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上海伊謄實業(yè)有限責任公司
主營產(chǎn)品： 伊藤發(fā)電機,小型柴油發(fā)電機,汽油發(fā)電機價格 |
發(fā)電機滑環(huán)冒火情況及處理辦法
2017-11-7 閱讀(260)
1.設備簡述
某電廠#2機為汽輪發(fā)電機組。發(fā)電機為發(fā)變組單元接線。#2機組為97年11月相繼投產(chǎn)的哈爾濱電機廠生產(chǎn)的300MW機組，勵磁系統(tǒng)是帶有永磁付勵磁機、交流主勵磁機，靜止整流器的“三機勵磁”系統(tǒng)。
圖1 壓簧形狀及尺寸
主勵磁機Exc輸出的交流電流，由三相全波橋式接線的硅整流柜整流后，經(jīng)發(fā)電機碳刷供給發(fā)電機G勵磁。而交流主勵磁機Exc的勵磁，由中頻永磁付勵磁機PMG輸出交流電，由勵磁調節(jié)器的可控硅整流橋整流后，經(jīng)主勵碳刷供給。
勵磁碳刷采用恒壓壓簧，壓簧形式見圖1。發(fā)電機和主勵碳刷型號均為D172/2-14②；規(guī)格為25×32×65；圖號為92HL-79T。發(fā)電機每極36條碳刷，分四排、每排9條，；兩極共72條；主勵每極4條，共8條。
1.1 發(fā)電機為三相二極同步發(fā)電機，型號：QFSN-300-2-20型。
1.2 主勵磁機為同步發(fā)電機三相四極勵磁機，型號為TFL-1670-4。
1.3 副勵磁機為同步發(fā)電機永磁，型號為TFL-75-400。
2.事件經(jīng)過及處理
2.1 事件的發(fā)生
2008年01月10日 檢查發(fā)現(xiàn)#2發(fā)電機大滑環(huán)北側一極有三塊碳刷辮發(fā)熱，立即將發(fā)熱炭刷更換，更換后正常；事后測量#2發(fā)電機碳刷電流分布，發(fā)現(xiàn)#2發(fā)電機大滑環(huán)北側一極電流分布不均勻；有三塊超過100A，有四塊電流低于20 A。經(jīng)調整后，降到100 A以下，但仍在80A左右。
2008年02月04日 #2發(fā)電機停運轉B級檢修，2008年03月6日#2發(fā)電機B級檢修結束后，#2發(fā)電機并入系統(tǒng)。
2.2 事件的發(fā)展
2008年5月13日檢查發(fā)現(xiàn)#2發(fā)電機北極碳刷冒火嚴重，減無功進行調整處理后基本不冒火。運行每班重點對#2發(fā)電機北極碳刷進行維護，但從13日開始到5月20日#2北極發(fā)電機碳刷冒火情況逐步惡化，每班多次進行維護，但間隔一段時間后仍出現(xiàn)冒火現(xiàn)象。中間幾次出現(xiàn)被迫減無功、降低勵磁電流進行處理和調整。
5月20日 測量#2發(fā)電機北極個別碳刷電流大在250A左右，并且刷辨溫度高、燒焦變色，緊急減#9機無功進行處理，處理中共更換8塊碳刷，其中有5塊刷辨被已燒斷，并對全部碳刷進行了調整和維護，將各碳刷電流調整后降至80A以下。
從5月20日開始到5月27日多次出現(xiàn)燒斷碳刷刷辨，25日開始出現(xiàn)每班都碳刷刷辨燒斷的現(xiàn)象，并且出現(xiàn)碳刷刷窩被燒壞的情況；冒火情況經(jīng)調整后消失，但加無功后，冒火情況又出現(xiàn)，無法消除。被迫限zui高無功100MVAR運行。
