汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置及方法。其中，該裝置包括：RC單元和電刷單元，其中所述RC單元被配置成一端接地，另一端連接所述電刷單元；以及所述電刷單元被配置成與所述汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸電接觸。通過上述技術(shù)方案，在汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸和地之間設(shè)置RC單元，電阻能夠有效消除靜電荷減小軸電流，而電容的加入能夠減小軸對地電容電壓的比值，減小高頻電壓峰值。
【專利說明】汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)電連接領(lǐng)域，具體地，涉及一種汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]帶靜止勵磁系統(tǒng)的大型汽輪發(fā)電機(jī)組，其靜止勵磁系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻脈沖信號迭加到基本軸電壓上會產(chǎn)生軸電壓。軸電壓的大小隨機(jī)組的情況不同而不同。一般地，機(jī)組容量越大，其氣隙磁通越大、結(jié)構(gòu)的不對稱性也越明顯，而磁場中諧波分量和鐵芯飽和程度以及定子的不平整度也越大，軸電壓峰值就越高。軸電壓的波形具有復(fù)雜的諧波分量，采用靜止可控整流勵磁的機(jī)組，其軸電壓波形中有很高的脈沖分量。
[0003]隨著機(jī)組容量的增加和靜止勵磁系統(tǒng)的應(yīng)用，靜止勵磁系統(tǒng)產(chǎn)生了一種新的軸電壓，它是在基本的軸電壓上疊加幅值為60V的低頻電壓和峰值為30V的高頻電壓形成的。汽輪發(fā)電機(jī)組軸電壓引起的軸電流會造成很大的危害，軸電壓引起的汽輪機(jī)軸頸、軸瓦接觸點電燒傷的事件。汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)軸電壓較高，如果不加以處理，嚴(yán)重的甚至燒毀軸瓦，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0004]為限制發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的軸電壓對汽輪發(fā)電機(jī)軸瓦產(chǎn)生電腐蝕故障，目前大多數(shù)做法是在汽輪機(jī)大軸側(cè)用一接地電刷將大軸直接接地。然而，由于發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)端轉(zhuǎn)軸表面旋轉(zhuǎn)的速度很高，使得現(xiàn)有的接地電刷經(jīng)常失效，并且現(xiàn)有的接地裝置不能消除高頻軸電壓峰值。
[0005]針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中尚無良好解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)備和方法，以能夠有效消除高頻軸電壓峰值。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置，該裝置包括:RC單元和電刷單元，其中所述RC單元被配置成一端接地，另一端連接所述電刷單元；以及所述電刷單元被配置成與所述汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸電接觸。
[0008]可選地，所述電刷單元包括以下元件:刷架、刷握和電刷，其中所述刷架被配置成固定所述刷握，并且所述刷架和所述刷握之間設(shè)置有絕緣層；以及所述刷握被配置成握持所述電刷。
[0009]可選地，其中所述絕緣層為環(huán)氧樹脂板。
[0010]可選地，其中所述裝置包括兩組所述電刷單元，兩組所述電刷單元被分別設(shè)置在所述勵磁機(jī)端軸的軸頸中心兩側(cè)。
[0011]可選地，所述RC單元包括并聯(lián)的電阻值為500 Ω的電阻R和電容值為10 μ f的電容C。
[0012]本發(fā)明的另一個方面提供了 一種汽輪發(fā)電機(jī)接地方法，該方法包括:在所述汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸和地之間設(shè)置RC單元和電刷單元；配置所述RC單元使其一端接地，另一端連接所述電刷單元；以及配置所述電刷單元使其與所述汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸電接觸。
[0013]可選地，所述電刷單元包括以下元件:刷架、刷握和電刷，其中設(shè)置所述電刷單元包括:將所述刷架配置成固定所述刷握；在所述刷架和所述刷握之間設(shè)置絕緣層，使所述刷握的絕緣電阻值大于或等于0.5ΜΩ ;以及將所述刷握配置成握持所述電刷。
[0014]可選地，其中所述絕緣層為環(huán)氧樹脂板。
