某型1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)滑環(huán)室技改排風(fēng)扇可行性報(bào)告

郭小軍

摘要： 發(fā)電機(jī)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要組成部分，發(fā)電機(jī)集電環(huán)在長(zhǎng)時(shí)間工作的情況下碳刷會(huì)存在磨損，碳粉在滑環(huán)室內(nèi)如果不能及時(shí)清理或排出，長(zhǎng)期在滑環(huán)室內(nèi)，容易造成相間短路，接地短路，電流不平衡，及滑環(huán)磨損，造成滑環(huán)損壞等問(wèn)題。本文以某型1.5MW雙饋?zhàn)兯俸忸l風(fēng)電機(jī)組為例，嘗試對(duì)發(fā)電機(jī)滑環(huán)室加裝排風(fēng)系統(tǒng)，減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電網(wǎng)類(lèi)故障的發(fā)生，減少更換碳刷及滑環(huán)進(jìn)行可行性分析。

關(guān)鍵詞： 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組;滑環(huán)室;碳粉;排風(fēng)系統(tǒng)

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM614 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-3733（2020）16-0190-01

引言

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在發(fā)電時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)要跟隨這風(fēng)向而360度轉(zhuǎn)動(dòng)，為了順利而高效的將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換的電能儲(chǔ)存和輸送出去，就需要一個(gè)可以360度旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電的裝置。這個(gè)裝置就是滑環(huán)，也叫集電環(huán)。

風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)滑環(huán)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力傳輸?shù)墓δ埽钦麄€(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的部件，其精密度、可靠性及工作壽命直接影響到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的性能。

集電滑環(huán)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要求保證接觸可靠，保證所有的線路能夠連續(xù)接通，導(dǎo)電滑環(huán)組件結(jié)構(gòu)上包括，滑環(huán)體、碳刷組件（電刷）固定支架等附件組成。

碳刷也叫電刷，作為一種滑動(dòng)接觸件，在許多電氣設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。碳刷在產(chǎn)品應(yīng)用材質(zhì)主要有石墨，浸脂石墨，金屬（含銅，銀）石墨。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在長(zhǎng)期運(yùn)行中滑環(huán)與碳刷長(zhǎng)期摩擦，碳刷會(huì)存在磨損，磨損后形成碳粉。

1分析概述

本文主要針對(duì)某風(fēng)場(chǎng)某型1.5MW雙饋?zhàn)兯俸忸l風(fēng)力發(fā)電機(jī)組使用的發(fā)電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后就頻繁報(bào)出電流不對(duì)稱(chēng)，變頻器錯(cuò)誤等故障，在查找相應(yīng)回路內(nèi)各部件均正常的情況下，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)集電環(huán)碳刷磨損嚴(yán)重，滑環(huán)室內(nèi)存有碳粉，碳粉不能有效排放，導(dǎo)致滑環(huán)絕緣較低，損壞滑環(huán)，同時(shí)因?yàn)榧姯h(huán)室散熱不良使得碳刷和集電環(huán)磨損嚴(yán)重，頻繁更換碳刷，且在清理更換碳刷或者滑環(huán)后一定時(shí)間內(nèi)類(lèi)似問(wèn)題還會(huì)循環(huán)發(fā)生。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在發(fā)生此類(lèi)故障后會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)緊急脫網(wǎng)，對(duì)風(fēng)機(jī)的葉片、剎車(chē)、發(fā)電機(jī)、變頻器等各部件安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生了影響。

為了解決此類(lèi)問(wèn)題，工作人員研究技改方案，研究在滑環(huán)室外部加裝排風(fēng)風(fēng)扇，加強(qiáng)滑環(huán)室空氣流通，便于發(fā)電機(jī)滑環(huán)室散熱，在發(fā)電機(jī)滑環(huán)室下部和機(jī)艙底部分別打孔，用管套連接，用排風(fēng)扇風(fēng)力將磨損掉落下的碳粉通過(guò)導(dǎo)管及時(shí)排出到機(jī)艙外。

2技改準(zhǔn)備工作

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)滑環(huán)室蓋板尺寸進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)風(fēng)機(jī)的各部件工作原理和實(shí)際需求，選擇將滑環(huán)室排風(fēng)扇控制回路并聯(lián)到齒輪油泵的控制回路中，用來(lái)控制排風(fēng)扇啟停。

確定安裝位置和尺寸及相應(yīng)的供電電源后，尋找采購(gòu)相應(yīng)尺寸及電壓等級(jí)的排風(fēng)電機(jī)，選擇采購(gòu)相應(yīng)型號(hào)的空氣開(kāi)關(guān)和接觸器作為排風(fēng)電機(jī)的空開(kāi)和接觸器。準(zhǔn)備相應(yīng)的電纜，確定電機(jī)供電電纜在機(jī)艙內(nèi)的走向，電纜固定位置，防止風(fēng)機(jī)運(yùn)行中電纜摩擦導(dǎo)致電纜漏電及工作人員在塔上工作時(shí)發(fā)生觸電危險(xiǎn)。排風(fēng)電機(jī)及外購(gòu)件、機(jī)加件到貨后應(yīng)檢驗(yàn)，包括數(shù)量，規(guī)格，外觀等。

