发电机励磁碳刷刷握弹簧频断原因分析和预防措施
发电机碳刷打火原因和预防措施
碳刷在运行过程中会受到磨损，导致其高度降低、压力减小。为保持碳刷压力均匀，应定期检查和调 整碳刷的压紧弹簧，确保各碳刷的压力保持一致。同时，对于磨损严重的碳刷应及时更换，避免因压 力不均导致打火现象的发生。
定期检查和清洁碳刷接触面
总结词
定期检查和清洁碳刷接触面是预防发电 机碳刷打火的必要措施。
通过以上案例分析，我们可以得出以下结论
经验教训：加强设备巡检，及时发现并处理碳刷打火现 象；提高维护人员的技能水平，确保能够正确处理类似 故障。
发电机碳刷打火是常见故障之一，需要及时发现并处理 ；
预防措施的实施可以有效避免发电机碳刷打火现象的发 生；
加强设备巡检和维护，提高维护人员的技能水平是预防 和减少类似故障的关键。
02
打火产生的火花可能引燃周围的 油污或其他可燃物，导致火灾事 故。
降低发电效率
碳刷打火会导致发电机运行不稳定，影响发电效率，降低供 电可靠性。
打火产生的热量和火花可能干扰发电机的磁场，进一步影响 发电效率。
引发安全事故
碳刷打火可能引发电弧触电、机械伤 害等安全事故，对操作人员和设备安 全构成威胁。
THANKS
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碳刷安装不当
总结词
碳刷安装不当会导致其与滑环的接触 不良，引发打火现象。
详细描述
安装过程中，如果碳刷未放置到位或 紧固不牢，会导致碳刷松动，与滑环 的接触不良，从而引发打火。
碳刷压力不均
总结词
碳刷压力不均会导致部分碳刷过紧，部分碳刷过松，造成接触不良，引发打火 。
详细描述
在运行过程中，如果碳刷受到的压力不均匀，部分碳刷会因过紧而磨损过度， 部分碳刷则因过松而接触不良，从而引发打火。
02
发电机组碳刷打火原因分析及防范措施
Li Xiao-yu，Wang Jing-ling
［Abstract］The abnormal operation phenomenon of generator set excitation carbon brush ignition occurs from time to time during the operation of the unit. The lessons of equipment accidents or unplanned shutdown of the unit due to the gradual deterioration of the problem are also common, so find the cause and take measures to eliminate the excitation. The phenomenon of carbon brush ignition has profound significance. This article comprehensively analyzes the main reasons for the ignition of the carbon brushes of a generator set in an overseas hydropower plant, and proposes and implements targeted preventive measures based on the actual conditions of the site to suppress the ignition of the carbon brushes, and completely eliminate the phenomenon in the next step. Proposals for modification and disposal are put forward.
浅析发电机组碳刷常见故障与预防措施
浅析发电机组碳刷常见故障与预防措施碳刷在运行中最常见的故障为发热、产生火花，严重的烧损碳刷刷握及集电环。
因碳刷选取不当或是发电机在运行过程中缺乏对碳刷的维护，导致发电机组出现碳刷着火现象，会给企业造成重大的经济损失，所以说碳刷的正常工作和运转对发电机正常的运行有着非常重要的意义。
标签：碳刷；过热；故障；维护一、前言发电机组的碳刷着火故障不是一种频发性故障，也不是一种很难分析判断的故障，但根据最近的事故统计资料表明，近年来由于碳刷着火造成发电机滑环烧毁恶性事故却逐渐增多，山东华聚能源济东新村电厂，2013年4月24日凌晨大约4：06分左右，2#发电机组后轴瓦碳刷着火，导致2#机组解列停机；2013年11月19日6：30分，汽机人员巡检，发现1#发电机西侧2个碳刷均有不同程度的冒火花现象，于是对碳刷进行调整，调整时，发现碳刷有卡涩现象，火花加大，产生白光，碳刷与滑环接触面冒火，导致，1#机组被迫停机；济东新村电厂这一两年来，屡屡发生碳刷着火事故，给电厂造成了很大的经济损失。
二、碳刷的故障碳刷在运行中最常见的故障为发热、产生火花，严重的烧损碳刷刷握及集电环。
从产生过热故障的原因发热看，主要有以下几个方面：1、由于通风不良导致的通风不良主要是因为冷却风道堵塞，集电环表面通风沟、通风孔堵塞、循环风量下降等原因，尤其是当运行中集电环表面温度过高时，导致碳刷磨损加剧，碳粉积聚增加，有可能会堵塞上述集电环表面的散热通道。
2、由于机械及摩擦等原因造成的过热集电环与碳刷过热故障中，很大一部分是由于机械及摩擦等原因导致的过热，主要有以下几个方面：（1）碳刷接触面研磨不良或运行中一次更换过多的碳刷。
运行中更换碳刷，在同一时间内，每个刷架上最多只允许更换碳刷总数的1/4左右。
换上的新碳刷应事先在与集电环直径相同的模型上研磨好，且新旧牌号须一致。
（2）碳刷与集电环接触面过小，接触面积一般不应小于单个碳刷截面的75%。
（3）碳刷在刷盒中摇摆或动作卡阻。
