换后,碳刷的型号就得加长,截止1996年滑环的外径仅剩230 mm.由此下去,不用多久就得更换滑环。
根据出现的问题,经测试温度、新旧碳刷尺寸对比、碳刷与滑环接触面、励磁电流等综合分析,发现了下列现象:从开机运行几小时后,碳刷架部位的温度达到75左右才稳定。换下来的旧碳刷比新碳刷仅磨损了1 3,因碳刷架固定不变,滑环的沟槽加深,碳刷下压有限,不更换新碳刷结合面会引起火花。碳刷达不到励磁环厚度,滑环的剩余部分造成浪费,结合面下凹,未结合面凸起。
通过分析,认为接触面小、电流大,是产生上述问题的根本原因。如不改进,碳刷越加越长,沟槽越磨越深,那时,更换滑环不是一件易事。
修整滑环主要是根除沟槽,达到一个不失圆的完整弧面,以便更换大截面的碳刷,增加接触面,使较大的励磁电流顺利进入发电机转子,降低该部位的温度。在延长滑环使用寿命的同时也减少更换碳刷的次数。滑环修整及碳刷架改进如下:(1)拆下励磁机的定子,立稳车床()的刀架,利用机组的自转将滑环沟槽削平,再用细砂布将滑环面磨光。
(2)拆下碳刷架,将碳刷位用相同材料氧焊扩大成能放30 mm 20 mm截面的特定碳刷(注意:不要破坏刷架绝缘部位的绝缘层),并不改变其他部位。
(3)定购30 mm 20 mm截面的碳刷,并加大引出线的截面,安装后磨好接触面即成。
此改革始用于1996年进行的1号发电机,改革后运行温度下降了1 2,效果明显。1997年进行了2号发电机改造,经过近年来的运行表明,不仅降低了碳刷架部位的温度,而且使滑环弧面温度得到整体下降,从而延长了发电机的使用寿命。