3安全工作

出于安全方面考慮，為防止排風(fēng)扇在極端情況下風(fēng)扇扇葉掉落后進(jìn)入滑環(huán)室造成短路的極端事故，在排風(fēng)扇前段放置防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行隔離，確?；h(huán)室安全。

為防止機(jī)艙外流動(dòng)的沙塵及其他物品順排風(fēng)管套進(jìn)入到發(fā)電機(jī)滑環(huán)室內(nèi)在機(jī)艙下部與排風(fēng)管套連接處加裝一定密度的防護(hù)隔離網(wǎng)

滑環(huán)室下部蓋板打孔時(shí)要確定好排風(fēng)管套的安裝位置，便于風(fēng)扇運(yùn)行后能夠?qū)⑻挤垌樑棚L(fēng)管套排出，確定好排風(fēng)管套的安裝方式，防止風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行后螺栓掉落進(jìn)滑環(huán)室導(dǎo)致滑環(huán)室內(nèi)產(chǎn)生電氣短路問(wèn)題，影響風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行。

選擇滑環(huán)室排風(fēng)扇電機(jī)的空氣開(kāi)關(guān)時(shí)要根據(jù)電機(jī)的容量進(jìn)行匹配，確保在供電回路中發(fā)生短路時(shí)空氣開(kāi)關(guān)能夠快速斷開(kāi)，保護(hù)供電回路。選擇供電電源是要合理計(jì)算回路容量，保證排風(fēng)扇能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

選擇滑環(huán)室排風(fēng)扇電機(jī)供電電纜時(shí)要按著電機(jī)容量選擇合格的電纜。

人員登塔工作時(shí)要按規(guī)程規(guī)定要求，穿戴好安全防護(hù)用具，戴好安全帽、穿防護(hù)鞋，戴手套，在填好安全措施票后才能開(kāi)始工作。

在確定好安裝位置打孔時(shí)人員應(yīng)規(guī)范使用工器具。

所需工具統(tǒng)計(jì)

10、17、19、22、24呆扳手、10寸活動(dòng)扳手、內(nèi)六角扳手一套、十字、一字螺絲刀，萬(wàn)用表、絕緣膠帶、扎帶數(shù)條、，吊箱、吊帶、對(duì)講機(jī)、手電鉆、鉆孔機(jī)。

4技改安裝工作

4.1用風(fēng)機(jī)內(nèi)置小吊車(chē)將技改安裝設(shè)備及工具吊至風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)。

4.2拆下原有的發(fā)電機(jī)滑環(huán)室的外側(cè)蓋板及下側(cè)蓋板。

4.3根據(jù)需要對(duì)發(fā)電機(jī)滑環(huán)室下側(cè)蓋板進(jìn)行加工打孔，連接排風(fēng)管套上部后固定好發(fā)電機(jī)滑環(huán)室下部蓋板，在機(jī)艙下部打孔后連接排風(fēng)管套下部，同時(shí)安裝上防護(hù)隔離網(wǎng)。

4.4在機(jī)艙控制柜內(nèi)安裝排風(fēng)扇電機(jī)空氣開(kāi)關(guān)和電機(jī)供電接觸器及連接好控纜和電纜，按確定好的位置固定好電纜。

4.5將原發(fā)電機(jī)滑環(huán)室的外側(cè)蓋板更換為加工制作的滑環(huán)室蓋板，并在新蓋板上安裝技改的排風(fēng)電機(jī)，安裝防護(hù)隔離網(wǎng)，在電機(jī)連接好后準(zhǔn)備接線，接線時(shí)注意電機(jī)接線方式。

5調(diào)試工作

5.1測(cè)試齒輪油泵工作后，檢查滑環(huán)室排風(fēng)電機(jī)是否能夠正常運(yùn)行。

5.2檢查排風(fēng)電機(jī)的接線線序，確認(rèn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)方向，確保風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)后碳粉能后被吹到排風(fēng)管套內(nèi)排出。

5.3檢查在風(fēng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下防護(hù)網(wǎng)的隔離作用，是否能屏蔽掉機(jī)艙外部一定體積的灰塵。

5.4測(cè)試滑環(huán)室風(fēng)扇電機(jī)，觀察供電回路內(nèi)電纜，接觸器，空開(kāi)運(yùn)行情況，確保風(fēng)扇電機(jī)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

6結(jié)論：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)集電環(huán)是整個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的部件，其精密度、可靠性及工作壽命直接影響到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的性能，且該類(lèi)型集電環(huán)屬于國(guó)外產(chǎn)品，價(jià)格較為昂貴，通過(guò)將該類(lèi)型1.5MW風(fēng)機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的滑環(huán)室技改后，有效降低了滑環(huán)室內(nèi)碳粉的存集，同時(shí)使得滑環(huán)室內(nèi)空氣得以流通，降低了滑環(huán)室內(nèi)的溫度，提高了滑環(huán)的利用時(shí)間，能夠降低風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維成本，減少了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電網(wǎng)類(lèi)故障的發(fā)生，提高了風(fēng)機(jī)的利用率，保障了風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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