300MW发电机励磁碳刷故障原因及运行维护对策

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1、300+MW发电机励磁碳刷故障原因及运行维护对策第35卷第9期2007年5月1日继电器RELAY、,01.35No.9May・1,2007300MW发电机励磁碳刷故障原因及运行维护对策杨凯（广东湛江电力有限公司，广东湛江524099）摘要：分析了采用交流励磁机的300MW发电机励磁碳刷常见故障所产生的机理及原因，并以此为依据提出了相应的运行维护对策。对于避免转子回路失磁、转子短路等严重事故的发生，规范30OMw发电机碳刷的运行维护管理，进而减少类似故障发生有一定的借鉴意义。关键词：碳刷；常见故障；原因

2、；发电机Ca砸eofcarbonbmshfaultfor300MWgeneratorandcounte邺easureofope豫tionand524099,ChmaintenanYANGKaiPowepap0MWgtenanceandcal1avoidfami1iaffau1£；cause；generator中图分类号：制31文献标识码：B文章编号：10034897(2007)09-0070.020引言对于采用交流励磁机的发电机而言，发电机转分组成：刷体口身电阻引起的发热、与刷架及集电环问的接触电阻引

3、起的发热，与集电环间的滑动磨擦引起的发热。子碳刷是励磁回路动静接触及能量传递的重要部件。碳刷一般由石墨制成，右墨是非金属导电材料，其电阻系数是铜的400倍，运行过程中产生的高热量以及持续滑动磨擦带來的热量及机械损耗使碳刷碳刷自身电阻发热功率：wl—妇1碳刷接触电阻发热功率：％=，尺2磨擦发热功率：VI'=Fv其中：，为流过碳刷的电流；尺1为碳刷电阻；R2为成为发电机中最易损坏和维护工作量最大的零件。随着发电机容量的提高和励磁电流的增大，碳刷的数量和尺寸也在增长，300Mw容量的发电机转子回路的碳刷毎极

4、可达30个以上，虽然某几个碳刷损坏或故障不会立即威胁到发电机的运行安全，但若发现不及时，将会引起其余正常碳刷的运行条件恶化而相继损坏，轻则使机组被迫降负荷，重则引起发电机失磁造成停机，甚至引发转子回路短路造成发电机设备损坏。300Mw的发电机组无论是失磁停机还是设备损坏对电网都有严重影响，因此对转予碳刷的运行维护工作要予以高度重视。1碳刷接触电阻；，为碳刷弹簧压紧力；v为碳刷与集电环的相对运动速度。碳刷运行中与集电环的相对运行速度v是固定的，弹簧若为恒压式则压紧力F恒定，若为非恒压式则F在碳刷运行过程

5、中将随刷体的磨损逐渐降低，因此磨擦发热并不会引起碳刷过热。而碳刷自身及接触电阻发热功率之和为啊+%=J2R1+户R2月（侬1+侬2）0（u1+仇）=,【，其中：“为碳刷自身压降；踢为碳刷接触压降；〃为碳刷运行中的总圧降。碳刷在运行中同极碳刷的碳刷运行时常见的故障及原因电流流经碳刷将引起碳刷发热，其发热由三部总压降〃都是相同的，则碳刷自身及接触电阻引起的发热取决于流经碳刷的电流厶由上式可知碳刷是否出现过热最终由流经碳刷的电流决定。碳刷电流负荷过大将引起碳刷过热，刷体温度升高，由于碳刷材料石墨负温度电阻特

6、性的影响，碳刷温度越1.1碳刷部件过热烧损万方数据杨凯300Mw发电机励磁碳刷故障原因及运行维护对策一71・高，则刷体电阻越小，流经碳刷的电流越大，引起更严重的过热，如此恶性循环将最终造成碳刷刷辫烧断、碳刷压簧及刷握烧红烧损等故障,这也是发电机碳刷最常见的故障。1・2碳刷跳动、冒火发电机转子集电环螺旋沟积聚灰尘、碳粉末使碳刷与集电环之间形成接触气膜、集电环的圆度、同心度不佳、碳刷与集电环磨合面接触精度不佳、集电环表面因电腐蚀出现小凹坑，表面光洁度变差都会使碳刷与集电环接触不良，造成碳刷跳动、冒火现象，

7、有时甚至使某些质量不佳的碳刷出现崩角、碎裂等情况。1・3碳刷卡阻碳刷在运行中受热刷体将会膨胀，若刷体与刷握尺寸不匹配，容易造成刷体膨胀受阻，增加了刷体与刷握内表曲的磨擦阻力，从而使碳刷出现卡阻。碳刷蘑损产生的碳粉不能及时带走，积聚在刷握内，也容易使碳刷卡阻。此外，碳刷弹簧两侧压力不均或刷握安装不当、不在集电环圆周法线上，将会使刷体在刷握内倾斜,在刷握一侧上沿及另一侧下沿产生卡阻。碳刷卡阻后，由于不能活动自如，运行一段时间后，碳刷与集电环的接触血将因刷体磨损而逐渐分离，造成该碳刷所分担的励磁电流为0,致

8、使其它碳刷工作电流增大，发热加重。1・4碳刷工作小室温度过高300嗣发电机为了维持转子碳刷工作小室的环境温度，设置了独立的通风冷却系统，配置了碳刷冷却风机。若碳刷冷却风机工作异常或冷却风道堵塞，碳刷小室的冷却风量减少，集电环及碳刷工作时产牛的热量不能及时带走，将造成碳刷工作小室温度过高。碳刷小室工作温度过高，将加重碳刷的发热及加快集电环氧化膜的形成，恶化了碳刷的工作环境。2碳刷的运行维护对策2・1加强碳刷运行中的巡视检查及调整300Mw发电机转子碳刷的运