发表时间：2020-12-03T13:10:26.737Z 来源：《基层建设》2020年第23期作者：崔文伍1 周晓磊2 周晓萍3
[导读] 摘要：由于某型风力发电机组集电环室通风系统设计欠缺导致室内碳粉不能及时排出，使集电环相间绝缘降低导致相间放电、烧毁，逆变器IGBT、驱动板和电容登变频备件损坏。 1.身份证号码：23092119870320XXXX 山东烟台 264000
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3.身份证号码：37068619881008XXXX 山东栖霞 265300
摘要：由于某型风力发电机组集电环室通风系统设计欠缺导致室内碳粉不能及时排出，使集电环相间绝缘降低导致相间放电、烧毁，逆变器IGBT、驱动板和电容登变频备件损坏。影响了风机的安全可靠运行和风机的可利用率以及发电量，给风场带来了巨大经济损失。为了提高集电环室除碳能力，现场对发电机集电环风扇温度曲线、通风系统进行分析，通过完善集电环通风系统，优化集电环室内空气流动方向，解决集电环室内碳粉堆积问题。 蒸汽消毒锅关键词：粉尘堆积；除碳；通风系统；
1引言塔机电机
由于某型风力发电机组集电环室通风系统设计缺陷导致集电环室内碳粉不能及时排出，残留碳粉沉积使集电环相间绝缘降低导致相间放电、烧毁现象，该问题严重的影响了风机的安全可靠运行，给风场带来了很大的经济损失。由于通风系统设计缺陷引起的故障停机一直位居TOP5故障榜首。针对碳刷磨损严重堆积问题，需改变集电环室内空气流动方向，改善集电环室内冷却效果，达到将碳粉及时排除滑环室的要求，最终降低集电环室因碳粉堆积短路放电造成损害。
钢骨架塑料复合管2原因分析及措施
2.1原因分析
2.1.1通风系统分析
1、对出风口出风管道进行排查，将碳粉出风口管道进行拆卸，并对其进行清理，在管道口排查未发现有堵塞情况，出风口及管道直径对比同机型无差别，排除通道堵塞情况。
2、在检查中发现碳粉在集电环室内堆积于高处的碳刷支架间，并未掉落集电环底部，且高处支架上较多。集电环冷却进风流向分为上下两路，集电环室通风上侧的冷却空气流向与碳刷分布中心线之间大约呈135°角度分布。冷却空气吹到集电环上侧后绕到环体另一面的碳刷附近形成“阴影区”，该阴影
区的风速下降，风向不稳定，不利于带走集电环表面的碳粉和热量。该冷却空气须要沿环体表面绕行大约315°后经排风口排出机舱。通过环体上下两侧的风路发现，目前的风路设计不够合理，大约有一半左右的冷却空气未经利用就被排出机舱。而处于集电环另一侧的碳刷工作区，由于环体阴影的影响，因风速降低且风向不稳定，从而导致碳粉排出不畅，以及热量不能及时排出，使碳粉附着在集电环室各个部位。并且在目前这种设计下，在风机运行时，集电环室内部风向不明，经常造成碳粉从冷却风扇的百叶窗和集电环室密封不好的地方排到机舱内，因此判断集电环风扇安装位置不合理导致。
2.2措施计划
2.2.1技改可行性分析
1）设备选型分析：
①市场供应：集电环通风电机电源采用的是690V电压，根据市场调查现风机上用的电机多为400V电源，690V电机很少，而且尺寸和转速差别较大，不适合安装。
②电机质量：原电机采用的是SODECA品牌，此风电场风机现运行5 年多，紧损坏一个电机，电机质量较好，减少后期维护成本，因此选用SODECA品牌电机。
③电机转速频率选择：原电机转速设计为2780RMP，在风机电机转速设计方面与发电机额定转速避免
卡门涡街效应产生频率共振，在新电机选型上新的电机转速为2840RMP，与原电机转速比相差2%，与发电机额定转速1800RPM，频率相差较大，不会造成共振。
④轴流电机与离心电机选择：轴流风机的排风方向是沿着轴的方向直排，风机的进风口和排风口是在一条轴平行线上，离心风机的排风方向是垂直于进风口方向的，可以实现360度指定方向排风。其次，轴流风机的风量风压比较小，基本上没什么风压，而离心风机的风量风压都比较大，集电环通风管道弯头多，抽风距离和送风距离都比较远，阻力大，因此采用离心风机。
2）空气流动可行性分析：
原风扇为平面轴流风扇，此风扇进风量小、风向散，且原风扇安装位置与出风口位置未能达到较好的空气流动性，风扇启动时会在集电环室内形成空气乱流现象。现需要通过技改，拆除原集电环电机风扇，并将进风口用盖板进行封堵。新电机风扇安装位置能与出风口在空间上形成较好的空气流动性，加装一台离心风机，改变进风口后，可以有效的改变滑环室内的乱流现象，
3）电路控制可行性分析：
（1）电缆承载电流能力
新电机电源线沿用旧电机电源线，经计算电缆电流：5A/mm2*1.5mm2*0.8*0.9=5.4A。电机的额定电
流0.55A远小于电缆的承载电流因此原电缆1.5mm2完全符合要求。
（2）电机启动电流及断路器的选型
原电机的控制断路器，其整定电流为1A，根据新电机额定电流0.55A来计算，该类离心风机的电机启动电流按照额定电流的3倍考虑，断路器的电流应不小于3*0.55=1.65A。现根据运行情况来看随着线路和电机的老化，负载逐渐增加，有发生误动作的可能，所以更换断路器。
综合以上分析计算情况，可以得出本次技改的新的空开选型合理，上下级开关配合正常。电机功率增加后电路不会产生次生危害，原电气回路包括电缆、涉及的断路器能够适配新电机的性能需求。电路的承载能力在可控范围内，不会产生过流过热的风险。
3结语
根据此风电场故障风机情况，经现场调查确认90%以上的该类故障均是集电环侧导致，故障根本原因是集电环室通风系统效果差，集电环室风道系统不能使通风电机达到最大功效，入风口与出风口的位置使滑环室碳刷一侧存在通风的乱流的现象。碳粉不能及时排出会造
头笼成的大量堆积，导致碳刷相间发生短路，短路电流高的情况下直接烧毁集电环或者集电环打火现象，产生严重的安全隐患。经调研有相同集电环通风系统缺陷的风机，技改前也存在大量的集电环相间短
路的现象，造成大量碳刷损坏，集电环表面烧毁等情况。经过集电环通风系统技改，优化集电环室内空气流动方向，该类风机技改后，因集电环室内碳粉堆积导致的短路故障减少了95%以上。结合风机故障率、集电环室通风效果、后期工作人员检修维护、经济效益等各方面考虑，技改后不仅能减少风机故障率、提高发电量，而且还能解决集电环相间短路对发电机、变频器等部件造成的损伤，更能预防集电环打火造成的安全隐患。结合以上几点，因此可对此型号风机进行发电机集电环通风技改。
参考文献：
[1]张倩.风力发电机组电气控制系统检修分析[J].时代农机，2019，46（12）：60-62.
[2]廖元文，史晓鸣，周民强，等.风力发电机组电气控制系统检修探讨[J].电力系统装备，2019，（16）：110-111.
[3]张学健.风力发电机组电气控制系统检修的分析[J].电子测试，2019，（7）：94-95.
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