浅谈发电机碳刷冒火原因及运行维护.doc

浅谈发电机碳刷冒火原因及运行维护.doc浅谈发电机碳刷冒火原因及运行维护
乌苏热电分公司 王凤军
［摘要］火电厂汽轮发电机运行中，由于检查及维护不及时，发电机碳刷严重冒火，对发电机组安 全运行造成威胁，严重时可能被迫停机。通过对事件进行认真分析，研究产生火花的原因，加强运 行中碳刷的检查与维护，是完全可以有效地防止发生此类不安全事件的。
［关键词］发电机；碳刷冒火；原因；运行维护
1— 刖旨
碳刷的作用是把发电机外部的电源（一般是直流的励磁电流），通过滑环上的集电环,提供到转子的 绕组（励磁绕组）上。这样就能让转子转动时，流入的直流电保持从转子的一端流入，从而使发电机向 一个方向旋转。碳刷与电源连接为转子提供电能。
某火力发电厂300MW机组曾因转子滑环碳刷由于检查及维护不及时，发生一起因碳刷严重冒 火形成环火造成一次机组非停的事件。
1事件概述
X年X月X 0 6时10分,机组有功负荷230MW,运行人员巡回检查发现，发电机碳刷有轻微 冒火，经调整后火花消失。10时30分再次检查发现发电机滑环碳刷严重冒火，且火花已形成环火, 立即将发电机有功负荷逐渐减至100MW,无功负荷减至零，并对碳刷进行调整。在调整处理期间， 发现有个别碳刷铜引线相继过热烧焦，并伴有弧光，发电机励磁电流在大幅度摆动。
由于碳刷冒火越来越严重，部分碳刷铜引线温度达150°C以上且还在逐步上升，最终被迫申请 停机。停机后检查发现部分碳刷铜引线烧断，个别刷架有部分烧损。
2引起碳刷发热的因素
碳刷发热由3部分组成：碳刷自身电阻发热，碳刷接触压降发热和磨擦发热。
碳刷自身电阻发热功率：W1=I2*R；
碳刷接触压降发热功率：W2=I*AE；
磨擦发热功率：W3=F*v；
其中：I—流过碳刷的电流；
R-碳刷电阻;
△E-接触压降;
F-碳刷压紧力；
v-碳刷与滑环的相对运动速度。

在机组运行中，虽然使用的是同一型号的碳刷，但由于其压力不同，造成碳刷与滑环间的接触 电阻不一，致使同极滑环上不同碳刷间电流不均，部分碳刷电流过大。

碳刷通过电流后发热，刷体膨胀，易卡在刷架，这时拉动碳刷引线感觉很紧；部分碳刷由于振 动、刷架不垂直等原因，会在刷架一侧的上沿和另一侧下沿产生明显卡阻，这几种形式卡阻，用钳 型电流表仍可测得电流，由于碳刷分配电流的不均，部分碳刷电阻发热增加。

由于运行中的碳刷磨损，每个碳刷长短不可能完全一致，故弹簧压力也各不一样，而且压力大 小无法测量，很难保证弹簧压力的标准；再者由于碳刷过热会造成弹簧压力减小，造成部分碳刷电 流减小。

碳刷在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。 在滑环表面开凹槽和磨花碳刷接触面可破坏气膜。但开凹槽使碳刷实际的接触面积减小。

滑环氧化膜太厚，使碳刷接触电阻大大增加，励磁电流分流到其它回路电阻小的碳刷上。

一般情况下，碳刷与滑环接触面的接触紧力较大，即接触压降小，所有同极碳刷运行工况相近, 每块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（即强平衡）。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