发电机碳刷打火的原因分析及预防措施
科技视界Science &Technology VisionScience &Technology Vision 科技视界发电机转子及励磁机的碳刷在运行过程中极易出现打火现象。
轻者造成碳刷发热,严重时造成刷握烧毁、刷辨烧断,甚至灼伤转子表面,转子表面被灼伤后又使碳刷打火加剧,形成恶性循环。
某公司热电厂开工后,2#有刷发电机曾发生过励磁机严重打火被迫停机的事故。
经检查发现:刷架及刷握被烧熔、变形,只得重新加工更换。
发电机励磁碳刷频繁出现打火在各个电厂的运行生产中是常见的现象,也是令人头疼的老问题,严重干扰了发电机正常运行。
因此,找出引起碳刷打火的主要原因,并采取相应的措施,是维护发电机安稳长优运行的有力保障。
1碳刷的结构及工作原理碳刷呈长方体,一端带有铜丝制成的刷辨。
发电机运行时,碳刷安装在刷架的刷握内,可上下移动,碳刷上部用弹簧压紧,底部紧贴转子的滑环表面,刷辨用螺丝与刷架连接。
每个刷架安装两组碳刷,每组两个。
每极安装两个刷架,固定在机壳上,通过电缆接受励磁电流。
碳刷的主要成分是石墨,石墨有很良好的导电、导热及润滑性能,发电机组在运行时,转子是旋转的,碳刷在压簧的作用下始终与滑环紧密接触。
励磁电流通过碳刷与滑环的接触导入发电机转子线圈,为发电机提供励磁,因此称有刷励磁。
2碳刷打火的原因分析发电机在运行时,碳刷内有很大电流通过,若碳刷与转动的滑环表面接触不良,就会产生电阻,引起打火。
某公司热电厂2#发电机开始运行时,碳刷工作情况良好。
由于正常磨损,碳刷被陆续更换,开始出现打火现象,将碳刷反复更换后仍无法消除。
2#机停机后,对碳刷和滑环进行了认真的检查。
发现滑环表面出现凹槽并有灼伤痕迹,碳刷有损伤,个别压簧弹性减弱,碳刷型号与开始使用的不同,硬度和尺寸偏大。
为了找出打火的原因消除打火现象,对滑环表面进行了处理,并向厂家定购了一批型号适和的碳刷更换。
开机后打火现象明显减少。
通过对不同型号碳刷的试验和现象的分析,认为造成碳刷与滑环接触不良主要有以下原因:2.1碳刷型号选择不当不同型号的碳刷,其大小、材质、硬度不尽相同。
发电机励磁碳刷打火原因分析及处理
发电机励磁碳刷打火原因分析及处理文章对水力发电厂发电机励磁碳刷打火原因进行详细分析、深入研究，并有针对性地做出相应处置措施，从而彻底解决碳刷打火问题，提高机组运行稳定性。
标签：励磁碳刷；打火；原因分析；处理1 概述水轮发电机励磁系统一般采用可控硅静止励磁方式，其中碳刷由自卷式恒压式弹簧压迫固定在刷架中，碳刷与滑环通过滑动接触将励磁电流由静止碳刷送入旋转滑环，再由滑环将励磁电流分配到发电机转子绕组中。
在机组运行中，碳刷、刷握、滑环接触面脏污、碳刷磨损过短、碳刷材质不合格、碳刷卡涩、弹簧性能下降、滑环接触面粗糙、碳刷与滑环非同心运行都有可能造成碳刷打火。
2 碳刷打火原因分析正常工况下，碳刷温度一般保持在50-80℃之间运行，温升约为40℃左右，正常工作电流在20-100A之间。
每个碳刷分配的电流比较均衡，承受弹簧的压力一致且均匀，碳刷在刷握中能自如活动且无卡涩振动现象。
运行中，碳刷发热是正常的自然现象，但如果碳刷过度发热且长时间没有得到及时处理，碳刷与滑环之间或碳刷与碳刷之间就会产生火花，形成碳刷打火现象，打火严重时，将会造成碳刷、刷握、滑环烧损。
在实际生产中，造成碳刷发热主要有3个方面的因素：碳刷与滑环摩擦产生热量、碳刷自身电阻产生热量、碳刷接触压降产生热量。
碳刷与滑环摩擦产生热量：Q=FvT碳刷自身电阻产生热量：Q=I2RT碳刷接触压降产生热量：Q=IET其中，F为碳刷压紧力；v为碳刷与滑环的相对运行速度；I为流过碳刷的电流；R为碳刷电阻；E为接触压降；T为时间。
在实际运行中，引起碳刷打火主要有以下几个原因：（1）碳刷、刷握、滑环接触面脏污。
机组运行时，碳刷、刷握、滑环接触面脏污，碳刷与滑环摩擦产生的热量不能及时排走，热量大量聚集造成碳刷过热，从而引起碳刷打火。
当刷柱表面脏污，同时伴随着碳刷打火，在刷柱与刷柱之间绝缘强度不够的情况下，容易发生环火现象。
（2）碳刷磨损过短。
碳刷长时间使用而未及时更换，碳刷磨损变短（如图1）造成碳刷电阻减小，流过碳刷的电流相应增大，碳刷发热量增加，当发热量持续增加，碳刷将发生打火现象。
发电机励磁碳刷刷握弹簧频断原因分析和预防措施
动力与电气工程铜川铝业电厂两台发电机组自2002年投运以来,发电机励磁滑环、碳刷的运行一直比较平稳,正常的运行维护按《铜川铝业电厂企业标准——电气运行标准》执行。
2006年11月初#2机组开始出现刷握弹簧频断裂现象,被迫造成停机。
经过仔细分析查找原因,采取了有效的措施后这一故障予以消除,并在#1发电机的同类故障中得以成功应用。
机组容量25MW,额定励磁电流390A,励磁碳刷采用恒压形式,主励每极10条碳刷,碳刷型号为:D172。
1 现象及经过铜川铝业电厂2006年11月开始,#2发电机的励磁碳刷开始出现频繁开裂、崩角的现象,滑环碳刷火花大,随后刷握弹簧也开始出现断裂现象,平均每班断2～4个,12日前夜班断裂速度开始加剧一个班就断裂了9个。
对于这种现象,我厂高度重视,组织专人对运行中的滑环、刷握弹簧和碳刷进行连续观测,详细测量记录震动和温升,11月13日我厂组织各部门进行初步分析,认为集电环(滑环)存在问题的可能性较大,决定停运#2发电机组检查处理。
2 发现的问题及处理办法#2机组停下来后我们仔细检查发现,外侧集电环的表面有明显的沟槽,沟槽最深处有1.5mm。
发电机每转一周碳刷就要震动一次,一只碳刷一分钟就要震动3000次,如此高的震动频率就是刷握弹簧频断的直接原因。
经与东方发电机厂进行技术交流后,我们决定对发电机集电环进行车削。
我厂请来了车工师傅在现场制作车刀架,对#2发电机的集电环进行车削、抛光,重新组装好后顺利的并网发电,解决了刷握弹簧频断的故障。
