水轮发电机碳刷打火原因分析及处理.docx

水轮发电机碳刷打火原因分析及处理 师天杰，李燕( 甘肃电投河西水电开发公司，甘肃 水轮发电机碳刷打火原因分析及处理 师天杰，李 燕 ( 甘肃电投河西水电开发公司，甘肃 张掖 734000) 摘 要: 从发电机碳刷和滑环工作面的磨损、碳刷发热的原因、发电机滑环碳刷接触不良的后果等几个方面进行了 分析，从运行检查、检修更换、日常维护等方面总结了防止碳刷打火及滑环损坏的防范措施。 关键词: 水轮发电机; 检修; 滑环; 碳刷架; 维护 中图分类号: TV574 在水轮发电机组运行中，转子滑环、碳刷部件时 常出现温度过高或打火现象，严重影响了水轮发电 机组的安全稳定运行，缩短了水轮发电机的检修周 期，严重时将导致机组跳闸事故，使电网安全受到影 响。本文通过滑环、碳刷打火的处理，给出滑环、碳 刷的日常维护要领。 碳刷进行了更换，并对更换过的碳刷进行了研磨处 理，磨合其接合面，对发电机滑环进行了抛光处理， 机组并网后碳刷温度基本保持在 50℃ 左右，运行正 常。 3 事故原因分析 1) 滑环表面及刷握内常有碳刷磨损的碳粉，滑 1 概述 三道湾水电站 3# 发电机组额 定 功 率 22MW，额 环工作面与碳刷表面常有油污杂质。这样就使碳刷 与滑环运行时接触不良和散热条件变差，引起滑环 过热。 2) 碳刷磨损过多未及时更换，造成碳刷弹簧压 力不足，使碳刷与滑环之间接触不可靠发生打火，滑 环表面打出熔点，加剧发热。 3) 由于 在运行中未及时注意碳刷 与 滑 环 的 表 面光洁度使滑环拉毛、烧蚀和产生麻点，滑环产生高 温它会造成碳刷与滑环表面接触不良，容易打火，使 滑环过热，甚至烧蚀滑环。轻微时滑环表面产生轻 微的划痕，严重时滑环磨损和烧蚀。 4) 当滑环表 面 温 度 达 到 80 ～ 120℃ 左 右 时，固 有的氧化膜会被高温破坏，就会使碳刷与滑环的摩 擦力增大，加剧碳刷与滑环的不正常磨损，使滑环产 生较多的热量，同时引起碳刷剧烈振动，碳刷由于振 动而破碎。 5) 检修人员在更换碳刷的过程中，对碳刷的研 磨工艺达不到技术要求，造成重复消缺。 6) 更换 碳刷要求必须是同型号且 同 批 次 的 碳 刷，检修人员在更换时碳刷是同型号但不是同批次 的碳刷。不同批次的碳刷其质量和制造工艺不同。 造成碳刷载流量不均匀，个别载流量大的就会发热。 7) 每次更换的碳刷过多，是造成碳刷和滑环发 热的又一个原因。 定励磁电流 920A，正 负 极 分 别 有 15 个 碳 刷，共 30 个碳 刷。 机组正常运行 时，励 磁 电 流 约 为 750 ～ 800A。2011 年 3 月 13 日、14 日、15 日，三道湾水电 站由于 3# 发 电 机组碳刷分别出现部分碳刷温度过 高，打火严重等现象，导致机组停机，对现场设备的 安全稳定运行造成了威胁。 2 事故发生经过 3 月 13 日，运 行人员巡视过程中发现，3# 发 电 机组碳刷正极 + X 方 向 有 4 块 碳 刷、－ Y 方 向 有 2 块碳刷 的外露部分较短，经过测量碳刷温度均在 40°C 以下，联系检修维护部对磨损较短的碳刷进行 更换。 3 月 14 日，检修人员更换了正极 7 个碳刷，3# 机 组在并网运行 16 小时 40 分钟后，发现碳刷温度最 高 140℃ ，更换过的 5 个碳刷刷握有烧熔现象，申请 调度停机。 3 月 15 日，检修人员更换了正极 11 个碳刷，3# 机组在并网运行 26 小时 25 分钟后，再次出现更换 过的碳刷有 2 个 最 高 温 度 近 200℃ ，且 刷 辫 有 冒 烟 现象，2 个碳刷均发红，通过降低无功功率和调整机 组负荷，无任何变化，申请调度停机。 3 月 16 日，检修人员对 3# 机组正极所有过短的 86甘 肃科 技第 27 卷就要查找原因，及时消 86 甘 肃 科 技 第 27 卷 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) 碳刷在刷握内跳动灵活、无卡涩。 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。 8) 刷握与滑环的距离符合规定值。 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 120℃ 。 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。 4 处理方法 1) 对损坏的碳刷进行更换，换上的碳刷先研磨 工作面，使其与集电环的接触面 ＞ 75% ( 3 月 14 日 检修人员更换的碳刷研磨工 作面未达到工艺的要 求，导致更换过的碳刷严重发