单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,发电机碳刷冒火原因及解决方法,The cause of generator brush belching and solving method,国电集团太原第一热电厂,牛继成,关键词：碳刷冒火 原因 解决方法,KEY WORDS:generator brush belching,cause,solving method,发电机碳刷冒火原因及解决方法The cause of ge,1,碳刷冒火对发电机运行的影响,采用他励静止硅整流励磁系统的发电机，是通过滑环和碳刷的滑动接触，将励磁电流传到发电机转子绕组中的，由于发电机运行中转子高速旋转，使碳刷和滑环的接触成了安全运行的薄弱环节，碳刷冒火花现象很常见，为了及时消除，以免对发电机组安全运行造成直接威胁，故在日常工作中，碳刷和集电环的维护工作量相对较大。若冒火严重可能导致滑环环火，机组被迫停运，不仅造成系统出力下降，而且对发电机组本身也将产生危害。,碳刷冒火对发电机运行的影响 采用他励静止硅整流励,2,碳刷冒火原因分析,1,设备的性能方面。,2,运行维护方面。,碳刷冒火原因分析1设备的性能方面。,3,D172碳刷的特性参数,项目,参数,规格尺寸（mm）,25*32*65（长）,电阻系数（微欧.米）,1016,摩擦系数,0.2,一对电刷的接触电压降（V）,2.43.4,额定电流密度（A/cm,2,）,12,允许圆周速度（m/s）,70,D172碳刷的特性参数项目参数规格尺寸（mm）25*32*6,4,设备性能方面,1.1,碳刷的允许速率。,1.2,碳刷的载流量。,1.3 载流的均衡性。,1.4,碳刷的接触电阻。,1.5 碳刷的硬度。,1.6 碳刷运行中振动。,1.7 碳刷的通风冷却。,设备性能方面1.1 碳刷的允许速率。,5,1.1,碳刷的允许速率,滑环直径为420mm，转子的额定转速为3000r/min,，,=Dn=3.140.423000/60=65.94 m/s,D172允许圆周速度：70,m/s,结论：处在上限区域，裕度较小,1.1 碳刷的允许速率滑环直径为420mm，转子的额定转速为,6,1.2,碳刷的载流量,D172碳刷的额定电流密度12A/cm,2,，截面积为25mm32mm，为8cm,2,全接触时碳刷额定电流：12A/cm,2,8cm,2,=96A,发电机额定励磁电流为2203A，所以碳刷如果均匀通过电流则平均每个碳刷通流220336=61.2A。,但不能真实反映碳刷的实际运行情况。,1.2 碳刷的载流量D172碳刷的额定电流密度12A/cm2,7,1.3,载流的均衡性,是碳刷工作最重要的一项指标，影响原因很多，主要因素有：,压簧压力、温度、材质、接触面积，连接导线情况等,1.3 载流的均衡性是碳刷工作最重要的一项指标，影响原因很多,8,电流分布变差系数：,每块电刷电流值X的标准差,n,与电流值的平均值的百分数来表示，,标准差,n,为单只碳刷的电流值与碳刷平均电流的差的绝对值。,1.3,载流的均衡性,电流分布变差系数：1.3 载流的均衡性,9,变差系数图解,非常好,好,较好,不良,变差系数图解非常好,10,转子电流1600A，平均电流40A,电流分布变差系数应用举例：,电流分布变差系数%,电流 A,评价,100,80,以上,坏,电流分布变差系数应用举例：电流分布变差系数%电流 A评价3,11,1.4 碳刷的接触电阻,滑环和碳刷的接触电阻，与氧化膜、材质、温度、压力有关。,更换压簧：,2*0.6 kg cm,2,，2*0.8 kg cm,2,U，V，单簧,1.4 碳刷的接触电阻滑环和碳刷的接触电阻，与氧化膜、材质、,12,1.5 碳刷的硬度,更换研磨困难,运行中不易磨合,运行容易冒火,易出现高温,但寿命长,1.5 碳刷的硬度更换研磨困难,13,1.6 碳刷的振动,造成滑环、碳刷接触不好，,原因：,机组振动、轴系偏心，圆度差,1.6 碳刷的振动造成滑环、碳刷接触不好，,14,1.7 滑环的冷却方式,吹入式,抽吸式,1.7 滑环的冷却方式吹入式,15,吹入式冷却,吹入式冷却,16,抽吸式冷却,抽吸式冷却,17,运行维护方面,2.1 碳刷电流、温度的测量,。,2.2,压簧压力的测量。