3 原因分析(1)碳刷卡阻:碳刷通过电流后发热,刷体膨胀,易卡在刷握当中,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,碳刷与集电环间可能夹有杂物产生划痕,致使其它碳刷分配的电流增加,电阻发热增加,磨损加剧,使刷握产生振动。
(2)电流平衡的破坏:对于同一规格的碳刷,所有10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)。
发电机励磁碳刷打火的原因及预防
发电机励磁碳刷打火的原因及预防
一、发电机励磁碳刷打火的原因
1、电抗器故障：发电机电抗器是把交流电的电压降低到发电机的定
子绕组给的电压的一个电气元件，因电抗器故障，如接地、断路、漏电、
损坏等原因，发电机的定子侧电流比较大，可使定子磁感应电流升高，从
而发电机励磁碳刷受到暂态过电流的冲击打火。
2、定子绕组的烧毁或烧损：由于发电机绕组不能正常工作，发电机
定子绕组就可能被烧毁或烧损，这将降低发电机励磁系统的绝缘强度，从
而引起发电机励磁碳刷打火。
3、短路现象：由于发电机绕组短路，发电机定子侧电流过大，电抗
器无法完全抑制发电机分段绕组的短路电流，从而使发电机励磁碳刷受到
暂态过电流的冲击打火。
4、故障的多次重启：当发电机出现故障时，由于发电机的故障原因，可能会引起发电机多次重启，从而引起发电机励磁碳刷打火。
二、发电机励磁碳刷打火的预防
1、合理选用电抗器：发电机必须安装有合适的电抗器，以便把交流
电的电压降低到发电机的定子绕组给的电压，其电抗器的容量应符合发电
机励磁电压的需要，合理选择电抗器能够有效降低发电机定子侧电流，从
而有效防止发电机励磁碳刷打火。
2、定时定期检修发电机。
运行中发电机碳刷着火故障分析及防范措施
运行中发电机碳刷着火故障分析及防范措施摘要：发电机滑环和碳刷是传递励磁电流的中间环节，也是机组运行中的最薄弱的环节，对其监视、维护和防护是保证机组稳定运行的重要工作。
本文通过具体的实际案例，从中分析故障原因，得出具体防范措施。
关键词：发电机；滑环；碳刷；防范措施近年来，发电机滑环烧坏事故频繁发生，已严重影响机组和电网安全稳定运行。
2013年7月某厂#1发电机主励磁机因为碳刷打火而使得主励磁机的集电环中度灼伤、同时导致发电机因失磁保护动作跳闸。
本文重点研究发电机碳刷打火的故障现象及产生原因，并针对运行现场实际情况，提出多种防范的措施，通过运行值班人员的调整和检修日常的有效维护，使发电机碳刷正常运行时电流工作稳定，避免发电机出现转子滑环烧损的事故。
一．事件经过某厂#1机为哈尔滨电机厂QFSN-300-2型发电机，采用同轴交流励磁机、永磁副励磁机及静止硅整流的它励高起始响应三机励磁系统，2013年7月29日，有功负荷290MW，无功负荷105MVAR，光字牌发“欠励限制”报警，发电机励磁电压、励磁电流、定子电流大幅度摆动，碳刷火星溅射形成环火，无法靠近碳刷现场处理，无功负荷剧烈摆动，引起发电机“失磁”保护动作跳闸。
二．事故分析机组长期处于运行状态，主励磁机转子碳刷也处于因为长年磨损的状态，而逐渐变短，而发电机7号轴瓦一直存在渗油的情况，于是碳粉与油结合，形成油泥积聚在碳刷架上，使得部分碳刷架的弹簧出现卡涩情况，导致主励磁机转子碳刷与滑环之间的接触压力减少，碳刷与滑环之间接触电阻逐渐增大。
起初是个别碳刷出现打火现象，打破碳刷彼此间的平衡状态，其他的碳刷的电流迅速升高，滑环和碳刷温度此时也迅速升高从而部分磨损过多的碳刷与滑环之间的接触电阻进一步增大，此时，与滑环接接触电阻大的碳刷流过的电流逐渐减小，而与滑环接接触电阻小的碳刷流过的电流继续增大。
很快这个恶性循环使得发电机主励磁机正极碳刷出现环火，最终导致发电机欠励及失磁保护动作。
防止发电机、励磁机集电环和碳刷烧损的反事故措施
附件：防止发电机、励磁机集电环和碳刷烧损的反事故措施集团公司成立以来，系统发电厂发生过数次发电机（励磁机）碳刷与集电环之间打火，有的甚至发展到环火，将集电环和刷架烧损，造成机组非计划停机事件。
究其原因，大部分是由于机组运行中对碳刷的检查、维护不到位，造成碳刷与集电环之间接触电阻增大、发热引起的。
为了避免同类事件再次发生，集团公司提出如下反事故措施：1.点检或检修维护人员每天必须对发电机碳刷进行两次检查（上午、下午各一次），用红外热像仪测量集电环和碳刷的温度，新更换的碳刷重点检查。
2.运行人员要加强巡视，定期（不少于每班1次）用红外测温仪测量集电环和碳刷的温度，夏季大负荷期间应缩短温度测量间隔，一旦发现集电环与碳刷之间出现打火现象，应立即停机处理，避免事故扩大；运行中要始终保持碳刷和集电环通风顺畅。
3.对新购进的碳刷进行验收。
测定碳刷的固有电阻值，测量碳刷引线接触电阻,阻值要符合制造厂和国家标准。
4.更换碳刷时必须使用同一型号的碳刷，并且碳刷接触面应大于碳刷截面的80%。
一次更换碳刷的数量不得超过单极总数的－ 1 －10%；碳刷弹簧的压力要符合制造厂家的规定。
5.更换后的碳刷必须用直流卡钳表测量分流，用红外热像仪进行温度测试,防止个别碳刷过流过热。
6.碳刷顶端低于刷握顶端3mm的碳刷应立即更换。
7.加强检修质量和运行控制，避免由于检修质量不良或运行调整不当造成机组运行中汽轮机油外泄，甩到集电环上，增大碳刷与集电环之间的接触电阻。
运行中发现集电环上有油污时，要采取办法清除。
8.检修时要检查集电环的椭圆度是否符合制造厂的规定，超出规定要联系制造厂进行处理。
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300MW汽轮发电机励磁系统碳刷打火引起机组非停事故的防范措施
300MW汽轮发电机励磁系统碳刷打火引起机组非停事故的防范措施摘要：随着机组容量不断增大，发电机、励磁机的励磁电流也随之增大，目前大容量机组都采用了自并励方式。
发电机励磁系统故障直接影响到机组的安全稳定运行，特别是大容量机组非停事故给电力系统稳定性构成极大威胁。
