西门子thdf型发电机励磁碳刷烧损原因分析及防范措施

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1、西门子THDF型发电机励磁碳刷烧损原因分析及防范措施摘要：木文对西门子THDF型发电机所发生的一起励磁碳刷烧损现象进行了详细分析，提出了针对性的防范措施，通过这些措施的实施，能够有效地防止发电机励磁电流分布不均而造成碳刷烧损。关键词：发电机励磁、励磁碳刷烧损、励磁碳刷维护中图分类号：TM31文献标识码：A文章编号:1672-3791(2013)04(c)-0118-01目前大型发电机的励磁系统分为无刷励磁和有刷励磁两大类。无刷励磁具有设备维护量小的优点，但是其元器件的可靠性仍有待检验。有刷励磁方式具有元器件可靠

2、性高，励磁电流调节方便，缺点设备的维护量大，维护不及时或维护不当会造成碳刷烧损。邯峰电厂发电机为西门子生产的THDF115/67型氢冷发电机，单机容量660MWo励磁系统采用静态可控硅整流。2011年6月3口上午发现#2发电机正极东南有四块碳刷刷辫绝缘有破坏现象，打开隔音罩门检查时发现刷辫已经烧断。马上通知运行人员立即降低机组的无功。然后逐个的将烧损的刷握及碳刷进行了更换，并测量每个碳刷的电流，使其分布均匀。该缺陷如果处理不及时，或处理方法不当，就会使碳刷烧损加剧，最终造成停机，严重时甚至损坏发电机转子绕组绝缘

3、。1发电机励磁系统结构分析（1）TIIDF115/67型发电机额定励磁电流为5375A,励磁碳刷共有96块，分为正负两极安装，每极48块。碳刷尺寸为32X32X64mm,碳刷电流密度为6-12A/cm2,每块碳刷通过的励磁电流应为61.5-123A。（2）励磁轴滑环分为正负两极，每极分为两组滑环，采用方形螺旋状接触面，对应各滑环位置，安装有四组刷架，刷架下部为直流母线端子排，通过软连将其与刷架相连。（3）刷握结构见图一所示。图中红圈部位即刷握和刷架的结合面，接触面积为5.4cm2,接触面的压力由刷握上的弹簧维持

4、,拆卸刷握时压下压把使弹簧压缩,接触面分离，然后将刷握拔下。碳刷安装在刷握内，碳刷与滑环接触压力山后部的弹簧棒维持。（4）励磁电流的流向。静态可控硅将励磁电流输入直流母线上，通过母线端了排的软连通入刷架，再通过刷架和刷握的接触面将电流通入刷握，刷握上的励磁电流通过刷辩给与碳刷，碳刷端部与滑环接触将电流给与励磁轴内。2碳刷烧损原因分析在缺陷现场即対各个碳刷的电流进行了测量，有一部分碳刷的电流非常小，最低值为几安培，这样本应该由其所承担的励磁电流则由那些接触良好的碳刷承担。造成部分碳刷电流严重超标，发热量增人，进而

5、烧断刷辫。因此电流分布不均匀是造成刷辫烧断的主要原因。造成电流分布不均匀的原因有以下几点。（1）碳刷过短，会造成与滑环接触面压力不够，严重时失去接触。会使接触良好的碳刷上通过过大的励磁电流。励磁碳刷每周都会进行检查更换，因此这不是造成此次电流分布极不均匀的主要原因。（2）碳刷在刷握内卡涩。当刷握的压簧弹力不够或者刷握内积灰过多，会造成碳刷的卡涩，同样会造成接触不良。每周进行都会检查此项，因此这也不是主要原因。（3）接触不良。励磁电流所通过的刷握和刷架及碳刷与滑环的接触面为动接触面，其余接触面都是通过螺栓连接，为

6、静接触面。因此只有这两个动接触面能够造成接触不良。第一动接触面：碳刷表面与滑环接触不良。滑环表面采用方形螺旋接触面，目的是为了改善碳刷接触面的气隙状况，同时排出磨损下来的碳粉。励磁隔音罩内的环境较好，不存在油雾及大量的灰尘，因此碳刷表面很干净。但滑环磨损不均匀会增加滑环的椭圆度，这样在运行时就会使碳刷在刷握屮跳动，使励磁电流发生跳变。在2008年元月份的#2发电机大修屮,测量滑环周径，椭圆度不人，因此这不是主要原因。第二接触面：刷握与刷架接触不良。刷握与刷架的接触面积很小，历次拔插刷握都会造成接触面的磨损，增大

7、接触面的间隙，造成接触不良。现场实际情况也证明了这点，部分刷握在这个接触面部位只有两边的两点有接触，其余部分已脱离了接触。3处理措施（1）发生碳刷烧损时，应马上降低无功以减少励磁电流。首先更换已经烧断了的刷握，然后处理没有熔断的刷握，千万不能轻易将烧红但未烧断的刷握拔下。每周要保证一次励磁碳刷检查，使用钳形电流表测量每块碳刷的电流。及时更换碳刷。对于刷架的接触面，运行时严禁使用锂刀及砂纸打磨（因此时刷架带电），防止造成转子接地保护动作。（2）利用机组检修机会仔细测量滑坏椭圆度及磨损凹槽分布情况，如果椭圆度过人应

8、对滑环进行精车。清理打磨刷握和刷架的接触面，使用高导电度的材料对这两部分的结合面进行电镀，保证其接触的良好。4结语通过采取以上措施，励磁电流在96块碳刷上分布均匀。彻底消除了部分碳刷电流超标的现象，冇效地保证的设备的安全。实践证明以上措施是行之有效的。参考文献[1]西门子公司.TIIDF115/67型发电机安装手册・2000.