[0015]所述RC單元包括并聯(lián)的電阻值為500 Ω的電阻R和電容值為10 μ f的電容C。
[0016]通過上述技術(shù)方案，在汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸和地之間設(shè)置RC單元，電阻能夠有效消除靜電荷減小軸電流，而電容的加入能夠減小軸對地電容電壓的比值，減小高頻電壓峰值。
[0017]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置組成結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方式的汽輪發(fā)電機(jī)接地方法流程圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置組成結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的一種汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置100，包括:RC單元101和電刷單元102，其中所述RC單元101被配置成一端接地，另一端連接所述電刷單元102 ；以及所述電刷單元102被配置成與所述汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸電接觸。
[0024]通過上述技術(shù)方案，在汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸和地之間設(shè)置RC單元101，利用RC單元101中的電阻能夠有效消除靜電荷減小軸電流，而電容能夠減小軸對地電容電壓的比值，減小高頻電壓峰值。
[0025]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置結(jié)構(gòu)示意圖。出于示意目的，圖2中示出了圖1中RC單元101的原理結(jié)構(gòu)以及接地裝置100與汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸的接觸位置，并未示出電刷單元102的結(jié)構(gòu)?？蛇x地，電刷單元102可以具有本領(lǐng)域中電刷的一般結(jié)構(gòu)，例如，可以包括刷架、刷握和電刷(例如，碳刷)等。
[0026]在一個實施方式中，所述RC單元101可以包括并聯(lián)的電阻值可以為500 Ω的電阻R和電容值可以為?ο μ f的電容C。500 Ω電阻能夠有效地將軸電流限制在對軸和軸承無害的幾mA范圍內(nèi)，并且能夠防止直流電勢的建立，即使建立了直流電勢也能限制在足夠低的程度。10 μ f的電容，可以有效地防止所有由靜止勵磁產(chǎn)生的軸電壓。在一個實施方式中，可以通過滑動變阻器得到阻 止為例如500 Ω的電阻，通過十個電容值為I μ f的電容器并聯(lián)成電容值為IOyf的等效電容。
[0027]在一個實施方式中，所述電刷單元102可以包括以下元件:刷架、刷握和電刷，其中所述刷架可以被配置成固定所述刷握，并且所述刷架和所述刷握之間可以設(shè)置有絕緣層；以及所述刷握可以被配置成握持所述電刷。設(shè)置絕緣層的目的在于使電刷與地良好絕緣，例如，具有大于或等于0.5ΜΩ的絕緣電阻。在一個優(yōu)選的實施方式中，所述絕緣層可以為環(huán)氧樹脂板。環(huán)氧樹脂板是一種工業(yè)中常用的絕緣材料，通過對其厚度進(jìn)行選擇，可以獲得需要的絕緣電阻。優(yōu)選地，在安裝電刷單元102時，可以通過調(diào)整刷架的安裝位置和/或絕緣材料的厚度，來調(diào)整刷握與電刷將解除的勵磁機(jī)端軸之間的間隙，例如5mm，并保證電刷在刷握內(nèi)自由移動。此外，電刷彈簧的彈力也應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，以保證電刷與勵磁機(jī)端軸良好接觸。
[0028]為了保證電刷與勵磁機(jī)端軸有效、可靠地接觸以及使勵磁機(jī)端軸受力平衡，在一個實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置可以包括兩組所述電刷單元102，兩組所述電刷單元102被分別設(shè)置在所述勵磁機(jī)端軸的軸頸中心兩側(cè)。在一個優(yōu)選的實施方式中，兩組電刷單元102可以被設(shè)置在勵磁機(jī)端軸的軸頸中心兩側(cè)相對180°的位置，每組電刷單元102包含一組刷架、刷握和電刷，兩組電刷單元102的電刷可以并聯(lián)后與RC單元101串聯(lián)。
[0029]再次參考圖2，需要說明的是，根據(jù)本發(fā)明實施方式的汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置可以與現(xiàn)有技術(shù)中的在汽輪機(jī)大軸側(cè)(發(fā)電機(jī)汽側(cè))將大軸接地的接地電刷裝置結(jié)合使用，在取得了良好的技術(shù)效果的同時具有優(yōu)良的設(shè)備兼容性。
