Файл: Аврух, В. Ю. Устройство и эксплуатация щеточных узлов современных турбогенераторов и турбовозбудителей.pdf

щеточного аппарата необходимо искать в снижении

величины ускорения движения щеток в обойме щеткодер­ жателя и уменьшении инерционности системы щетка — нажимной механизм щеткодержателя.

Значительному снижению величины ускорений щеток способствует устранение или использование аэродинами­

ческого воздушного клина под щетками. Измерение

воздушного давления под щетками при скорости контакт-

Рис. 5-8. Щеткодержатель ре­ активного типа.

Рис. 5-9. Амплитудно-частот­

ные характеристики щеток.

накладкой.

ного кольца с винтовой нарезкой 78 м/с показало, что

под набегающим краем щетки существует зона повышен­ ного давления, а под сбегающим зона разрежения, в ко­ торой разрежение достигает нескольких десятков милли­ метров водяного столба.

Линия, разграничивающая эти зоны, не занимает

фиксированного положения и перемещается от оси щет­ ки в зависимости от угла наклона щеткодержателя. Раз­ режение под сбегающим краем щетки можно использо­

вать для увеличения площади действительного контакта

путем применения щеткодержателя реактивного типа с тем, чтобы перенести место касания щетки на ее набе­ гающую часть (рис. 5-8).

68

Исследование работы реактивного щеткодержателя позволило определить необходимый угол наклона, кото­ рый должен находиться в пределах 7—9°.

Использование таких щеток позволило значительно улучшить токораспределение благодаря достигнутому увеличению площади фактического касания.

Измерение упругости контактного слоя щеток ЭГ4,

ЭГ2А и 61IOM по методике [Л. 14] показало, что наибо-

лее низкими значениями контактной жесткости облада­ ют щетки марки ЭГ4 (табл. 5-1). Однако соответствен­ но и собственная частота, определенная гго формуле

Из амплитудно-частотных характеристик щеток, сня­ тых до частот 7000—8000 Гц (рис. 5-9), видно, что начало области резонансных частот для щетки ЭГ-4 наступает

несколько раньше. При установке между щеткой и на­ жимным стержнем щеткодержателя резиновой наклад­

нансных частот в сторону больших значений, что, естест­

венно, снижает амплитуду вибрации щетки при нормаль­ ной частоте вращения роторов турбогенераторов.

Экспериментальная проверка влияния резиновой амортизирующей накладки на стенде при амплитуде івибрации кольца 2 А = 500 мкм ,при частоте 50 Гц под­ твердила повышение виброустойчивости и уменьшение скалываемости такой конструкции щеток. Однако при

69

более высокое амплитуде вибрации применение аморти­ зирующей накладки не уменьшает скалываемости щеток.

Таким образом, попытки улучшения работы щеточно­ го узла ;при повышенной вибрации путем применения новых электрощеточных материалов и резиновых ламор-

тпзационных накладок приводят лишь к частичному улучшёнию работы щеточного аппарата при уровне виб­ рации контактных колец 400—500 мкм.

В процессе эксплуатации ще­ точного аппарата турбогенерато­ ра для обеспечения его надежно­ го и длительного безаварийного функционирования важно опре­ делить механические и электриче­

ские характеристики щеточного

контакта при определенном режи­ ме работы машины.

C этой целью желательно

ного узла поможет систематический контроль за экс­ плуатацией, основные положения которого следующие.

Обслуживают узел контактных колец и щеточный аппарат специально-выделенные и обученные лица ре­ монтного персонала электростанций и дежурный элек­ тромонтер с соблюдением правил техники безопасности. При эксплуатации турбогенератора регулярно не реже 1 раза в сутки производят осмотр щеточного аппарата.

