發(fā)電機組碳刷易發(fā)故障原因淺析
近年國民經(jīng)濟持續(xù)的快速發(fā)展,擴大了本已嚴峻的供電需求缺口,新建機組、各行業(yè)的自備電源系統(tǒng)和自備發(fā)動機系統(tǒng)的置備和安裝應用,如“雨后春筍”隨處可見。而發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的碳刷運行與維護技術是傳統(tǒng)技術,多年來工藝和技術水平無實質性突破。所以,各方對發(fā)電機勵磁系統(tǒng)關注不夠,投入有限,進而導致勵磁系統(tǒng)碳刷事故。近一個時期的多期安全通報,連續(xù)通報了數(shù)起大型發(fā)電機組,因碳刷或轉子集電環(huán)故障引發(fā)的停機事故,給企業(yè)造成較大經(jīng)濟損失。當導入導出電流的碳刷運行中發(fā)生故障時,如何判別故障類型與性質,以便盡快消除故障,保證設備穩(wěn)定運行,是大家需要認真思考的。筆者結合多年的工作實踐,談談電機碳刷的應用體會供讀者參考,以期共同避免碳刷事故的發(fā)生。
電刷故障的危害
某日,某發(fā)電廠2臺大型發(fā)電機組轉子滑環(huán)相繼發(fā)生碳刷打碎機組緊急降負荷,更換碳刷,未果。繼而發(fā)生滑環(huán)環(huán)火,機組被迫解列。近日,西北電網(wǎng)某發(fā)電廠QFS—125型發(fā)電機組勵磁機換向器碳刷環(huán)火緊急停機;江南某發(fā)電廠30萬千瓦發(fā)電機組投產(chǎn)后運行僅經(jīng)過一次大修。在一次小修后運行不久,發(fā)電機集電環(huán)內環(huán)(靠發(fā)電機側)碳刷磨損非常嚴重,且連續(xù)多個班次都有批量更換,同時檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機集電環(huán)刷架油污嚴重,經(jīng)紅外測溫儀檢測發(fā)現(xiàn)集電環(huán)內環(huán)表面與碳刷接觸部位溫度高達230℃~360℃,靠勵磁機側的集電環(huán)外環(huán)溫度正常的60℃~70℃,機組負荷降到20萬千瓦以后,仍不見集電環(huán)溫度有回落跡,被迫解列搶修。……屢屢發(fā)生的碳刷事故給發(fā)電廠和電力系統(tǒng)造成巨大經(jīng)濟損失。
碳刷即電刷。運行中發(fā)電機組的碳刷如果維護和使用不當將造成事故降負荷,甚至停機。
導致碳刷故障的因素
電磁因素:無功或勵磁電流調整時,碳刷的火花有明顯變化。在勵磁機換向時,碳刷與換向片接觸不良,接觸電阻過大;整流子或滑環(huán)的氧化膜薄厚不均勻,引起碳刷電流分布不平衡;或者負載突然變化,以及突發(fā)的短路導致?lián)Q向片間的電壓分布異常;機組過載和不平衡;碳刷選型不合理,碳刷間距不等;碳刷質量問題等等。
機械因素:換向器中心不正,轉子不平衡;機組振動大;換向片間絕緣凸出或換向片凸出;碳刷接觸面研磨不光滑,或換向器表面粗糙而造成接觸不良;換向器表面不清潔;各個換向極下氣隙不等;碳刷上彈簧壓力不均勻或大小不適宜;碳刷在刷握里太松而發(fā)生跳動,或太緊了碳刷在刷握里卡住了等。機組運轉速度降低或震動改善,火花將減少。
化學因素:機組運行在有腐蝕性的氣體中,或機組運行空間缺乏氧氣,換向器與碳刷接觸的表面上一層自然形成銅氧化物薄膜遭到破壞,本已形成的、近似線性電阻的換向不復存在,在接觸面重新形成氧化膜的過程中換向器火花加劇。換向器(或滑環(huán))被酸性氣體或油脂腐蝕。碳刷及換向器被污染等。
碳刷的維護
A、運行檢查:加強定期與不定期的設備巡回檢查工作,正常情況下,工作人員每天必須對發(fā)電機碳刷進行兩次檢查(上午一次,下午一次),用紅外測溫儀測量集電環(huán)和碳刷的溫度,夏季高峰負荷期間以及無功和電壓波動較大時應縮短溫度測量間隔,更換的新碳刷做重點檢查。有條件的單位應定期用紅外熱像儀測量集電環(huán)和碳刷的溫度。并做好巡回檢查設備運行工況記錄。
B、檢修更換:對新購進的碳刷進行驗收。測定碳刷的固有電阻值,測量碳刷引線接觸電阻,阻值要符合制造廠和國家標準。嚴格把握更換碳刷工藝,同一臺機組使用的碳刷必須一致,不可摻插使用。在更換碳刷前,細心研磨碳刷使其面面光滑,電刷在刷握內應有0.2 0.4毫米的間隙,在刷握內上下活動自如。刷握的下邊緣和換向器工作表面之間的距離為2-3毫米,距離過小,會碰撞換向器表面,易受損、距離過大電刷跳動易產(chǎn)生火花。爭取實現(xiàn)碳刷接觸面大于碳刷截面的80%。勤更換,但多次更換碳刷不宜過多,一次更換碳刷的數(shù)量不得超過單極總數(shù)的10%,碳刷頂端低于刷握頂端3mm的碳刷應盡快更換,每次更換碳刷時必須使用同一型號的碳刷,但要注意節(jié)約和充分利用碳刷。更換后的碳刷必須用直流卡鉗表測量碳刷分流情況,用紅外測溫儀進行溫度測試,防止個別碳刷因過流而過熱。對于滑環(huán)或整流子換向片凸起與凹陷等明顯設備問題,要利用機組檢修的機會進行緊固、車磨。加強檢修質量和運行控制,避免由于檢修質量不良或運行調整不當造成機組運行中,汽輪機油外泄,甩到集電環(huán)上,增大碳刷與集電環(huán)之間的接觸電阻。刷架和刷握在機組大、小修時要慎重調整,回放和安裝刷架時,角度和幾何位置要保證在原狀態(tài),碳刷的滑入邊和滑出邊必須要與換向器平行。
C、日常維護:勤清掃、吹灰,保持碳刷及整流子滑環(huán)光面清潔,若遇大風天氣,或過后必須及時清掃。勤調整彈簧壓力,碳刷彈簧的壓力要符合制造廠家的規(guī)定,使碳刷承受壓力均勻。防止個別碳刷過熱或產(chǎn)生火花、刷辮燒焦燒斷現(xiàn)象的發(fā)生。碳刷運行中出現(xiàn)問題必須及時消缺,避免惡性循環(huán),危及機組正常運行。同一臺機組使用的碳刷必須一致,不可摻插使用。進行維護的工作人員,檢查維護時要特別小心,發(fā)辮應放在帽內、扣緊袖口,不使衣服及擦拭材料被機器掛住。工作時站在絕緣墊上,不得同時接觸兩極或一極與接地部份,也不能兩個人同時進行工作。在轉動著的電機上調整、清掃碳刷及滑環(huán)時,須有實踐經(jīng)驗的同志進行。
- 上一篇:發(fā)電機在運行中應做哪些檢查 2023/1/2
- 下一篇:發(fā)電機內冷水處理技術的探討 2022/12/16