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方式的汽輪發(fā)電機(jī)接地方法流程圖。如圖3所示，本發(fā)明實施方式提供的一種汽輪發(fā)電機(jī)接地方法，可以包括:S302，在汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸和地之間設(shè)置RC單元和電刷單元；S304，配置RC單元使其一端接地，另一端連接電刷單元；以及S306，配置電刷單元使其與汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸電接觸。[0031]通過上述技術(shù)方案，在汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸和地之間設(shè)置RC單元，利用RC單元中的電阻能夠有效消除靜電荷減小軸電流，而電容能夠減小軸對地電容電壓的比值，減小高頻電壓峰值。
[0032]在一個實施方式中，上述方法中設(shè)置的電刷單元可以包括以下元件:刷架、刷握和電刷，其中設(shè)置所述電刷單元包括:將所述刷架配置成固定所述刷握；在所述刷架和所述刷握之間設(shè)置絕緣層，使所述刷握的絕緣電阻值大于或等于0.5ΜΩ ;以及將所述刷握配置成握持所述電刷。優(yōu)選地，其中所述絕緣層為環(huán)氧樹脂板。在一個實施方式中，可以通過調(diào)整絕緣材料的厚來得到需要的絕緣電阻值，方法中可以包括通過調(diào)整所述絕緣層的厚度使刷握的絕緣電阻值大于或等于0.5ΜΩ。其中，可以使用500V的搖表測量絕緣電阻值。
[0033]以下結(jié)合一個具體實例對使用根據(jù)本發(fā)明提供的汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置及方法的使用效果進(jìn)行說明。
[0034]表1中示出了某廠汽輪發(fā)電機(jī)組中某臺發(fā)電機(jī)的運行參數(shù)。
[0035]表1
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種汽輪發(fā)電機(jī)接地裝置，該裝置包括: RC單元和電刷單元，其中 所述RC單元被配置成一端接地，另一端連接所述電刷單元；以及 所述電刷單元被配置成與所述汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸電接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述電刷單元包括以下元件:刷架、刷握和電刷，其中 所述刷架被配置成固定所述刷握，并且所述刷架和所述刷握之間設(shè)置有絕緣層；以及 所述刷握被配置成握持所述電刷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述絕緣層為環(huán)氧樹脂板。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述裝置包括兩組所述電刷單元，兩組所述電刷單元被分別設(shè)置在所述勵磁機(jī)端軸的軸頸中心兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述RC單元包括并聯(lián)的電阻值為500Ω的電阻R和電容值為10 μ f的電容C。
6.一種汽輪發(fā)電機(jī)接地方法，該方法包括: 在所述汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸和地之間設(shè)置RC單元和電刷單元； 配置所述RC單元使其一端接地，另一端連接所述電刷單元；以及 配置所述電刷單元使其與所述汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)端軸電接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述電刷單元包括以下元件:刷架、刷握和電刷，其中設(shè)置所述電刷單元包括: 將所述刷架配置成固定所述刷握； 在所述刷架和所述刷握之間設(shè)置絕緣層，使所述刷握的絕緣電阻值大于或等于0.5ΜΩ ;以及 將所述刷握配置成握持所述電刷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述絕緣層為環(huán)氧樹脂板。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中將兩組所述電刷單元被分別設(shè)置在所述勵磁機(jī)端軸的軸頸中心兩側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述RC單元包括并聯(lián)的電阻值為500Ω的電阻R和電容值為10 μ f的電容C。
【文檔編號】H02K11/00GK103683687SQ201310681862
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】王紹宇 申請人:中國神華能源股份有限公司, 北京國華電力有限責(zé)任公司, 內(nèi)蒙古國華準(zhǔn)格爾發(fā)電有限責(zé)任公司