,2.3 碳刷的研磨。,2.4 刷握及滑环的清扫。,2.5 碳刷维护的顺序。,运行维护方面2.1 碳刷电流、温度的测量。,18,2.1,碳刷电流、温度的测量,利用钳型直流表和红外线测温仪，定时进行碳刷温度、电流的测量，掌握运行工况、运行状态，发现异常现象。,2.1 碳刷电流、温度的测量,19,2.2 压簧压力的测量,压簧由于受热，卡涩等可能造成压力变化，所以应定期检查、更换压簧，防止个别碳刷过流、过热或产生火花、刷辫烧焦、烧断现象的发生。,2.2 压簧压力的测量压簧由于受热，卡涩等可能造成压力变化，,20,2.3 碳刷的研磨,应在接近滑环半径的弧面上进行，有条件的可制作和碳刷、滑环工作状态相符相近的工具，进行机械研磨，尽量增大接触面积，装入刷握前用棉布将表面擦拭干净，防止带入砂粒磨损滑环表面。,2.3 碳刷的研磨应在接近滑环半径的弧面上进行，有条件的可制,21,2.4 碳刷维护清扫,集电环表面和刷握内有碳粉聚集，会使散热条件变差，接触电阻增大，温度升高，集电环与电刷磨损过多，接触不良，还会使部件的绝缘性能下降。,2.4 碳刷维护清扫集电环表面和刷握内有碳粉聚集，会使散热,22,2.5 碳刷维护的顺序,按照电流、温度由小到大逐个进行处理，应从温度低、不冒火、不卡涩的碳刷开始，因为这种碳刷没有电流流过或电流较小。禁止由电流大、冒火严重的入手，否则电流分布将更将恶化。,2.5 碳刷维护的顺序 按照电流、温度由小到大逐个,23,应对措施及解决方法,3.1重新选取合理的电刷和电刷压力机构,3.2加强运行维护,3.3停机后的保养,3.4平衡滑环工作环境，互换滑环极性，延长使用寿命,应对措施及解决方法3.1重新选取合理的电刷和电刷压力机构,24,3.1重新选取合理的电刷和电刷压力机构,根据设备运行条件及相关产品资料，按电刷的类别、型号、电阻率、硬度、接触电压降、磨擦系数、额定电流密度、最大圆周速度、应用范围等方面进行综合考虑，参考一些电厂的经验，重新进行碳刷及配套选型，,3.1重新选取合理的电刷和电刷压力机构,25,碳刷的特性参数对比,型号,D172,NCC634,规格尺寸（mm）,25*32*65（长）,电阻系数（微欧.米）,1016,18,摩擦系数,0.2,0.20.29,一对电刷的接触电压降（V）,2.43.4,2.5,额定电流密度（A/cm,2,）,12,10,允许圆周速度（m/s）,70,80,碳刷的特性参数对比型号D172NCC634规格尺寸（mm）2,26,3.2加强运行维护,要注重日常维护，定期测温度、电流和压簧压力，清除集电环及刷握上的碳粉，保持碳刷及整流子滑环光面清洁，保障滑环的通风散热，防止通风孔阻塞,3.2加强运行维护要注重日常维护，定期测温度、电流和压簧压力,27,3.3停机后的保养,检查，擦拭、清理通风管路和滑环沟道；集电环表面抛光，有计划地进行滑环的防锈和除锈，对滑环的沟道和刷握、通风孔进行吹灰和清抹，但要注意季节气候的变化，擦拭滑环后液体未完全挥发会导致励磁系统绝缘电阻值下降。,3.3停机后的保养检查，擦拭、清理通风管路和滑环沟道；集电环,28,滑环通风孔堵塞情况,滑环通风孔堵塞情况,29,滑环光洁度检查,滑环光洁度检查,30,3.4平衡滑环工作环境，互换滑环极性，延长使用寿命,工作在负极的滑环处于发射电子的状态，运行时间越长，释放电子越多，滑环表面也会不光滑，实地检查也证明了这一点，所以，为了延长负极滑环的寿命，应该按照发电机运行时间，平衡正负极滑环的工作环境，互换滑环极性。,3.4平衡滑环工作环境，互换滑环极性，延长使用寿命,31,碳刷改型前后载流情况比较,原型号 第一组 新型号,碳刷改型前后载流情况比较原型号,32,碳刷改型前后载流情况比较,原型号 第二组 新型号,碳刷改型前后载流情况比较原型号,33,碳刷改型前后载流情况比较,原型号 第三组 新型号,碳刷改型前后载流情况比较原型号,34,结论效果,2003,年,5,月，,D172,型碳刷全部退出运行。两年多来，碳刷冒火现象大幅减少，维护工作量也降低了。集电环温度始终保持在,40,-75,之间，单个电刷最高温度不超过,70,。单个电刷电流能保持在,20-80A,，电流分布均匀，效果良好。,结论效果 2003年5月，D172型碳刷全部,35,欢迎批评指导！,欢迎批评指导！,36,