發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷過(guò)熱原因分析與預(yù)防

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1、第l3卷(2011年第5期)電力安全技術(shù)Z發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷過(guò)熱原因分析及預(yù)防馮上青(韶關(guān)發(fā)電廠，廣東韶關(guān)512023)[摘要]根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷發(fā)熱公式，分析了勵(lì)磁碳刷過(guò)熱的原因。從設(shè)計(jì)、設(shè)備質(zhì)量、安裝、維護(hù)等各方面嚴(yán)格把關(guān)，盡量保持各碳刷支路電阻、電流相等或相近，能有效避免碳刷過(guò)熱現(xiàn)象的發(fā)生。通過(guò)介紹某廠11號(hào)發(fā)電機(jī)碳刷過(guò)熱問(wèn)題及處理，說(shuō)明碳刷質(zhì)量與選型、維護(hù)技能經(jīng)驗(yàn)對(duì)砑}1過(guò)熱影響的重要性。[關(guān)鍵詞]勵(lì)磁碳刷；過(guò)熱；預(yù)防措施發(fā)電機(jī)運(yùn)行中勵(lì)磁碳刷是維護(hù)工作量大且最容碳刷運(yùn)行中的熱量基本上由3部分組成：易出現(xiàn)故障的部件，若在運(yùn)行中碳刷出現(xiàn)

2、的異常不(1)碳刷自身電阻的發(fā)熱功率R；能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)和消除，很可能會(huì)發(fā)展成發(fā)電機(jī)勵(lì)磁(2)碳刷在刷架與滑環(huán)間的接觸電阻引起的發(fā)不穩(wěn)甚至失磁、碳刷滑環(huán)燒毀、轉(zhuǎn)子繞組短路燒損熱功率_，尺：；等嚴(yán)重事故。如某電廠2號(hào)發(fā)電機(jī)于2004—01-30(3)碳刷與滑環(huán)問(wèn)的滑動(dòng)磨擦力引起的發(fā)熱功滑環(huán)碳刷著火，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動(dòng)作停機(jī)。事率W3=Fv。后檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)碳刷架負(fù)極滑環(huán)側(cè)已嚴(yán)重?zé)龘p，其中，為流過(guò)碳刷的電流，R為刷體電阻，并有短路痕跡，轉(zhuǎn)子正極弓l線(長(zhǎng)引線)大部分燒為碳刷接觸電阻(包括刷辮與刷架接觸電阻、刷毀，用以固定負(fù)極滑環(huán)的鋼套圈也燒損嚴(yán)重。辮與刷

3、體連接電阻、刷體與滑環(huán)接觸電阻)，F(xiàn)為從大量發(fā)電機(jī)碳刷故障致使發(fā)電機(jī)停運(yùn)的案例碳刷彈簧壓緊力，v為碳刷與滑環(huán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。來(lái)看，停機(jī)事件的直接原因是碳刷(包括刷辮)過(guò)因此，碳刷的總發(fā)熱功率=++w3=12R。+I2R，+熱。因此，對(duì)發(fā)電機(jī)碳刷維護(hù)(包括更換碳刷、調(diào)。碳刷運(yùn)行中與滑環(huán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度是固整彈簧壓力、清潔滑環(huán)碳刷等)的目的也是防止碳定的；彈簧若為恒壓式則壓緊力F恒定，若為非刷過(guò)熱。為了防止發(fā)電機(jī)碳刷過(guò)熱，需分析其過(guò)熱恒壓式彈簧則F隨碳刷體的磨損逐漸降低，因此的原因，并從設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行維護(hù)等幾個(gè)方面消磨擦發(fā)熱并不會(huì)引起碳刷過(guò)熱。而，隨運(yùn)除

