发电机滑环冒火原因探讨及对策
- 发布时间：2007年01月17日
- 作者：杨大华 杨 华 张 健
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发电机运行中滑环冒火花是常见的故障之一，若不及时消除，可导致发电机滑环冒火，对发电机组安全运行造成直接威胁，严重时被迫停机。就大型发电机而言，紧急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。通过认真分析、研究产生环火的原因，监测设备运行状况，拟定相应对策等方法是可以有效地防止发生此类故障的。
1 经 过
某厂200 MW机组曾经发生一起发电机滑环冒火现象，停机检查发现2/3的发电机滑环碳刷刷握部分烧熔，而完好的刷握中有大部分压簧压力弹片折断的现象。检修过程中将所有刷握、碳刷、压簧全部更换，机组重新启动并入系统运行近2 h后，巡检再次发现2只压簧压力弹片折断，一压簧单侧从刷握内弹出。
2 停机后检查情况
通过对这次200 MW机组滑环冒火前运行情况分析，机组在故障前运行各参数均正常，有功、无功功率均在额定范围，机组的振动和轴位移均符合运行规程要求。同时对故障后的碳刷、压簧、刷辫及部分完好刷握(仍装有碳刷和压簧)进行了详细检查，其结果如下：
(1) 发现所有碳刷均为同一型号(D172)，且长度均为新碳刷的2/3以上。
(2) 对部分完好的刷握进行检查，压簧、刷辫均未有严重过热迹象，但压簧压力弹片有大部分两侧均已折断，且压簧均为“V"型。
(3) 对于压簧压力弹片一侧折断的情形，其另一侧大部分有严重过热或电弧烧伤迹象，且压簧均为“V"型。
(4) 部分压簧压力弹片完好，但两侧压力弹片均有严重过热迹象，且均为“V"型。
(5) 个别压簧卡口较浅，易造成压簧从刷握内弹出。
(6) 厂家新购3种同一型号压簧，其检测结果列于表1：
见表
3 原因分析
通过对压簧、碳 刷、刷握的检查以及对3种压簧的检测结果综合分析后认为，此次冒火的原因是：
(1) 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。
(2) 部分压簧(V2型)未插入卡口或弹出(相当于未加弹簧)造成其它碳刷通过电流增大，其原因主要是卡口较浅。
(3) 部分压簧(V1型)压力弹片均折断(相当于此碳刷无压簧)，或压力弹片一侧折断，使该碳刷接触面减小，单位载流量增大。
(4) 碳刷型号虽然均为D172，但由于其存在阻值上的差异，同样使同极滑环上碳刷间电流分配不均。
(5) 由于运行人员巡检间隔时间较长，未能及时发现部分碳刷严重过热情况，也是最终造成发电机滑环冒火的原因之一。
4 对 策
为有效防止类似故障的发生，拟采取下述相应的对策：
(1) 将发电机滑环上的所有压簧全部更换为“U"型压簧。
(2) 运行各班每小时必须对发电机滑环、碳刷、压簧进行一次全面、系统的检查。
(3) 运行中发电机滑环碳刷长度不小于新碳刷的2/3，如发现长度不足，必须立即更换。
(4) 压簧使用前应检查其压力均匀，卡口卡入刷握内应牢固，无弹出现象，压簧无断裂现象。
(5) 领用新碳刷时应首先进行碳刷阻值测量，并将阻值相同的碳刷分别编号存放。更换碳刷时，必须在同一极滑环上使用同一阻值的碳刷。严禁不同阻值的碳刷在同一极滑环上使用。
(6) 新碳刷使用前必须配磨，以保证碳刷与滑环表面接触达70%，同时，新换碳刷长度应与运行中的碳刷长度基本一致。
(7) 新碳刷在刷握内应有间隙，且碳刷上下灵活串动无卡涩现象。
(8) 运行中更换压簧时，应检查压簧接触点牢固，弹片、弹簧正常受压，在压力消失后能完全恢复，压簧卡口应有足够余度，不能太浅。
(9) 运行中发电机集控室内必须备有足够的弹簧和碳刷，以便及时更换，且每个碳刷均应标明阻值。
A组：阻值为(0.0015±0.0003)*(励磁机侧滑环)
B组：阻值为(0.0021±0.0003)*(发电机侧滑环)
通过采取上述措施，有效地控制了发电机滑环过热、弹簧弹出、压簧断裂等情况的发生，对发电机长期安全稳定运行起到了较好的保障作用。
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