发电机励磁系统分为禁止部分和旋转部分。
发电机碳刷电流长时间分配不均，碳刷跳动等，励磁系统碳刷与集电环之间在高速旋转接触摩擦打火发现不及时，长时间打火花发热形成环火，在发电机碳刷固有负温度效应条件下，逐步发展形成多个碳刷导电不均、发热的联锁反应，严重威胁机组安全运行。
关键词：负温度效应、提拉、发热、饱和、烧熔、强度一、引言我国电力工业的发展从50MW、100MW、200W、300MW、600MW、1000MW等，机组容量在不断增大，机组各项参数也随之增大，机组采用自并励，轴距变短。
发电机碳刷事故在不断增多，事故的严重性也在不断增大。
发电机励磁系统碳刷的稳定性和可靠性关系到机组的安全稳定运行。
现在科学技术的进步，工业制造技术的改变，从粗糙逐步演变精细化，设备制造精度在增加，将刷握与刷架接触面加厚以增加刷握的导电稳定性及机械强度，可靠性和稳定性逐步得到改善，保证机组安全稳定起到关系性作用。
我厂发电机概况：本厂#1、#2、#3、#4、#5、#6发电机为QFSN--300--2型三相同步交流发电机，由哈尔滨电机厂设计制造。
发电机定子线圈及其相组连接线、主引线、中性点引线及出线瓷套均采用水内冷，转子绕组、定子铁芯及其构件采用氢气冷却，即水、氢、氢冷却方式。
#1、#2、#3、#4发电机采用同轴主励交流励磁机，静止硅整流器半导体励磁系统，其励磁控制系统采用高起始响应调节系统。
#5、#6发电机励磁电源由机端变压器提供给静止可控硅整流，励磁控制系统采用UNLTROL5000微机励磁调节控制系统。
发电机采用双流环式密封，通过轴颈与密封瓦之间的油膜阻止氢气外逸。
发电机励磁系统故障原因分析及改进措施
发电机励磁系统故障原因分析及改进措施摘要：励磁系统控制发电机的励磁电流，控制电网电压水平与并联设备之间的无功分配。
如果电源系统出现故障，增加励磁电流可以保持系统电压水平，以确保系统电源质量。
系统负载突然增加或减少，系统电压下降或升高，电压变化影响系统稳定性。
电力系统负载不断变化，为了保持电力系统的电压和无功分配稳定性，励磁控制系统必须不断快速调节发电机的励磁电流。
本文基于发电机励磁系统故障原因分析及改进措施展开论述。
关键词：发电机；励磁系统故障原因；改进措施引言由于励磁控制系统对发电机的控制效果，短期内最好的控制效果会导致后期电力系统的不稳定。
因此励磁控制系统对电力系统稳定性的影响分为暂态(短期)稳定性和动态(长期)稳定性问题。
同步发电机的励磁控制系统对电力系统的稳定性起着至关重要的作用，如果采用不同特性的励磁系统，电力系统的稳定性可能会有所不同。
励磁系统电力系统稳定性的模拟和分析在电站设计和励磁系统选择中具有一定的参考值。
现在，电力系统越来越依赖励磁系统来提高系统的稳定性，从而降低电力系统的设计稳定性限制。
要提高系统的瞬态稳定性，理想的励磁系统特性必须具有快速响应特性。
发生系统故障时，女人和响应能力会提高，负载剧变时，需要快速调节性能。
1事件经过一家公司的发电机分别由两套9F燃气-蒸汽联合循环热电联产装置、发电机变压器和汽轮发电机变压器联合机组布线，采用联合变压器布线。
其中燃气轮发电机主要使用公司的数字静态磁励调节系统，包括励磁变压器、晶闸管整流桥、自动励磁调节器和励磁装置、转子过电压保护和马铃薯装置。
发电机末端的励磁变压器电源；汽轮发电机采用其他公司的磁励磁系统。
×年×月×日1#联通单元运行，5:05，发电机并网运行，励磁调节器运行方式远程/自动运行模式，即发电机末端调压方式；7:10，汽轮发电机并网运行。
1#按联合单位负荷。
9:55，机组负载带260MW(燃气轮机169MW，汽轮机91MW)，1#燃气轮机励磁系统故障导致发电机保护装置a，b机柜保护出口，燃气单元停机，2#汽轮机跳跃机的水平保护。
西门子THDF型发电机励磁碳刷烧损原因分析及防范措施
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：本文对西门子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０引言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。
１概况邯峰电厂发电机为西门子生产的THDF 115/67型氢冷发电机，单机容量660MW。
励磁系统采用静态可控硅整流。
2011年6月3日上午发现#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。
２发电机励磁系统结构分析2.1 THDF 115/67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32×32×64mm，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。
2.2 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。
2.3 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，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由后部的弹簧棒维持。
2.4励磁电流的流向静态可控硅将励磁电流输入直流母线上，通过母线端子排的软连通入刷架，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。
发电机碳刷打火的原因分析及预防措施
滞 ．不能与滑环 良好接触 ．过小 ，碳 刷在 刷握 内晃动 ，引起接触不 良。 象及时处理 ．避免事态进一步发展 ，造成发 电机停运。
２．２ 碳刷研磨质量差
４ 结 论
碳刷在 使用之 前 ．应进行 研磨 ，使 碳刷底 部磨 出弧度 ．碳刷 的宽
