发电机励磁碳刷过热原因分析与预防

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1、第l3卷(2011年第5期)电力安全技术Z发电机励磁碳刷过热原因分析及预防冯上青(韶关发电厂，广东韶关512023)[摘要]根据并联电路特点和发电机励磁碳刷发热公式，分析了励磁碳刷过热的原因。从设计、设备质量、安装、维护等各方面严格把关，尽量保持各碳刷支路电阻、电流相等或相近，能有效避免碳刷过热现象的发生。通过介绍某厂11号发电机碳刷过热问题及处理，说明碳刷质量与选型、维护技能经验对砑}1过热影响的重要性。[关键词]励磁碳刷；过热；预防措施发电机运行中励磁碳刷是维护工作量大且最容碳刷运行中的热量基本上由3部分组成：易出现故障的部件，若在运行中碳刷出现

2、的异常不(1)碳刷自身电阻的发热功率R；能及时被发现和消除，很可能会发展成发电机励磁(2)碳刷在刷架与滑环间的接触电阻引起的发不稳甚至失磁、碳刷滑环烧毁、转子绕组短路烧损热功率_，尺：；等严重事故。如某电厂2号发电机于2004—01-30(3)碳刷与滑环问的滑动磨擦力引起的发热功滑环碳刷着火，导致发电机失磁保护动作停机。事率W3=Fv。后检查发现，发电机碳刷架负极滑环侧已严重烧损，其中，为流过碳刷的电流，R为刷体电阻，并有短路痕迹，转子正极弓l线(长引线)大部分烧为碳刷接触电阻(包括刷辫与刷架接触电阻、刷毁，用以固定负极滑环的钢套圈也烧损严重。辫与刷

3、体连接电阻、刷体与滑环接触电阻)，F为从大量发电机碳刷故障致使发电机停运的案例碳刷弹簧压紧力，v为碳刷与滑环的相对运动速度。来看，停机事件的直接原因是碳刷(包括刷辫)过因此，碳刷的总发热功率=++w3=12R。+I2R，+热。因此，对发电机碳刷维护(包括更换碳刷、调。碳刷运行中与滑环的相对运动速度是固整弹簧压力、清洁滑环碳刷等)的目的也是防止碳定的；弹簧若为恒压式则压紧力F恒定，若为非刷过热。为了防止发电机碳刷过热，需分析其过热恒压式弹簧则F随碳刷体的磨损逐渐降低，因此的原因，并从设计、安装、运行维护等几个方面消磨擦发热并不会引起碳刷过热。而，随运除

4、其过热的根源。行工况在某些情况下会发生很大的变化，发热功率fR，+超过碳刷承受程度则会引起碳刷过热烧1碳刷过热原因分析损，从而危及发电机的安全运行。因此，在运行中应控制LR，R，在正常范围。1．1碳刷发热量的组成1．2碳刷过热原因分析大容量机组发电机转子正、负极滑环与刷架之因为每极滑环上碳刷都是并联运行的，根据并问都并联有几十只碳刷，也就是说，正(负)极各联电路原理，当发电机励磁电流一定时，流经每只碳刷是并联运行的，且流经每只碳刷的电流也比较碳刷的电流与该只碳刷支路电阻(R，+)成反比。大(如300MW发电机额定负荷时，平均流经每只根据基尔霍夫第一定

5、律，某一碳刷支路运行中因电碳刷的电流达60A)。正常运行中的碳刷温度一般在阻增大而递减的电流必然会被其他碳刷支路负担；50～80℃(温升在40℃左右)，流经每只碳刷的电某一簇碳刷支路因电阻增大而递减的电流也会被其流基本相等，碳刷与滑环运行中产生的热量由通风余簇碳刷支路负担。因大机组每极滑环上都有几十系统带走，即发热与散热达到基本平衡。只碳刷，一两只碳刷失去作用(如刷握卡涩失去滑一9一Z电力安全技术第l3卷(2011年第5期)动接触或更换碳刷期间)，对其他碳刷支路不会有刷体与刷握内壁有0．1～0．2mii1的间隙，防止刷很大影响。但如果多条碳刷支路电阻

6、增大甚至断路，体受热膨胀卡阻，从而增大接触电阻甚至断路。会使其他碳刷支路电流有很大的增幅。发电机碳刷刷辫与刷架连接之前，应先检查连接螺丝干净在运行一段时间后，由于弹簧压力变化、碳刷质量无锈，刷架连接处清洁干净，然后再连接牢固。弹差异、安装等原因会引起刷体长短不一、滑环氧化簧压接紧力要适中，并与其他碳刷弹簧紧力相当，膜变化、碳刷接触面形成气膜和跳动等现象，使得从而有效避免人为原因使碳刷接触电阻增大。各碳刷支路电阻(包括刷体电阻、接触电阻)出现2．2运行维护方面分化。碳刷支路电阻出现大幅变化将使各碳刷电流认真执行巡回检查制度和交接班制度，特别要差别大幅变

7、化。而发热功率与电流的平方成正比，定期检查各碳刷温度。各碳刷温度应该相接近且不使得本来温度接近正常值上限的碳刷很快发热超超过80℃。若某些碳刷(包括刷架、刷框、接触面、限，一旦该碳刷烧损，极易促使其他碳刷相继过热刷辫)温度明显高于其他在运碳刷的温度，应重点和烧损，造成恶性循环，扩大事态。进行跟踪、检查和调整。如，检查碳刷有无跳动、某些碳刷因弹簧紧力不足、碳刷接触面脏污等冒火现象；用手拉刷辫检查碳刷是否存在卡涩、压原因而产生火花，如不及时消除可能烧伤滑环接触力不均或失效现象；检查刷块边缘是否存在剥落；面，从而引发更多碳刷接触不良，使得正常工作的刷体是否

8、过短；用钳表检查各碳刷电流是否偏差过碳刷支路电流大增而发热。如果碳刷火花过大，不大等，并消除不正常现象。仅使