4、其過(guò)熱的根源。行工況在某些情況下會(huì)發(fā)生很大的變化，發(fā)熱功率fR，+超過(guò)碳刷承受程度則會(huì)引起碳刷過(guò)熱燒1碳刷過(guò)熱原因分析損，從而危及發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。因此，在運(yùn)行中應(yīng)控制LR，R，在正常范圍。1．1碳刷發(fā)熱量的組成1．2碳刷過(guò)熱原因分析大容量機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子正、負(fù)極滑環(huán)與刷架之因?yàn)槊繕O滑環(huán)上碳刷都是并聯(lián)運(yùn)行的，根據(jù)并問(wèn)都并聯(lián)有幾十只碳刷，也就是說(shuō)，正(負(fù))極各聯(lián)電路原理，當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流一定時(shí)，流經(jīng)每只碳刷是并聯(lián)運(yùn)行的，且流經(jīng)每只碳刷的電流也比較碳刷的電流與該只碳刷支路電阻(R，+)成反比。大(如300MW發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷時(shí)，平均流經(jīng)每只根據(jù)基爾霍夫第一定

5、律，某一碳刷支路運(yùn)行中因電碳刷的電流達(dá)60A)。正常運(yùn)行中的碳刷溫度一般在阻增大而遞減的電流必然會(huì)被其他碳刷支路負(fù)擔(dān)；50～80℃(溫升在40℃左右)，流經(jīng)每只碳刷的電某一簇碳刷支路因電阻增大而遞減的電流也會(huì)被其流基本相等，碳刷與滑環(huán)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量由通風(fēng)余簇碳刷支路負(fù)擔(dān)。因大機(jī)組每極滑環(huán)上都有幾十系統(tǒng)帶走，即發(fā)熱與散熱達(dá)到基本平衡。只碳刷，一兩只碳刷失去作用(如刷握卡澀失去滑一9一Z電力安全技術(shù)第l3卷(2011年第5期)動(dòng)接觸或更換碳刷期間)，對(duì)其他碳刷支路不會(huì)有刷體與刷握內(nèi)壁有0．1～0．2mii1的間隙，防止刷很大影響。但如果多條碳刷支路電阻

6、增大甚至斷路，體受熱膨脹卡阻，從而增大接觸電阻甚至斷路。會(huì)使其他碳刷支路電流有很大的增幅。發(fā)電機(jī)碳刷刷辮與刷架連接之前，應(yīng)先檢查連接螺絲干凈在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于彈簧壓力變化、碳刷質(zhì)量無(wú)銹，刷架連接處清潔干凈，然后再連接牢固。彈差異、安裝等原因會(huì)引起刷體長(zhǎng)短不一、滑環(huán)氧化簧壓接緊力要適中，并與其他碳刷彈簧緊力相當(dāng)，膜變化、碳刷接觸面形成氣膜和跳動(dòng)等現(xiàn)象，使得從而有效避免人為原因使碳刷接觸電阻增大。各碳刷支路電阻(包括刷體電阻、接觸電阻)出現(xiàn)2．2運(yùn)行維護(hù)方面分化。碳刷支路電阻出現(xiàn)大幅變化將使各碳刷電流認(rèn)真執(zhí)行巡回檢查制度和交接班制度，特別要差別大幅變

7、化。而發(fā)熱功率與電流的平方成正比，定期檢查各碳刷溫度。各碳刷溫度應(yīng)該相接近且不使得本來(lái)溫度接近正常值上限的碳刷很快發(fā)熱超超過(guò)80℃。若某些碳刷(包括刷架、刷框、接觸面、限，一旦該碳刷燒損，極易促使其他碳刷相繼過(guò)熱刷辮)溫度明顯高于其他在運(yùn)碳刷的溫度，應(yīng)重點(diǎn)和燒損，造成惡性循環(huán)，擴(kuò)大事態(tài)。進(jìn)行跟蹤、檢查和調(diào)整。如，檢查碳刷有無(wú)跳動(dòng)、某些碳刷因彈簧緊力不足、碳刷接觸面臟污等冒火現(xiàn)象；用手拉刷辮檢查碳刷是否存在卡澀、壓原因而產(chǎn)生火花，如不及時(shí)消除可能燒傷滑環(huán)接觸力不均或失效現(xiàn)象；檢查刷塊邊緣是否存在剝落；面，從而引發(fā)更多碳刷接觸不良，使得正常工作的刷體是否

8、過(guò)短；用鉗表檢查各碳刷電流是否偏差過(guò)碳刷支路電流大增而發(fā)熱。如果碳刷火花過(guò)大，不大等，并消除不正?，F(xiàn)象。僅使