摘要：本文闡述燈泡貫流式機組的優勢，指出了對燈泡貫流式機組勵磁系統存在的一些問題，并提出了相應的處理方法。
　　關鍵詞：貫流式機組；勵磁系統；集電環；問題；處理方法
　　一、 燈泡貫流式機組的優勢
　　1、技術優勢
　　a. 流道型式好、尺寸小。
　　b. 能量參數大、效率高。
　　c. 機組尺寸小、重量輕。
　　d. 運行性能好、適用范圍大。
　　2、經濟優勢
　　a) 土建工程量少、投資省。
　　b) 燈泡貫流式機組屬低水頭機型,投建后移民少。
　　c) 燈泡貫流式機組屬徑流式電站，有利于生態的發展。
　　二、存在的問題
　　三龍水電站裝有燈泡貫流式水輪發電機組2臺，勵磁方式為靜止可控硅自并勵。集電環、炭刷架位于燈泡頭，其中有一臺機組勵磁系統發生嚴重事故，兩組勵磁功率柜可控硅快熔保險熔斷，機組緊急事故停機。
　　事故發生后對機組的整個勵磁系統進行了檢查，發現兩組整流柜內各分別燒毀了兩個可控硅，在滅磁開關出線端測量轉子繞組(帶勵磁電纜)對地絕緣為零。進入到燈泡頭內檢查，發現轉子集電環正負極表面遍布放電燒蝕的凹坑，目測個別位置可深達0.5mm以上；部分碳刷燒毀，刷握、彈簧等有不同程度的損傷；集電環至轉子繞組引線之間的導電銅棒外絕緣套管部分嚴重燒焦，有的位置完全剝落，兩根導電銅棒也被燒熔了部分；大軸上纏繞的Φ2玻璃絲繩也被燒黑。
　　三、問題原因分析
　　根據對集電環周圍設備的檢查情況，可以判斷出現問題主要是由于以下原因造成的。
　　2.1油霧影響
　　在集電環及碳刷架各導電及絕緣部分，發現有大量的油污，在燈泡頭底部，也有許多積油。檢查槳葉操作油管、受油器法蘭等部分有滲漏油現象。因此可以斷定，操作油管、受油器的滲漏油漏至燈泡頭底部后，在運行中機組的發熱量等因素影響下，揮發到空氣中，形成油霧，并沾附在集電環、碳刷架的導電和絕緣部分，在運行中很難除去，而且越沾越多。同時，也有一部分滲漏油沿著管壁等流到集電環及碳刷架上。
　　2.2炭粉影響
　　在正常運行時，碳刷和集電環之間會形成一道均勻、適度、穩定的氧化膜，這也是電機正常運行的個重要指標。但是在油污的作用下，這道氧化膜很容易就被破壞，接觸電阻增大，同時由于集電環表面光潔度欠佳，碳刷與集電環在運動摩擦的情況下，磨損較大，碳刷磨出來的碳粉四處飛灑，碰到沾在集電環及碳刷架上的透平油后就很難甩去，因此就越來越多，最終在集電環、碳刷架及機座、大軸之間沿絕緣套筒表面形成導電通路，造成短路事故，將可控硅等勵磁系統設備燒壞。
　　同時，由于巨大的短路電流的影響，在碳刷和集電環之間產生嚴重火花及放電飛弧，從而嚴重燒壞集電環工作表面及其他部件，直接導致刷握、絕緣套管、導電銅棒等燒熔燒壞。
　　四、處理方法
　　4.1集電環修復
　　集電環的處理是修復工作中最影響直線工期的工作。由于燈泡貫流式機組結構比較復雜，其集電環結構是套筒式集電環，若按照常規的處理辦法，就需要先拆卸槳葉操作油管、受油器等，再將集電環拔出，在車床上加工以保證加工精度，滿足有關技術要求。但是這種處理辦法工作量相當大，所需時間也長，當時正值發電的黃金季節，在經濟上將會造成巨大損失，對電網運行也有不利影響，同時，集電環和大軸之間的絕緣套也比較薄，單邊只有3mm，在拔出過程中也容易損壞，在當地加工缺乏材料和技術，向廠家訂購則時間過久。因此，經過綜合考慮，決定采取現場修復的辦法來處理，處理工藝如下：