При этом визуально оценивают искрение щеток. Допу­ стимая степень искрения по аналогии с машинами по­ стоянного тока 1 —11∕2, 'что соответствует слабому искре­ нию под большей частью щетки. Если искрение превы­

шает указанный уровень, принимаются меры по его

снижению путем подрегулировки нажатия на щетки; если эта мера не дает эффекта, снижается нагрузка ге­ нератора, первоначально реактивная, а затем активная,

70

до уровня, при котором искрение щеток входит в норму, и турбогенератор работает при этой нагрузке до прове­ дения1 предусмотренных мероприятий.

Проверяют запыленность щеточного аппарата. До­ ступные части щеточного аппарата протирают сухой не­ волокнистой тканью. Для машин с замкнутой системой

Вид по стрелке А

уголок: а—схема креплении щеткодержателя в приспо­ соблении для турбогенерато­ ра серий ТГВ; б — то же для - турбогенераторов серии

TBB.

вентиляции аппарата щеткодержателей с целью умень­ шения запыленности рекомендуется уплотнить фильтр,

а также проводить его систематическую очистку через

1,5—2,5 мес с последующим смачиванием в висционовом масле или его заменителе. Очистку секций воздухо­

71

необходимости продувается щеточный аппарат сухим

сжатым воздухом давлением не выше 4 кгс/см2.

При наличии сколов, повреждения арматуры, пере­ горания или повреждения проводников, а также износа щеток до высоты менее 30 мм щетки извлекают и заме­ няют новыми.

В процессе осмотра щеточного аппарата каждую щетку во избежание ее зависания в щеткодержателе продергивают. По мере износа щеток регулируют усилие нажатия пружины до необходимой величины.

Допускается замена одиночных дефектных щеток но­ выми без притирки последних по месту. При массовом выходе щеток их заменяют на работающем генераторе с предварительной притиркой на приспособлении (рис. 5-11) со сменными кругами соответствующих диа­ метров, по окружности которых закреплена стеклянная бумага. Допускается единовременная замена щеток на

кольце в количестве не более 15%.

Для турбогенераторов типа ТГВ-200 с целью снижения

перегрева • контактных колец рекомендуется уменьшить

равномерно по окружности и ширине количество щеток

примерно на 30—35%, оставив по 40—45 щеток на каж­ дое кольцо вместе 64 щеток в заводском исполнении. Плотность тока в щетках будет находиться в пределах

8—9 А/см2. Для этих турбогенераторов желательно при­ менять щетки с резиновыми накладками.

На блочных турбогенераторах рекомендуется уста­ навливать полярные щетки марок 61 ІА, ЭГ-4, ЭГ-2АФ —

дой полярности) с помощью пружинного динамометра со шкалой до 2 кгс. Величина нажатия пружин должна

ЭГ-2АФ. Нажатие регулируется перестановкой при­ жимной планки (перестановка планки на один зуб щет­ кодержателей типа ДБ изменяет давление примерно на 400 гс).

Необходимо учесть, что оптимальная величина уси­ лия нажатия на щетки зависит от конкретных условий

эксплуатации щеточного узла: уровень вибрации кон-

72

тактпых колец, марка материала колец и щеток, запы­ ленность, влажность воздуха и т. д.

При нормальном уровне износа ‘электрощеток 1 раз в квартал производится измерение вибрации контактных

колец. Измерения выполняются при установившемся ре­ жиме работы генератора желательно при одном и том же токе ротора.

Измерение вибрации производят на обоих контакт­ ных кольцах. Контролируемый параметр — размах виб­ росмещения 2Д в поперечно-горизонтальном направле­ нии. Измерение вертикальной вибрации сопряжено с по­ вышенной опасностью и трудностями и для текущего эксплуатационного контроля не рекомендуется. Измере­ ния вибрации рекомендуется производить прибором ти­

па БИП-5. При этом следует иметь в виду, что вибро­

датчики прибора БИП-5 при вибрациях свыше 1 OOOmkm

могут выйти из строя, поэтому при значительных вибра­ циях следует первое измерение делать прибором типа BP-I и лишь убедившись, что уровень вибрации контакт­ ных колец не превосходит 1000 мкм, переходить на при-. бор БИП-5.

