电厂发电机滑环打火的严重后果

电厂发电机滑环打火的严重后果!
火电厂技术联盟
发电机运行中碳刷打火、过热是常见的故障之一，若不及时消除，可导致发电机滑环形成环火，对发电机组安全运行造成直接威协，严重时被迫停机。

不仅造成系统出力下降，影响系统稳定运行，而且对发电机组本身也将产生危害。

反之，加强对集电装置部分的维护，能及早发现问题和解决问题，可以免除很多事故的发生。

1、碳刷发热打火有以下几个原因：
一、回路中各螺丝是否紧固。

检查电刷接触面的清洁程度，是否存在油污污染。

二、电刷压力不均匀或不符合要求。

一般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，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。

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。

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流增加时，随时可造成弱平衡破坏。

另外，非恒压碳刷随着碳刷的磨损，弹簧压力也会明显减小，压力小到一定程度，接触不稳定，接触压降增大，发热增加。

2、基本维护
（1）安装碳刷时应意的问题：
一、实践表明，不论碳刷的质量多么好，如果碳刷安装得不正确，照样不能获得满意的运行效果。

从理论上讲，碳刷的弧面应尽可能与滑环的滑动接触面吻合，但大部分成品碳刷所需要的弧形接触面是由运行人员自行研磨的，因此就存在有如何磨弧才能满足需要的问题，碳刷压簧压力的大小是否均匀等一系列问题。

下面分别进行讨论：
二、碳刷与刷握间应有一定的间隙。

若间隙过小，由于受热膨胀可能导致碳刷在刷握中卡死。

碳刷在刷握中卡死或上下浮动不灵活，都会影响碳刷与滑环的接触。

但间隙也不能过大，否则碳刷在刷握中容易跳动；
三、碳刷压簧的压力调整。

实践表明，碳刷的弹簧压力的大小，对于维护发电机的正常运行是相当重要的。

当施加于碳刷上的压力过低时，该力就不能保证使碳刷与滑环始终保持良好接触。

这时会因电气损耗的增加而引起碳刷过热和因火花增大而引起烧伤，进而使磨损增大。

如果施于碳刷上的压力过高时，机械磨损所产生的热量将会增
加，使碳刷的温度升高，引起碳刷的迅速磨损。

加在碳刷上的压力应力求均匀，否则将导致电流的分配不均。

受压簧压力大的，接触电阻小，因而通过的电流就多，相反，受压簧压力小的，接触电阻大，通过的电流就少。

这将引起部分碳刷过热或产生火花，产生不利影响。

（2）滑环的清扫与维护。

在发电机的运行过程中，因碳刷的磨损不断有碳粉剥落下来。

少量的碳粉能增加碳刷与滑环间的润滑，减少摩擦，有利于碳刷的稳定运行。

但石墨粉过多时，增加了发生环火的可能性。

正常的滑环表面因有氧化膜存在，颜色分布均匀，有光泽。

若发现滑环表面不正常，则要检查与建立氧化膜有关的因素，如：负载的大小、环境的湿度与温度、刷火情况，碳刷质量等。

所以滑环的表面要经常保持清洁，在清洁的过程中，要用酒精对集电环、滑环、刷握、刷架进行擦拭清洗。

另外要及时将更换碳刷留下的碳粉进行清理。

3、碳刷维护时的几点建议。

在发电机运行时，应经常注意滑环表面状态是否良好，碳刷在刷握内上下滑动是否正常，碳刷的温升及噪音，压簧的压力是否均匀，刷辫是否完整，接触是否良好，有无发热，有无碰触机壳的情况等。

当发现碳刷下产生火花时，及时调整压簧压力及和粉尘，避免引起励磁正负极短路。

如果在机组停机备用时进行碳刷的更换，虽然此时为不带电作业且转子转速很低，碳刷温度较低很容易更换，但开机后一定要注意临界状态时的碳刷磨损情况及时调整压簧的压力。

处理三个步骤：
1.要注意个别碳刷打火的话，不可立即将其取下（退出运行），而应先用钳形电流表检查调整、使电流分配均匀。

火花大，往往是电流过大，超过对应的接触压力值引起的，一般是其他碳唰接触不好、电流转移而集中通过个别碳刷所致，特别对于碳唰总数很少的励磁机表现更为突出。

当然，卡涩、表面粗糙、压簧失效，也可形成火花，但不会太大，或仅仅表现为通流能力下降；
2.如果已经形成环火，应立即将发电机有功功率尽可能地降至最低，发电机无功功率降至零，作好随时进相、失磁、失步停机的准备；同时应立即更换部分着火较大的电刷，调整电刷的压力，保持都在均衡状态。