　　(1)在集電環罩上根據C6146A普通車床刀架的安裝尺寸，用L40角鋼和12mm鋼板加工焊接安裝支架，將C6146A車床刀架安裝于支架上面。將機組開啟空轉，在額定轉速(107.1r/min)下車削加工。由于集電環外徑為Φ800mm，根據計算，車削速度稍高，而由于存在水力振動的因素，刀架和集電環之間相對振動較大，并且集電環擺度較大，所以進給量也相應地要少一些，基本控制在0.1mm左右，切削液采用手工加注，直至集電環表面傷痕全部車完。
　　(2)以400號水砂紙包裹在油石外面，裝在刀架上，同樣在空轉狀態下對集電環工作表面進行打磨作為粗磨工序。
　　(3)粗磨完畢后，繼續讓機組空轉，用油石直接對集電環工作表面進行精磨。
　　(4)由于現場條件所限，缺少表面粗糙度對比塊等量具，故以目測和觸摸的辦法鑒別其表面粗糙度，通過與其他已知加工件表面粗糙度的對比，感覺應不低于Ra1.6μm。
　　(5)加工完成后，盤車檢查集電環工作表面擺度值，由于是采用現場車削的辦法，相對消除了機組集電環軸軸線偏斜的影響，因此最大擺度達到了0.1mm，比原來的擺度值0.2mm好了許多。
　　4．2可控硅更換
　　出于均壓、均流的考慮，兩組整流柜可控硅須全部更換，并經監測各項參數后配套使用。更換后進行小電流模擬試驗，檢查觸發角度、輸出波形正常。
　　4．3導電及絕緣部件處理
　　將兩條部分燒熔的與集電環連接的導電螺桿磨開焊口后拆除，按照相同尺寸用紫銅棒重新加工兩根，用環氧樹脂棒加工螺桿絕緣套安裝好后，檢查各接觸面回路電阻值，不得大于相同規格、相同導電材料在相同長度下的電阻值，并檢查轉子電阻與原始值相比基本一樣。大軸上絕緣套表面重新纏繞Φ2玻璃絲繩，并刷涂絕緣漆固化并加強絕緣。更換所有的電刷，必須在滑環上進行研磨處理，保證接觸面積。
　　五、總結
　　(1)經過處理后，開啟機組，并網帶負荷后增加勵磁電流到額定值，用紅外測溫儀檢測集電環工作表面溫度約為70℃，易于在集電環和碳刷之間形成氧化膜，效果良好。同時，由于集電環擺度值較小，故碳刷在刷握中的運行位移也較小，對恒定彈簧彈力、減小碳刷磨損效果更佳。
　　(2)貫流式機組由于結構比較復雜，在集電環故障的情況下采取現場加工修復的辦法比較省時省力，與常規拆出加工的辦法比較至少可以節約10天的時間，大大減輕勞動強度，減少大量的發電損失。因此，這樣的處理辦法為以后類似的故障搶修提供了一種很好的新思路。
　　(3)機組在運行中要注意加強維護，及時消除滲漏油，避免擴大故障范圍；對于集電環表面及絕緣部分，必須經常清理，減少油污、碳粉的積累，完善集電環罩內的吸塵裝置，避免發生類似事故，帶來不必要的損失。
　�。�4）勵磁系統平時維護注意事項
　　勵磁回路中存在高電壓和大電流，灰塵附著電器及導電體表面增加了電壓閃絡導致器件損壞的危險，定期維護，使得這樣的危險大大減小。
　　在一年一次的維護工作中應特別注意滅磁開關的維護。首先應仔細檢查滅磁開關外表是否有污垢、外表損傷等。其次應對經常磨損的動觸點進行檢查。滅磁開關如果及少動作時，應對其進行分合操作，看看動作是否正常，防止意外卡住。