窄 、厚度也应与刷握相匹配。当碳刷 的研磨质量不好 ．就会使碳刷在刷 发电机励磁碳刷打三ｋ问题，是检修和维护过程中的薄弱环节，必
常磨损 ．碳刷被陆续更换 ．开始出现打火现象 ．将碳刷 反复更换后仍 无 ３＿３ 认真调整刷架与刷握 的间距
法消除 。２≠｝机停机后 ．对碳刷和滑环进行了认真的检查 发现滑环表
每次开机前 ．对 ２＃发电机的刷架及届 握进行认真的检查 和调整 ．
面出现 凹槽并有灼伤痕迹 ．碳 刷有损伤 ，个别压簧 弹性减 弱 ．碳刷 型号 确保刷握 内壁光 滑 ．碳 刷在刷握 内无 阻碍 ．刷握与滑环垂直并且保 持
项 目与深曩
Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ
科 技 视 界
科技·探索·争鸣
发电机碳刷打火的原 因分析及预防措施
郭艺 丹 （安徽 国防 科技职 业 学院 ，安徽 六 安 ２３７０１ １）
【摘 要】本文对发电机 转子碳 刷打 火的原 因进行 了充分的分析 ，并制定 了详细 实用的处理措施 ，对有刷发 电机 的安稳 运行起 到 了较 大的 作 用 。
发 电机在运行 时 ．碳刷 内有很 大电流通过 ．若碳 刷与转 动的滑环
碳刷安装使用前 ，要精心研磨 ，务必做到每个面都仔细研 磨 ．使碳
表面接触不 良，就会产生电阻 ，引起 打火 。
刷在刷握 内能 自由移动 ．无卡涩现象 ．尤 其是与滑环 的接触 面要磨 出
浅谈大型发电机滑环故障原因分析及预防措施
浅谈大型发电机滑环故障原因分析及预防措施摘要：由于大型发电机励磁系统的碳刷运行与维护技术是传统技术，多年来工艺和技术水平无实质性突破。
所以，各方对发电机励磁系统关注不够，投入有限，进而导致励磁系统事故频频发生。
结合这些年检修、维护经验，就发电机滑环故障进行一些分析。
关键词：励磁滑环；烧毁；预防措施。
引言：近年国民经济持续的快速发展，扩大了本已严峻的供电需求缺口，各种新建大型发电机组如“雨后春笋”般拔地而起。
随着新机组的大量投运，机组的检修、维护工作也随之展开。
近一段时间来连续发生了多起大型发电机组，因碳刷或转子滑环故障引发的停机事故，给企业造成较大经济损失。
1 励磁滑环故障分析对汽轮发电机组来说，滑环及碳刷一直是一个薄弱环节。
一方面，它是静止部件（碳刷）和转动部件（滑环）的直接接触部位，是励磁整流部分向转子绕组输送电流的关键部件；另一方面，对汽轮发电机组来说，其额定励磁电流很大，同时发电机各个部件材料选型的富裕度很小，甚至也有可能接近了其设计饱和值，这可能就是汽轮发电机组滑环及碳刷事频频发生的原因之一，同时还有以下几点原因：1.1 电磁因素：无功或励磁电流调整时，碳刷的火花有明显变化。
在励磁机运行时，碳刷与滑环接触不良，接触电阻过大；滑环的氧化膜薄厚不均匀，引起碳刷电流分布不平衡；或者负载突然变化，以及突发的短路导致滑环的电压分布异常；机组过载和不平衡；碳刷选型不合理，碳刷间距不等；碳刷质量问题等等。
1.2 机械因素：滑环中心不正，转子不平衡；机组振动大；碳刷接触面研磨不光滑，或滑环表面粗糙而造成接触不良；滑环表面不清洁；碳刷上弹簧压力不均匀或大小不适宜；碳刷在刷握里太松而发生跳动，或太紧了碳刷在刷握里卡住了等。
1.3 化学因素：机组运行在有腐蚀性的气体中，或机组运行空间缺乏氧气，滑环与碳刷接触的表面上一层自然形成铜氧化物薄膜遭到破坏，本已形成的、近似线性电阻接触不复存在，在接触面重新形成氧化膜的过程中滑环火花加剧。
46.发电机励磁碳刷发热原因分析及防范措施2
发电机励磁碳刷发热原因分析及防范措施 127发电机励磁碳刷发热原因分析及防范措施王彦恒 王 恒 贾 勇（大唐长春第二热电有限责任公司）摘 要：文章针对大唐长春第二热电有限责任公司1、2号发电机励磁系统碳刷、滑环典型事件，从事件的发生经过、原因分析、处理方法及防范措施四方面阐述，总结出一整套发电机碳刷和滑环维护、预防、处理等防范措施，从而提高应对突发事件处理的能力，保证机组安全稳定运行，避免了机组非计划停运。
关键词：碳刷 发热 原因分析 处理方法 防范措施一 概述大唐长春第二热电有限责任公司一期1、2号发电机于1990年11月相继投产。
该机组为哈尔滨电机厂生产的200MW 机组，为三级励磁系统。
该机组发电机型号为QFSN-200-2，主励磁机型号为JL-1150-4，副励磁机型号为JFY-46-500。
二 事件发生经过2007年11月9日15时03分,来“发电机失磁”报警光子牌，发电机有功摆动，无功为负值，发电机转子电流下降且周期性摆动，转子电压开始波动。
就地检查发现1号发电机主励磁机碳刷打火且有异音，值班人员迅速对1号发电机主励磁机碳刷滑环进行检查，发现主励磁机碳刷打火有焦糊味，伴有振动并发出“嗡嗡”声，用红外线测温仪测量主励磁机两极滑环温度为130℃，滑环侧面温度为180℃，滑环表面颜色改变，并不时有碳刷碎块从刷架上脱落。
运行值班员果断判定故障点在1号发电机主励磁机碳刷滑环处，立即将1号发电机励磁系统倒为备用励磁机运行。
检修人员到场后对主励磁机碳刷进行仔细检查，发现两极碳刷有7块不同程度的损坏，将损坏碳刷全部进行更换和处理。
2008年4月21日15时21分，2号发电机转子滑环也发生同样的事件。
在对两起事件比较时发现2号发电机转子滑环温度达到90℃且不断上升，随后重复发生了1号发电机主励磁机滑环异常的现象，转子滑环最高温度达到115℃。
电气值班员通知汽机人员快速将2号发电机负荷降至40%额定负荷以下。
发电机励磁碳刷打火的原因及预防
罗英 果
ｆ 大唐 国际发 电股份有限公司张家 口发 电厂， 河北 张家口 ０ ５ ３ ） ７ １３ 摘 要： 集电环一 碳刷装置工作 正常对保证发 电机可靠运行具有十分重要 的意义。 各发 电厂均不同程度 的发生过发电机（ 励磁机 ） 刷 碳 与集 电环之 间打 火， 的甚 至发展到环火 ， 有 将集电环和刷 架烧损 ， 造成机 组非计划停机 事件 。究其原 因 ， 大部分是 由于机 组运行 中对碳 刷