3.更换以前，准备好别的电刷，主要是研磨好碳刷接触凹面，注意取下时候的顺序，先是刷辨螺栓-压簧；不然有可能跳跃，更换的时候注意保护自己眼睛等地方。

防范措施：
1、每天都应对碳刷和滑环进行检查，主要检查项目有：
（1）碳刷的磨损长度不超过2/3。

当碳刷的磨损长度超过2/3(即碳刷的顶部与刷握的顶部在同一平面)时，必须将其更换。

（2）碳刷无冒火花情况。

碳刷刚开始打火花时，就要查找原因，及时消除。

（3）碳刷无偏移滑环外侧现象，碳刷的边缘无崩裂情况。

（4）碳刷刷辫与刷架和碳刷的连接良好，无发热及碰触刷握的情况。

（5）碳刷在刷握内无跳动、摇动或卡涩的情况。

（6）定期用直流钳型表测量各碳刷的电流分担均匀，用红外线测温仪测量碳刷有无过热现象，如有异常应及时更换。

（7）弹簧压力正常，无变形和断裂现象。

正常时各碳刷所受压力应均匀稳定，其单位压力通常在1．1kg～2．5kg之间，各碳刷之间的不均压力差应在5％以内。

（8）刷握与滑环的距离符合规定值。

发电机刷握与滑环的距离：2.5～3 mm，主励刷握与滑环的距离：2～4 mm。

（9）滑环表面应无变色、过热及磨损不均现象，滑环表面温度应不大于100℃。

集电环温度不大于100℃
（10）刷握和刷架上有无积垢。

若积垢较多，应用刷子扫除或用压缩空气吹扫。

规程规定。

发电机碳刷运行规定：
1 集电环（滑环）上碳刷无破裂、打火。

2 碳刷在刷框内无跳动、摆动或卡涩的情况，弹簧压力正常。

3 碳刷刷辫完整，与碳刷的连接良好，无发热变色及触碰机构件的情况。

4 碳刷边缘无剥落现象。

5 集电环表面温度不大于100℃,电刷最高温度不超过100℃。

6 大轴接地碳刷铜辨清洁且与大轴接触良好。

7 刷握与刷架上无积垢。

应每三日用压缩空气对滑环吹扫一次，吹扫压力不超过0.3MPa且压缩空气里不含水份和油脂。

8 碳刷进入刷握62.5px时应及时联系点检进行更换。

若发现发电机碳刷打火严重、破碎、刷辫发热变红等不立即处理有可能引起环火的情况，运行人员应立即更换，更换时应注意以下事项和方法：
1 更换工作必须由两人且由主值班员亲自进行更换。

2 更换时，工作人员应穿工作服，紧扣袖口、站在绝缘垫上进行，禁止穿短袖衫或将衣袖卷起，女工应将长发卷入安全帽内。

3 禁止双手同时接触两极或一极与接地部分，不允许两人同时进行工作。

4 将预更换的碳刷从刷握里提出，握在手中，然后旋松刷辫螺丝、取下碳刷。

5 将研磨好的碳刷握在手中，上紧刷辫螺丝，然后将碳刷用恒压器压入刷握。

6 一般情况下在同一时间内每个刷架只允许更换1-2个碳刷，换上的碳刷事先要研磨好,且新旧碳刷型号必须一致。

7 更换后应详细记录。

一、事件经过：7:43值班员检查发现4号发电机碳刷打火严重，退出4号机组AVC,降低发电机无功（无功功率由+30Mvar减至
-5Mvar），紧停4号机组10磨减负荷。

就地检发电机碳刷打火状况未见好转，07:49紧停4号机组。

机组停运后，检查发现4号发电机正极集电环表面有过热熏黑现象，表面及通风沟内有粘有异物残渣。

南北两侧共有四只刷握损坏。

原因分析：根据停机后现场检查情况分析，发电机滑环打火原因为正极个别碳刷与集电环接触不良，产生打火现象并使集电环相应部位温度升高，同时因集电环温度升高又引发相对应的径向圆周方向上所有碳刷与集电环接触电阻增大，形成环火。

机组无法维持运行，紧急停运。

滑环损坏照片如下：
二、暴露问题：
1、电厂1号至4号发电机原采用手动调整弹簧式刷握的刷架，1、
2、3机组于2015年前先后更改为恒压刷架组件，4机组因煤机停备状况，未安排改造。

2、生产人员对机组备用的重要性认识不足，未能积极开展设备的治理改造工作。

三、防范措施：
1、将原采用手动调整弹簧式刷握的刷架整体更换为国产恒压刷架组件，解决碳刷与集电环压紧力不均缺陷。

2、对电厂其它机组励磁碳刷进行了检查，未发现异常。

3、加强发电机滑环和碳刷的日常检查维护。