发电机励磁碳刷滑环发热的分析预防和应急处理分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com甘肃电力技术9发电机励磁碳刷滑环发热的分析预防和应急处理分析耿道波(华电国际十里泉发电厂山东省枣庄市277103)【摘要】碳刷和滑环是发电机动静接触和交换能量的设备，是发电机励磁系统的重要组成部分．但是运行中由于很多原因，时常出现发热现象，严重危及发电机的安全运行。通过分析励磁碳刷滑环发热的产生发展，引起碳刷、滑环发热的因素，结合几年来的实践经验，总结出发热的处理及严重发热时实用可行的两种应急处理方法，实用中取得了很大成效。进一步针对性地提出了正常运行的维护和注意事项。【关键词】碳刷滑环发热分析预防应急处理1前言工作电流在20"-"IOO

2、A。刷握弹簧压力比较均匀，碳刷活动自如且无振动卡涩现象。碳刷与滑环运行中十里泉发电厂30万kw机组励磁方式为静止型产生的热量由通风系统带走，即发热与散热达到基三机励磁系统，发电机刷架与导电环合二为一，每本平衡。正常运行状态下，当负荷增加、电流增大个环由两瓣拼成，其材料为铸硅黄铜。外圆周表面或个别碳刷工况变差时，温度会有短时少量增加或开有螺旋沟，并有沿集电环圆周均布斜30。的通风者不增加，系统能够维持平衡或达到新的平衡状态。孔，以防止气垫现象及加强集电环本身的冷却。每但是如果碳刷变短、接触电阻和附加电阻变大、刷个导电环上分别设置四排碳刷，以减小集电环表面握弹簧压力变小、碳刷运行工况变差，

3、当工作电流的磨损。电刷与集电环有独立的通风系统，冷空气增加，温度变化时系统的平衡能力降低，部分碳刷由2个集电环的外侧进入，中间出去，由装在转子温度将升高，从而整个系统温度升高，有时甚至达上的2个并联的离心式风扇驱动。进风和出风均由到无法控制状态。发热时电刷和集电环温度高达100管道引至厂房外部，有利于降低噪声和排出碳粉。℃以上，最严重时达到200"--'300℃。此时碳刷工作发电机转子额定励磁电压365V，额定励磁电流状态越来越差，碳刷电流分布很不均匀，少数碳刷2642A。刷握采用恒压式，每极碳刷共40块。电流达到300A，而另一些碳刷电流接近于零。大量碳刷是发电机动静接触和交换能量的

4、设备，碳碳刷出现不正常的跳动或卡涩，并出现大量火花，刷运行的好坏，直接关系到发电机的运行安全。然刷辫烧断或脱辫；碳刷与滑环摩擦，声音变得尖锐而实际运行中，碳刷与滑环发热现象极为普遍，如刺耳。果不能及时有效地采取措施加以处理，或者处理不得当，将会扩大故障，造成严重发热、滑环烧坏，3引起碳刷、滑环发热的因素导致发电机停机事故及不必要的损失。(1)碳刷发热量由4部分组成：碳刷自身电阻2碳刷和滑环发热的产生发展过程发热Q，，碳刷接触压降发热Qz，磨擦发热Q。，刷辫与碳刷接触电阻和散流电阻发热Q。碳刷正常运行中的温度一般在50"80℃(温升碳刷自身电阻发热：Q=I。R．40℃左右)，碳刷电流分布

5、整体比较平衡，每块碳刷式中：维普资讯http://www.cqvip.comIO发电机励磁碳刷滑环发热的分析预防和应急处理分析I一流过碳刷的电流：异：而且在碳刷磨短过程中，弹簧压力也会不同程R一碳刷电阻。度减少。压力小到一定程度，接触不稳定，接触压碳刷接触压降发热：Qz=I△U降增大，接触压降发热明显增加。同时由于弹簧压式中：力不足，刷握和碳刷加长增加了碳刷侧面磨擦阻力，△U一接触压降。碳刷被阻在握内。磨擦发热：Q。=FV4．4碳刷接触面形成气膜式中：碳刷在允许最大速度下运行，很容易在碳刷接F一碳刷压紧力；触面产生气膜和跳动，使流过碳刷的电流不稳定。V一碳刷与滑环的相对运动速度。在滑环

6、表面开凹槽和磨花碳刷接触面虽然可以破坏接触电阻和散流电阻发热：Q4=Ir气膜，但却使碳刷实际的接触面积减小。式中：4．5电流平衡的破坏I一流过碳刷的电流；一般情况下，碳刷与滑环接触面的接触紧力较r一接触电阻和散流电阻等效值。大，即接触压降小，所有碳刷工况相近，每条碳刷碳刷总体发热量为：Q=Q。+Q2+Q。+Qt的电流大小接近，刷体的平均温度较低，碳刷间电这4部分在碳刷发热总量中所占比例大小，随流相对稳定平衡。运行一段时间后，碳刷的磨损量着碳刷运行阶段及状况的改变而不断变化。相近，但出现了氧化膜(氧化膜应均匀并有光泽)、(2)滑环的发热由3部分组成：滑环自身电阻气膜、卡阻等因素，碳刷磨短

7、或弹簧压力降低，碳发热Q。。、碳刷接触压降发热Q：和碳刷热传导热量刷接触面的接触紧力减小，碳刷间电流重新分配，Q33。每条碳刷的电流差别增大。这个阶段时间长，且逐滑环的总体发热量为：Q：Q-+Qzz+Q。。渐变化，不容易引起警觉。当环境温度升高或励磁在滑环发热总量中，滑环自身电阻发热Q所占电流增加时，随时可引起发热，造成平衡破坏。比例甚小，可以忽略：所以滑环的发热由碳刷的发5发热的处理热量决定，随着碳刷温度的整体变化，滑环温度随之将有不同程度的