１ 出背景 提
我厂 ２ １ 年 ５ ２日 发生过—起发电机碳刷打火现象，当时有 ０２ 月 曾 功负荷 ２ ２ Ｗ， ０ Ｍ 无功负荷 ３ Ａ 励磁电流 １６ Ａ 励磁电压 ２ ８ 。 ９ＭＶ Ｒ， ３０ ， ４Ｖ 图 １破刷与集电一并等效 电路图 运行 ＾员紧急退 Ａ Ｃ降无功至 １ ， Ｖ， 万 降有功至 １ ５万。检查发现发电机 碳刷东侧—极南北侧刷辫 、 刷握有不同程度的烧毁。 判断为各碳刚电流分 布不均， 毁刷握。 在此隋况下维护 ＾员首先对刷握没有损坏的碳刷进行了提拉 ， 使 没有损坏的碳刷良好通流 ， 待打火 乎 转后， 用卡表不断的俭测处理电 流小的碳刷， 并多次反复调整直至电流稳定。 随后对损坏的碳刷及压簧进 行更换， 调整碳刷， 连续处理 ４ 小时后碳５及滑环运行状况逐步正常。又 ｉ 对烧损的 ６ 个刷握在机组运行的情况下采取 了相应防护措施进行了更 换， 由于处理及时， 未造成更大的事故及损失。 图 ２ ２碳 刷打火的原 因分析 （ 碳刷在刷握中的理论间隙是 ０ － ． ｍ） ５ 碳刷和引线、 ． ０ ｒ 。（ ） １ ２ ａ 引线和接线 碳刷打火现象曾经在我厂以及其他电厂屡次发生 ， 严重隋况造成滑 端子间的连接松动 ， 发生局部：花 ； 尺 碳刷引线 回路中的接触电阻大 ， 造成 环环火０ 哓毁， 发电机非计划停运。 造成碳届打火的原因有机械原因、 ４ 电气 负荷分配不均匀。 ６ （）弹簧发热变软、 失去弹眭； 碳刷压力不均匀（ 经过科 原因和化学原 因， 而更多的原因是由于电气原因所导致。 ］ 我 结合图例从 学沦汪和实践总结， 最低压力—般为 ０ １ —０ ２ ａ。（） ．０ ５ ．０ ＭＰ ） ７ 碳刷磨 理论 匕 分析碳刷打火的根本原因： 图例为碳刷 一集电环等效电路。其中 损后长度过短 （ 原则上碳刷磨损到顶端低于刷握顶端最大距离不大于 Ｒ’ Ｒ。 ． ～ 为碳刷支路 电阻，’ Ｉ 为对应支路的碳刷电流 ，正常运行 时 ３ Ｉ 一 ’ ｍｍ） ８ 。（）碳刷在刷盒内摇摆或因积垢不能在刷盒中 自由移动， 火花随 Ｒ— ｉ Ｒ’ 近似为 ０Ｒ ， 。为转子本身电阻， 为励磁电流； 。为励磁电压。大 负荷而增加。 ９ 碳刷振动 ， Ｉ 。 ｕ （） 火花依振动大小而不同， 其原因可能如下： 集 型发电机组转子正、 负极滑环与刷架之间并联有几十只碳刷 ， 流经每一只 跳动过大， 及机组振动过大等。 碳刷的电流 Ｉ Ｉ 与该只碳刷支路电阻 Ｒ’ Ｒ’ ， 一’ 一 成反比， 若某只碳刷电阻 ３碳 刷打火的过 程分析 因为其质量问题、 接触不 良或者集电环表面脏污等的影响， 造成接触电阻 以上原因会造成—些碳刷接触不良， 接触电阻增大 ， 使碳刷 间电流的 增大， 使得流过该只碳刷的电流减小。根据基尔霍夫电流定律， 发电机励 分配不均匀度变大， 引起碳刷打火。碳刷打火后开始发热， 由于碳刷的负 磁电流是某—极 匕 各碳刷流过电流的代数和， 则其他支路的碳刷电流就 温度效应 ， 碳刷的接触电阻变小 ， 流过该碳刷的电流将增加 ， 则该碳刷愈 会相应增加。 大型发电机组每极滑环 匕 并联有几十只碳刷， 一两只碳刷电 加发热， 直至接触电阻降至饱和最低值， 流过的电流至 饱和最大值。如此 流减小或者无电流并不会造成很大影响， 但如果多条碳刷支路电阻同时 恶性发展， 使碳刷持续受热升温。 同时， 刷辫由于流过很大电流， 也发热升 增大甚至接近断路状态， 就会导致其他支路碳刷电流大幅的增加。 根据焦 温， 经过一段时间 ， 后 温度达到刷辫潆 锄 的熔点温度时， 刷辫烧断 ， 该组 耳 一楞次定律 ，碳刷的发热量与流过该只碳刷 电流的平方成正 比， 碳罹退出运行。 即 Ｉ Ｊ 当故障段部分砖 Ｊ 曲礅爱 热变形卡涩退出运行后 ， 椰『 届
发电机组的碳刷故障因素和维护方法
发电机组的碳刷故障因素和维护方法导语：碳刷在刷握里太松而发生跳动，或太紧了碳刷在刷握里卡住了等。
机组运转速度降低或震动改善，火花将减少。
碳刷即电刷。
运行中发电机组的碳刷如果维护和使用不当将造成事故降负荷，甚至停机。
导致碳刷故障的因素1.电磁因素：无功或励磁电流调整时，碳刷的火花有明显变化。
在励磁机换向时，碳刷与换向片接触不良，接触电阻过大;整流子或滑环的氧化膜薄厚不均匀，引起碳刷电流分布不平衡;或者负载突然变化，以及突发的短路导致换向片间的电压分布异常;机组过载和不平衡;碳刷选型不合理，碳刷间距不等;2.碳刷质量问题等等。
机械因素：换向器中心不正，转子不平衡;机组振动大;换向片间绝缘凸出或换向片凸出;碳刷接触面研磨不光滑，或换向器表面粗糙而造成接触不良;换向器表面不清洁;各个换向极下气隙不等;碳刷上弹簧压力不均匀或大小不适宜;碳刷在刷握里太松而发生跳动，或太紧了碳刷在刷握里卡住了等。
机组运转速度降低或震动改善，火花将减少。
3.化学因素：机组运行在有腐蚀性的气体中，或机组运行空间缺乏氧气，换向器与碳刷接触的表面上一层自然形成铜氧化物薄膜遭到破坏，本已形成的、近似线性电阻的换向不复存在，在接触面重新形成氧化膜的过程中换向器火花加剧。
换向器(或滑环)被酸性气体或油脂腐蚀。
碳刷及换向器被污染等。
碳刷的维护A、运行检查：加强定期与不定期的设备巡回检查工作，正常情况下，工作人员每天必须对发电机碳刷进行两次检查(上午一次，下午一次)，用红外测温仪测量集电环和碳刷的温度，夏季高峰负荷期间以及无功和电压波动较大时应缩短温度测量间隔，更换的新碳刷做重点检查。
有条件的单位应定期用红外热像仪测量集电环和碳刷的温度。
并做好巡回检查设备运行工况记录。
B、检修更换：对新购进的碳刷进行验收。
测定碳刷的固有电阻值，测量碳刷引线接触电阻，阻值要符合制造厂和国家标准。
严格把握更换碳刷工艺，同一台机组使用的碳刷必须一致，不可掺插使用。
浅谈发电机碳刷故障的原因与处理
浅谈发电机碳刷冒火的原因及处理碳刷作为传导电流的滑动接触体，它的作用是把发电机所需要的励磁电流，通过滑环导入转子线圈。
