火电厂事故分析

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1、发电机励磁碳刷事故分析和对策（摘要）分析了某电厂135MW汽轮发电机碳刷烧损事故的原因，介绍了改进碳刷维护管理的措施。（关键词）碳刷事故；发热；电流平衡；措施某电厂1，2号机曾因励磁碳刷环火造成2次停机事故。机组容量135MW，发电机的励磁形式为它励，额定励磁电流1765A，励磁碳刷采用非恒压形式，主励每极32条碳刷，2号机组大修增容改造时，励磁碳刷改为恒压形式，每极30条碳刷。1事故经过(1)上午08:00交接班检查1号机组碳刷无火花机，14:45检查发现主励磁机负极滑环碳刷环火，减负荷和减励磁电流、调整处理无效，碳刷刷辫相继发红烧断，并伴有弧光，14:

2、55，值长令解列停机，事故过程约10min，结果造成20个碳刷刷辫烧断，4个刷握孔熔化。当时机房内温度35～40℃，有功负荷134MW，无功负荷90Mvar，励磁电流1650A。(2)2机房内温度35～40℃，2号机组有功负荷136MW，无功负荷87Mvar，励磁电流1550A，班中检查发现励磁负极的其中一条碳刷断辫，滑环碳刷火花大，取出该组(3条)碳刷更换，滑环环火，并发现其它碳刷相继发红断辫，减励磁电流，有功减至92MW调整处理无效，解列停机。整个过程约15min，结果造成10只碳刷刷辫烧断，部分采集电环及销钉固定孔烧化，“V”架部分销钉烧断。2引起碳

3、刷发热的因素碳刷发热由3部分组成：碳刷自身电阻发热，碳刷接触压降发热和磨擦发热。碳刷自身电阻发热功率：W1=I2R碳刷接触压降发热功率：W2=I△E磨擦发热功率：W3=Fv其中：I－流过碳刷的电流；R-碳刷电阻；△E-接触压降；F-碳刷压紧力；v-碳刷与滑环的相对运动速度。3碳刷发热的原因3.1碳刷使用过程中电阻值逐渐增大3.2碳刷卡阻碳刷通过电流后发热，刷体膨胀，易卡在刷握，这时拉动刷辫感觉很紧；部分碳刷由于振动、刷握不垂直等原因，会在刷握一侧的上沿和另一侧下沿产生明显卡阻，这几种形式卡阻，用钳表仍可测得电流，容易被误导(刷辫处磁场较强，测量方法不同，钳

4、表测得数值误差大，测量值只作定性分析)，碳刷却已经失效，致使其它碳刷分配的电流增加，电阻发热增加。3.3碳刷压力减小非恒压碳刷，压紧弹簧后碳刷接触压降小，发热少，在碳刷磨短后，弹簧压力明显减少，压力小到一定程度，接触不稳定，接触压降增大，接触压降发热明显增加。3.4碳刷接触面形成气膜碳刷最大圆周速度为70m/s，发电机励磁滑环直径为445mm，折算后滑环表面园周速度为69.9m/s，碳刷在允许最大速度下运行，很容易在碳刷接触面产生气膜和跳动，流过碳刷的电流不稳定。在滑环表面开凹槽和磨花碳刷接触面可破坏气膜。但开凹槽使碳刷实际的接触面积减小。3.5滑环氧化膜

5、的形成滑环氧化膜太厚，使碳刷接触电阻大大增加，励磁电流分流到其它回路电阻小的碳刷上。3.6电流平衡的破坏一般情况下，非恒压弹簧碳刷新换上和压紧弹簧，碳刷与滑环接触面的接触紧力较大，即接触压降小，所有32条碳刷工况相近，每条碳刷的电流接近相等，刷体的平均温度较低，碳刷间电流相对稳定平衡(称作强平衡)。运行一段时间后，碳刷的磨损量相近，但出现了氧化膜、气膜、卡阻等因素，碳刷磨短了或弹簧压力降低了，碳刷接触面的接触紧力减小，碳刷间电流二次再分配，每条碳刷的电流差别增大，处于不稳定平衡(称作弱平衡)。这个阶段时间长，逐渐变化，不容易引起警觉。当环境温度升高或励磁电

6、流增加时，随时可造成弱平衡破坏。4碳刷事故原因滑环表面形成了一定厚度的氧化膜，增大了碳刷的接触压降，加上个别碳刷卡阻失效，碳刷处于弱平衡状态，事故时室内气温高，机组负荷加满，励磁电流增加，碳刷间弱平衡破坏，个别碳刷电流迅速增大，严重过热，刷体发红膨胀卡死，大电流转移到其它碳刷，并相继出现膨胀卡死，滑环环火恶性发展，使得短时间内大量碳刷刷辫烧断。5关于2号恒压励磁碳刷事故2号机组大修时将刷架改为恒压励磁刷架，主励磁机每极碳刷由10组“V”架组成，每个“V”架装3条碳刷，“V”架与集电环靠一根销钉转动90。卡接，“V”架两侧面与集电环面接触通过电流。5.1“V

7、”架销钉磨蚀“V”架销钉磨蚀有2种，一种是电流流经销钉产生腐蚀，另一种是销钉与“V”套径向线接触，“V”架与“V”套接触紧力使销钉产生应力磨损。5.2“V”架与集电环接触不好“V”架与集电环“V”套配合差，虽然装配要求接触面大于80%，实际上达不到要求，“V”架装上后前后左右可晃动，造成“V”架两侧面很多烧伤弧坑。5.3弹簧压力不足恒压弹簧压力不足，用手拉动励磁弹簧，可明显感觉不同弹簧的压力差异，且弹力比其它机组非恒压弹簧小很多，由于弹簧压力不足，刷握和碳刷加长增加了碳刷侧面磨擦阻力，碳刷被阻在握内。上述缺陷增加了2号机碳刷事故的几率，而2号机事故当时取出

8、1组碳刷更换则加剧了碳刷弱平衡的破坏。6改进维护处理措施(1)将消