Измерения вибрации необходимо выполнять при по­ ложениях переключателя «полоса пропускания» 50 и 100 Гц и производить на каждом кольце в двух точках по ширине кольца, ближайших к краям, через штатные щетки или непосредственно специальным щупом с гра­ фитовым наконечником. Если вибрация щеток и контакт­ ных колец превышает 300 мкм '(при любом частотном составе), следует принять меры к ее устранению. В ка­ честве исключения допускается эксплуатация генерато­

ров с вибрацией колец более 300 мкм, если работу ще­ точного узла при этом можно признать удовлетворитель­ ной (отсутствие искрения, повреждений щеток и арма­ туры и т. д.).

При эксплуатации турбогенераторов серии ТВФ и

TBB не исключена возможность отделения втулки кон­ тактных колец от вала в месте ее посадки. Это вызывает резкое увеличение вибрации колец и общее ухудшение

работы щеточного аппарата.

Обнаружить этот дефект .можно путем анализа и сравнения вибрационных характеристик колец и вала.

Поэтому необходимо перед /выводом генератора в ка­ питальный ремонт проводить измерение поперечной вибрации вала непосредственно до и после контактных

73

колец в точках, ближайших к контактным кольцам. Измерения производить внброщупом со специальной гра­ фитовой насадкой на конце штыря.

Данные осмотра, так же как и все меры, принятые

для нормализации работы щеточного аппарата, заносят в журнал !контроля работы щеточного аппарата. Для

Номер траверс

Рис. 5-12. Схема нумерации щеток на траверсах.

а —первый вариант нумерации; /, 2, 3—номера щеткодержателей; т — при­ мер нумерации — щеткодержатель (111-2), б — второй вариант нумерации; В — внутренняя траверса; H — наружная траверса; п — пример нумерации — щетко­ держатель (В11-3).

возможности контроля работы щеток предлагается си­ стема нумерации, позволяющая определить место щетки без необходимости нанесения номера на каждую щетку (рис. 5-12). При замене щетки в журнйле делают отмет­ ку с указанием номера щетки в соответствии со схемой.

74

Глава шестая

Эксплуатационные характеристики и обслуживание щеточно-коллекторного узла возбудителей

Опыт освоения и эксплуатации электромашинных воз­ будителей типа ВТ 120—450 кВт, ВГТ1600 и ГПЗООО-750 позволил работникам электростанций и ремонтных организаций с помощью реконструктивных и наладочных мероприятий устранить ряд дефектов: механических (ослабление жесткости коллектора, вибрации станины с магнитной системой и щеточным аппаратом) и электри­ ческих (пробой изоляции, перемагничивание' возбуди­

возбудителей турбогенераторов типа BTT1600 (рис. 6-1), выполнение этих мероприятий не позволило обеспечить удовлетворительную эксплуатацию турбовозбудителей "без выполнения наладочных работ со щеточно-коллек-

•торным узлом, направленных на улучшение коммутации

иснижение износа коллектора и щеток.

Втабл. 6-1 приведены данные по классу коммутации возбудителей турбогенераторов различных типов, каче­

ственно и количественно характеризующие коммутацион­ ный процесс — степень искрения щеточно-коллекторного

узла. Как видно из таблицы, в эксплуатации находится

большое количество машин, работающих с неудовлетво­ рительной коммутацией (класс коммутации 11∕2—2").

Многообразие причин неудовлетворительной коммута­ ции, которые могут встречаться в разнообразных соче­ таниях, не позволяет дать однозначные решения по устранению искрения для большинства типов возбуди­ телей. Поэтому представляется целесообразным рас­ смотреть требования к техническому состоянию дета­ лей узла токосъема, влияющих на механическую и

75