　　設備運行時，故障系統不停地對運行通道及備用通道進行故障檢測，甚至故障檢測系統本身也會受到監測，但故障監測系統不能保證監測到全部故障，比如切換繼電器是否正常等，所以定期檢測設備仍然是必須的。
　　在定期檢查中，除了對裝置器件進行清潔或者重新裝配緊固器件外，還須進行下面描述的功能檢查。
　　功率整流柜中的空氣循環使硅組件表面易積聚灰塵，由于空氣流通也使其他電路中積聚灰塵。振動可能使端子連接處或其他有螺釘連接的地方松動。
　　1、 勵磁變壓器
　　在進行維護工作時，應注意勵磁系統所處條件，不同的檢查、維護項目在不同的工作條件下進行：1、工作條件（1），關閉勵磁裝置所有電源，切斷所有對外電氣連接；2、工作條件（2），只供廠用電和直流電；3、工作條件（3），開環試驗條件；4、工作條件（4），設備在運行中。
　　在工作條件(1)，用干布、真空吸塵器或壓縮空氣（壓力不能太大）仔細清除變壓器外表及導體連接處的灰塵，污垢等，不要使用任何溶劑型清潔劑。
　　2、 整流柜
　　在工作條件(2)或(3)，檢查風機的灰塵污垢，風流及噪音等，必要時對風機進行清潔。
　　濾塵網如果太臟則必須清潔或更換。
　　檢查散熱器的溫度（僅限于智能化功率柜）。在工作條件(4)，在一定的環境條件及一定的輸出電壓、電流下，觀察顯示的溫度值。如果溫度與以前記錄有明顯升高，則重復步驟2，然后在工作條件(1)，對散熱器進行清潔：用毛刷、真空吸塵器或壓縮空氣（壓力不能太高），對其進行除塵、清潔。注意不能使用任何溶劑型清潔劑。
　　檢查觸發回路是否正常。正常運行時觸發回路由自動檢查回路在持續進行檢查監視，所以只需在開環試驗時拔出一組脈沖插頭，模擬脈沖故障，檢測回路應能正確檢測。
　　3、 滅磁回路與滅磁開關
　　在工作條件(1)檢查灰塵、污垢及觸點燒灼情況。用干布或毛刷清潔開關本體，打開滅弧室，檢查觸頭，如有燒傷，可用細砂紙對燒傷點進行打磨。在滅磁開關每次帶額定電流及以上電流分閘后，需對滅弧室及觸頭進行檢查，用壓縮空氣吹走弧室中的煙霧。同時觸點如燒損，則需進行打磨處理。
　　檢查螺絲連接處在工作條件(1)檢查銅排螺絲連接處，與可控硅跨接器（僅非線性電阻滅磁）的連接處螺釘是否緊固。
　　檢查由于贓物及螺絲松動帶來的絕緣問題：在工作條件(1)，需要的話可用一塊干布對連接處進行清潔。建議首次投運一年后對裝置所有螺絲包括接線端子進行緊固，以后這樣的操作以后可每隔四年進行一次。
　　4、 調節柜
　　檢查印制線路板是否清潔，在工作條件(1)，用壓縮空氣(壓力不能太高)清潔線路板。
　　檢查線路板上插拔元器件的管腳是否有灰塵，插頭連接處是否有灰塵。如果這些地方積聚灰塵、污垢，則可能導致線路板功能失常。用壓縮空氣(壓力不能太大)或真空吸塵器對其進行清潔，切勿使用任何溶劑清潔劑。
　　調節器功能檢查，在工作條件(4)，檢查控制面板信號是否正常，IOP顯示值是否正常，備用通道工作是否正常。
　　5、 開環試驗
　　必要時對整個勵磁裝置進行開環試驗，試驗中除檢查勵磁輸出波形是否正常外，還可對控制回路進行模擬。對輸入、輸出信號等進行模擬，模擬需對照電氣圖冊及有關試驗文檔，選擇進行。