2.3 事件的發(fā)展的zui后結果
從6月27日北極碳刷zui北側一排碳刷振動開始明顯增大，壓簧斷裂崩開也呈逐步上升，到#2機7月8日停機，平均每班更換壓簧4個以上。北極碳刷其他三排碳刷壓簧斷裂崩開情況比較少。期間只能維持發(fā)電機轉子電流在1500A(額定電流2203A)左右運行。
3.停機處理經(jīng)過
#2發(fā)電機由于碳刷冒火只能降無功維持運行，但*運行勢必造成更大的危害，被迫于2008年7月8日申請省調停機，處理#2發(fā)電機碳刷北側一極碳刷冒火。
停機后檢查發(fā)現(xiàn)：滑環(huán)表面已凸凹不平、特別是zui北側一排，靠近發(fā)電機6瓦一側，不平度比較明顯；部分刷窩內有電弧燒灼痕跡；部分碳刷由于震動有掉塊現(xiàn)象；部分壓簧由于過熱彈力明顯減小。
廠家對#2發(fā)電機碳刷北側一極滑環(huán)表面進行了打磨處理。處理完畢后，將受損碳刷、壓簧、刷窩進行了更換。檢查滑環(huán)、壓簧、碳刷和碳刷架無異常后，于7月11日12：00#2發(fā)電機并入系統(tǒng)運行。
#2發(fā)電機并入系統(tǒng)運行后，檢查北側一極滑環(huán)和碳刷無冒火現(xiàn)象。機組在滿負荷下，測量#2發(fā)電機碳刷電流分布偏差不大，滑環(huán)和碳刷溫度在60℃左右、無冒火情況。#2發(fā)電機碳刷和滑環(huán)運行正常。
4.原因分析
發(fā)生碳刷冒火花的原因很多，相關資料、規(guī)程都對其作了詳細的敘述，但在實際生產(chǎn)中真正造成碳刷冒火花的原因大概有以下幾種：
4.1 碳刷電流分布不均、個別碳刷電流密度過大
實際運行中，如果有一、兩個碳刷因機械原因卡澀，彈簧壓力不足等原因不出力，只要碳刷電流分布比較均勻的話，由其他碳刷分攤其電流，短時間內還不致于發(fā)生大的危害，但要及時發(fā)現(xiàn)、進行調整。就怕碳刷電流已分布不均勻，造成個別碳刷帶大負荷電流，這次#2發(fā)電機勵磁冒火時就發(fā)現(xiàn)，個別碳刷測量電流在200A左右，峰值達到過400A，如此大的電流造成接觸面通流密度增大，根據(jù)Q=I*IRT，發(fā)熱量跟電流的平方成正比，積聚的熱量無法散發(fā)出去時，溫度急劇升高，碳刷與滑環(huán)接觸面就會產(chǎn)生火花。另外火花的產(chǎn)生后，使碳刷工作環(huán)境更加惡劣，從而惡性循環(huán)，使碳刷冒火花更嚴重。并且在如此大電流下將造成碳刷刷辮燒斷。碳刷燒斷后其分攤大電流又轉移到其他碳刷上，造成其他碳刷也發(fā)生如此情況，形成惡性循環(huán)。
4.2 滑環(huán)和碳刷表面不潔
這一點zui讓人忽略的，正常運行的發(fā)電機碳刷密封在密閉的柜子內，靠出風口在南側一極下方的滑環(huán)風機把磨下的石墨碳粉、碳刷發(fā)熱及時吹走，達到冷卻的作用。如果由于發(fā)電機密封瓦漏油、甩油將油污附著在碳刷、滑環(huán)上，一方面影響碳刷散熱，另一方面碳刷發(fā)生火花時因滑環(huán)表面不潔，刷柱之間絕緣強度不夠很容易環(huán)火。此外滑環(huán)上車有螺旋狀一道道溝槽，這是為了增加碳刷散熱面積，改善同碳刷接觸，使碳刷更充分冷卻，同時更容易讓碳粉抽走。油污也很輕易附著在螺旋狀溝里，其也將嚴重影響其散熱。