为保障电机的正常运行，正确选择电刷型号是十分重要的，由于制造电刷时所选用的原材料和工艺不同，其技术性能也有差异。
因此在选择电刷时，应该综合考虑电刷的性能和电机对电刷的要求。
我厂发电机选用的是进口摩根与进口罗兰这两种碳刷。
发电机正常运行当中，碳刷冒火的原因一般为以下几种：1.碳刷刷辫烧断故障碳刷刷辫运行中经常出现过热现象，如果不及时处理将造成刷辫烧断。
但由于我厂发电机碳刷刷辫外部包有绝缘，烧断后不易发现，若不及时发现和更换，将造成大量碳刷由于过载而烧毁，最后导致发电机失磁。
原因分析：由于碳刷质量不合格、恒压弹簧压力不够或不匀、不同型号的碳刷混用、碳刷与滑环的接触不好及刷辫与碳刷的接触不良等原因造成碳刷分流不均，个别碳刷过载而烧毁。
2.碳刷跳动故障碳刷跳动使碳刷磨损增大，产生大量碳粉，碳粉聚集在刷握内造成碳刷卡涩，也可能造成碳刷发生崩角，使碳刷和滑环接触不良，分流量减小，引起其它碳刷过载。
原因分析：碳刷跳动的原因主要是滑环发生了偏心或者是滑环受腐蚀生锈，需要对滑环及时进行圆度修复或打磨处理。
3.滑环与碳刷之间出现火花故障滑环和碳刷之间出现火花时，如果不及时处理，两者在接触过程中将失去正常工作条件，发生环火，烧损碳刷及刷架，甚至损伤滑环，造成一点接地。
原因分析：滑环与碳刷之间出现火花的原因有两种。
1）由于碳刷跳动。
2）由于碳刷质量不合格，含石墨量过低，且内部硬质杂质成分过高，使碳刷和滑环接触不良而出现火花。
4.滑环温度过高故障滑环运行中温度高的原因有以下几种：1）由于碳刷质量不合格或者是恒压弹簧压力不足，造成碳刷与滑环的接触不良。
2）由于滑环与集电环之间出现火花。
对发电机来说特别对300MW机组汽轮发电机，滑环及碳刷一直是一个薄弱环节。
一方面，它是静止部件（碳刷）和滑动部件的直接接触部位，是励磁整流部分向转子绕组输送电流的关键部件，受到多方面因素的影响。
660MW发电机电刷恒压簧断裂分析处理及降耗改造
660MW 发电机电刷恒压簧断裂分析处理及降耗改造摘要：碳刷是发电机动静接触和交换能量的设备，碳刷运行的好坏，直接关系到发电机的运行安全，然而实际运行中，因碳刷、压簧、集电环三者运行中故障较多，由此引发较多绝缘事故。
本文就我司发电机运行中发现碳刷、恒压簧断裂、刷握机构失效等问题开展专业分析，制定相应改善措施后，效果十分明显，既保障了机组安全稳定运行，又达到节能节能降耗目的。
关键词：刷握；滑环；振动；节能1 引言华润电力（六枝）有限公司两台汽轮发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司QFSN-660-2机组，刷架安装有保持弹簧式组合刷盒，每个刷盒分别安装4块碳刷，长、短引线集电环各有16个刷盒（共128块碳刷）。
#1、2机组分别于2016年8月、12月相继进入商业运营。
2 现象及问题机组投入商业运行后，碳刷、压簧频繁断裂。
每月会发生碳刷边缘断裂2~4块、恒压簧压卷断裂3~5个（如图1）。
定期维护中，个别碳刷温度高达106.1℃，高于平均值约57.2℃；集电环温度运行温度39.2~61.8℃左右。
碳刷有效利用率较率低，维护费高。
碳刷磨损掉15mm左右必须更换，否则容易造成碳刷卡在刷握内磨损铜辫。
每周需更换约5~8块。
3 原因分析滑环与电刷是通过滑动接触面来传递功率的，是传递励磁电流的中间环节，也是机组的薄弱环节。
电刷及恒压簧断裂一般都是由于设备本身原因及维护不到位而造成的。
3.1电刷的接触特性分析刷的接触特性主要表现为瞬变的接触压降和摩擦系数，而接触压降和摩擦系数又和滑环表面的线速度、电刷的电流密度以及加于电刷上的压力等因素有关，并主要反映在接触面的稳定和各电刷的均流问题上，作为上海摩根生产的NCC634型电刷，其技术特性数据如下：机组滑环Error: Reference source not found455，转速3000r/min ,滑环表面线速度：V=πDn=3.14×0.455×3000/60=71.435m/s，满足厂家提供的圆周速度。
专业论文励磁机断辫断簧现象分析及消除
专业论文励磁机断辫断簧现象分析及消除断辫、断簧是指在绕线过程中，导线或绕线芯线被机械作用下产生的绕线错误，导致线圈绕制质量下降。
断辫、断簧问题常见于高速自动绕线机，对于绕制质量要求高的产品，如电感器、变压器等，断辫、断簧会影响其电气性能和可靠性。
因此，分析和解决断辫、断簧问题对于提高电磁元件的品质非常重要。
造成断辫、断簧的原因主要有以下几个方面：1.机械作用：机械作用是导致断辫、断簧的主要因素之一、在高速自动绕线机上，绕线过程中导线受到机械拉力和压力的作用，容易发生断辫、断簧现象。
2.材料问题：导线或绕线芯线的材料问题也可能导致断辫、断簧。
导线质量不良、弹性差、硬度不够等都会增加断辫、断簧的风险。
3.绝缘问题：绝缘层的质量不良也可能会导致断辫、断簧。
绝缘层脆化、损坏、温度不适等问题会导致绕线过程中绝缘层容易断裂。
为了解决断辫、断簧问题，我们可以采取以下措施：1.优化绕线工艺：合理设计绕线工艺，控制绕线的速度、张力、压力等参数。
通过减小机械作用，降低断辫、断簧的风险。
2.选择合适的导线材料：选择具有良好弹性、硬度适中的导线材料，并确保导线质量符合要求，减少导线本身的断辫、断簧风险。
3.提高绝缘层质量：采取合适的绝缘材料和绝缘工艺，确保绝缘层质量良好，可以有效减少绝缘层断裂导致的断辫、断簧问题。
4.增加质量检查环节：在生产过程中增加质量检查环节，及时发现断辫、断簧问题，及时采取措施进行修复或重新绕线。
总的来说，断辫、断簧问题是影响电磁元件品质的重要因素之一、通过优化绕线工艺、选择合适的材料、提高绝缘层质量和增加质量检查环节等措施，可以最大程度地降低断辫、断簧问题的发生，提高绕制质量和产品的可靠性。
