发电机碳刷冒火原因及解决方法

关于发电机碳刷冒火原因及解决方法第一页，共三十七页，2022年，8月28日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。第二页，共三十七页，2022年，8月28日碳刷冒火原因分析1．设备的性能方面。2．

运行维护方面。第三页，共三十七页，2022年，8月28日D172碳刷的特性参数第四页，共三十七页，2022年，8月28日设备性能方面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。第五页，共三十七页，2022年，8月28日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

，υ=πDn=3.14×0.42×3000/60=65.94m/s

D172允许圆周速度：70m/s

结论：处在上限区域，裕度较小第六页，共三十七页，2022年，8月28日1.2碳刷的载流量D172碳刷的额定电流密度12A/cm2，截面积为25mm×32mm，为8cm2

全接触时碳刷额定电流：12A/cm2×8cm2=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2203÷36=61.2A。但不能真实反映碳刷的实际运行情况。

第七页，共三十七页，2022年，8月28日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

第八页，共三十七页，2022年，8月28日电流分布变差系数：每块电刷电流值X的标准差σn与电流值的平均值的百分数来表示，标准差σn为单只碳刷的电流值与碳刷平均电流的差的绝对值。

1.3载流的均衡性第九页，共三十七页，2022年，8月28日变差系数图解非常好好较好不良第十页，共三十七页，2022年，8月28日转子电流1600A，平均电流40A

电流分布变差系数应用举例：第十一页，共三十七页，2022年，8月28日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*0.6kg⁄cm2，2*0.8kg⁄cm2U，V，单簧第十二页，共三十七页，2022年，8月28日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第十三页，共三十七页，2022年，8月28日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，圆度差第十四页，共三十七页，2022年，8月28日1.7滑环的冷却方式吹入式抽吸式第十五页，共三十七页，2022年，8月28日吹入式冷却第十六页，共三十七页，2022年，8月28日抽吸式冷却第十七页，共三十七页，2022年，8月28日运行维护方面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。第十八页，共三十七页，2022年，8月28日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。第十九页，共三十七页，2022年，8月28日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。第二十页，共三十七页，2022年，8月28日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。第二十一页，共三十七页，2022年，8月28日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。第二十二页，共三十七页，2022年，8月28日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。第二十三页，共三十七页，2022年，8月28日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，延长使用寿命第二十四页，共三十七页，2022年，8月28日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，第二十五页，共三十七页，2022年，8月28日碳刷的特性参数对比第二十六页，共三十七页，2022年，8月28日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，防止通风孔阻塞第二十七页，共三十七页，2022年，8月28日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。第二十八页，共三十七页，2022年，8月28日滑环通风孔堵塞情况第二十九页，共三十七页，2022年，8月28日滑环光洁度检查第三十页，共三十七页，2022年，8月28日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。第三十一页，共三十七页，2022年，8月28日碳刷改型前后载流情况比较原型号第一组新型号第三十二页，共三十七页，2022年，8月28日碳刷改型前后载流情况比较原型号第二组新型号第三十三页，共三十七页，2022年，8月28日碳刷改型前后载流情况比较原型号第三组新型号第三十四页，共三十七页，2022年，8月28日结论效果

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