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泓浩机电-发电机组碳刷易发故障原因浅析


发电机组碳刷易发故障原因浅析
      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,新建机组、各行业的自备电源系统和自备发动机系统的置备和安装应用,如“雨后春笋”随处可见。而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,进而导致励磁系统碳刷事故。近一个时期的多期安全通报,连续通报了数起大型发电机组,因碳刷或转子集电环故障引发的停机事故,给企业造成较大经济损失。当导入导出电流的碳刷运行中发生故障时,如何判别故障类型与性质,以便尽快消除故障,保证设备稳定运行,是大家需要认真思考的。笔者结合多年的工作实践,谈谈电机碳刷的应用体会供读者参考,以期共同避免碳刷事故的发生。 
      电刷故障的危害 
      某日,某发电厂2台大型发电机组转子滑环相继发生碳刷打碎机组紧急降负荷,更换碳刷,未果。继而发生滑环环火,机组被迫解列。近日,西北电网某发电厂QFS—125型发电机组励磁机换向器碳刷环火紧急停机;江南某发电厂30万千瓦发电机组投产后运行仅经过一次大修。在一次小修后运行不久,发电机集电环内环(靠发电机侧)碳刷磨损非常严重,且连续多个班次都有批量更换,同时检查发现发电机集电环刷架油污严重,经红外测温仪检测发现集电环内环表面与碳刷接触部位温度高达230℃~360℃,靠励磁机侧的集电环外环温度正常的60℃~70℃,机组负荷降到20万千瓦以后,仍不见集电环温度有回落迹,被迫解列抢修。……屡屡发生的碳刷事故给发电厂和电力系统造成巨大经济损失。 
      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 
      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;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。 

      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。 


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