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发电机励磁碳刷刷握弹簧频断原因分析和预防措施摘要:分析了铜川铝业电厂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:碳刷刷握集电环电流平衡发热改进措施
铜川铝业电厂两台发电机组自2002年投运以来,发电机励磁滑环、碳刷的运行一直比较平稳,正常的运行维护按《铜川铝业电厂企业标准——电气运行标准》执行。
2006年11月初#2机组开始出现刷握弹簧频断裂现象,被迫造成停机。
经过仔细分析查找原因,采取了有效的措施后这一故障予以消除,并在#1发电机的同类故障中得以成功应用。
机组容量25 MW,额定励磁电流390A,励磁碳刷采用恒压形式,主励每极10条碳刷,碳刷型号为:D172。
1 现象及经过
铜川铝业电厂2006年11月开始,#2发电机的励磁碳刷开始出现频繁开裂、崩角的现象,滑环碳刷火花大,随后刷握弹簧也开始出现断裂现象,平均每班断2～4个,12日前夜班断裂速度开始加剧一个班就断裂了9个。
对于这种现象,我厂高度重视,组织专人对运行中的滑环、刷握弹簧和碳刷进行连续观测,详细测量记录震动和温升,11月13日我厂组织各部门进行初步分析,认为集电环(滑环)存在问题的可能性较大,决
定停运#2发电机组检查处理。
2 发现的问题及处理办法
#2机组停下来后我们仔细检查发现,外侧集电环的表面有明显的沟槽,沟槽最深处有1.5 mm。
发电机每转一周碳刷就要震动一次,一只碳刷一分钟就要震动3000次,如此高的震动频率就是刷握弹簧频断的直接原因。
经与东方发电机厂进行技术交流后,我们决定对发电机集电环进行车削。
我厂请来了车工师傅在现场制作车刀架,对#2发电机的集电环进行车削、抛光,重新组装好后顺利的并网发电,解决了刷握弹簧频断的故障。
3 原因分析
(1)碳刷卡阻:碳刷通过电流后发热,刷体膨胀,易卡在刷握当中,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,碳刷与集电环间可能夹有杂物产生划痕,致使其它碳刷分配的电流增加,电阻发热增加,磨损加剧,使刷握产生振动。
(2)电流平衡的破坏:对于同一规格的碳刷,所有10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)。
我厂有两种品牌的碳刷,材质存在差异,同一
集电环上使用不同材质的碳刷时,在各碳刷间会产生电流二次再分配,每条碳刷的电流差别增大,处于不稳定平衡(称作弱平衡)。
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,加剧集电环的磨损。
(3)碳刷接触面形成气膜:D172碳刷最大圆周速度为70 m/s,发电机励磁滑环直径为410 mm,折算后滑环表面园周速度为64.37 m/s,碳刷在接近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。
(4)#2发电机安装时没有安装转子大轴接地装置,大轴上的静电无法释放,加重了碳刷的负担。
(5)生产管理漏洞:我厂一直未对碳刷的使用、维护、产品质量进行严格的规定,虽然经过了多次大、小修、临修,但对发电机集电环的检查不到位,没有引起技术人员足够的重视,在我厂运行规程中明确规定了:同一滑环上严禁使用不同规格的碳刷,但此条规程执行不严。
4 改进措施
(1)严格执行我厂的《电气运行标准》第一篇的9.5条:滑环、电刷的维护之规定和《电气设备检修标准》的第一部分的有关规定。
(2)对于碳刷跳动时的处理——针对不同原因分别进行不同处理:
①因碳刷有破裂细块掉在刷握中——立即将破损的细碳刷块清除,若破损严重,及时更换碳刷。
②弹簧压力不够——应更换新的弹簧夹,碳刷对集电环的压力为:1.2～1.3 kg,
③刷握变形——应更换刷握。
(3)碳刷破损处理,针对引起原因分别进行处理:
①碳刷温度高发生破损——立即查找温度高的原因并消除,将破损碳刷换下后,必须精心进行调整。
②碳刷未打磨好发生破损——如打磨时碳刷弧度小,应重新打磨,使碳刷在刷握内活动自如,无振动现象。
③因机组振动大,碳刷有卡涩现象导致碳刷破损,应尽快重新打磨和调整碳刷,使碳刷在刷握内活动自如,机组冲转达临近界转速时应尽快仔细检查碳刷情况,保证不能有跳动现象。
④碳刷质量差发生的破损——应尽快进行更换,保证碳刷质量。
(4)给电气运行各值配备直流钳表和测温表,定期测量和掌握每个碳刷电流和温度,碳刷电流不平恒应及时检查碳刷和刷握均压弹簧,刷体温度控制在不大于80℃。
(5)维修部定期检查集电环表面粗糙度及外圆跳动及时消除电流不平衡、气膜、氧化膜、卡阻等因素,保证碳刷在平衡状态工作,每次发电机停机时应清理电刷与集电环。
(6)在发电机启动之前或更换新电刷之后,及时检查电刷与集电环接触表面,保证两者接触面应大于电刷总面积的70%。
(7)检修人员应利用发电机停机时定期调换集电环极性(因正、负极磨损量不同)。
(8)出现个别碳刷弹簧断或断辫,可先减小励磁电流;出现环火,则大量减小励磁电流,调整碳刷电流平衡后再换碳刷。
(9)规定碳刷磨损掉1/3时必须更换,消除碳刷太短、电阻值变大、卡阻、阶梯形四面体等现象。
(10)碳刷品牌的选用参照渭河电厂成熟的经验,选用上海摩根厂生产的产品,电气运行人员严把质量关,同一集电环不得安装不同品牌的碳刷。
(11)加装转子大轴接地碳刷。
5 结论及效果
铜川铝业电厂两台汽轮发电机,采取上述措施以后,从2007年初运行至今碳刷磨损均衡、温升正常、碳刷电流分布均匀,刷握震动正常,实现了碳刷无火花、刷握平稳运行。
集电环、碳刷的维护运行由被动管理形式改为主动控制管理,提高了设备安全可靠性能和生产效率。
参考文献
[1]姜方剑,发电机常见故障原因及对策分析[J].机电信息2013(12).
[2]发电机励磁碳刷运行中存在的问题及对策[EB/OL]7..。