电厂励磁系统为静止型三机励磁系统,主励磁机和电机'>发电机都采用D172型号的碳刷,采用恒压刷握,主励磁机碳刷共8块,电机'>发电机碳刷共72块。碳刷是电机'>发电机中动静接触和交换能量的设备(shèbèi),碳刷运行的好坏,直接关系到电机'>发电机的运行安全,因此,碳刷的运行问题不容忽视。
1励磁碳刷运行中存在的问题
电厂1、2号机组自投产以来,发生过一次较大环火事故,多次烧断刷辫事件和经常出现火花大、碳刷跳动现象,给我厂安全生产带来极大的威胁。
1997年11月23日,2号机有功240M
W、无功70Mvar,值班人员发现马达'>发电机励磁'>电机'>发电机励磁碳刷火花大,马上进行调整,但无论如何调整都不能消除火花,且随着时间的推移,火花越来越大,碳刷越来越热。
并伴有浓烟,最后形成环火。令2号机有功降至180M
W、无功降至6Mvar,更换烧烂的碳(C)刷、恒压弹簧(Spring)后,火花才得到控制。事后检查,刷握烧毁17块,滑环烧伤,出现许多小坑。
1号机组常常发生刷辫烧断事件,由于刷辫包着绝缘套, 烧断后不易发现,若不及时发现及更换,将造成大量碳刷由于过载而烧毁,最后导致马达'>发电机失磁。
1、2号机组曾于1997、1998、1999年更换碳刷1000多块, 表1为3年换刷统计,在被换的碳刷中,部分碳刷是由于磨损造成过短而更换;大部分是由于刷辫烧断、跳动大引起崩角而更换。
2检查与分析
2.1碳(C)刷质量不良且与刷握不匹配
在换下的碳刷中发现有许多是崩角的和刷辫与碳刷接触松动的。崩角的原因可能是碳刷跳动太大或材质不良。刷辫与碳刷联接部分松动会造成接触电阻增加,使碳刷电流分担不均。碳刷在刷握中尚能上下活动,但在卡上恒压弹簧(huáng)后,即不能活动自如,这就会造成碳刷不能与滑环接触,使实际分担电流为零。
2.2恒压弹簧压力不够或压力不均匀
自卷式恒压弹簧受热后弹簧会拉长,弹性变差,同一只弹簧两边的压力可能不一样,以致造成碳(C)刷实际接触面积最大化减少。发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。从换下的恒压弹簧的检查中发现,部分弹簧发生断片或有裂纹,而不同的弹簧压力不一样,从而造成不同碳刷分担电流不一样。另在实测时发现,更换弹簧前某碳刷电流小于
10A,更换弹簧(Spring)后,该碳刷(carbon brush)分担电流(Electron flow)可达80A。
2.3刷握调整不当,碳刷(carbon brush)位置不能对准滑环圆周的法线方向经目测,发现部分刷握距离滑环的高度不一,有些不能平行于滑环圆周的法线方向。
2.4马达'>发电机滑环偏心,引起碳刷跳动
1999年11月1号机大修时,对其滑环也进行了一次车光处理,由于滑环发生了偏心(实测50多丝),结果机组启动后碳刷跳动。
2.5维护不到位,造成碳(C)刷(carbon brush)磨损严重或卡涩
电厂地处海滨,盐雾大,机组停运后,滑环很轻易生锈,若不及时除锈(rust cleaning)和打磨,就会引起碳(C)刷跳动、磨损(零部件失效的一种基本类型)增大、接触不良,并且产生大量的碳粉。碳粉聚集在刷握内会造成碳刷卡涩。
2.6运行调整不及时,处理不当,造成恶性循环(continue)
在发生碳刷火花大或烧断刷辫时,应及时调整和更换碳刷。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。调整更换碳刷时,应严格按规程规定进行,若调整不及时或处理不当,将会蔓延至其它碳刷,造成更大的火花。
3运行中应采取的措施(指针对问题的解决办法)
3.1加强运行维护
值班人员发现电机'>发电机励磁'>电机'>发电机励磁碳刷火花大时,应根据运行规程中提供的方法进行处理。
3.2加强碳(C)刷电流(Electron flow)的监测
(1)购置直流钳表测量碳刷电流,规定每班测量两次,以便全面把握每块碳刷的电流分担情况。发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。若碳刷电流在12~80A,说明运行正常;若碳刷电流出现零和大于200A,说明运行不正常;超过200A的碳刷很快便会烧断刷辫。
(2)根据当时的励磁电流,计算每块碳(C)刷的平均电流,及时调整和更换电流过大或过小的碳刷,使每块碳刷电流分担差别不大。
3.3选用优质的碳刷
更换碳刷前,必须巡查碳刷外观是否良好,检查碳刷与铜辫的接触是否紧固,必要时对碳刷各面进行直流电阻(resistance)测定,以筛选合格的碳刷,若达不到要求,则换型,选用质量好的碳刷。
3.4更换新型的恒压弹簧(Spring)和刷握
将原恒压弹簧更换成中间压的弹簧, 克服原用恒压弹簧自身存在压力不够或两边压力不均的缺陷,避免刷辫烧断事件的发生。
3.5加强停机后维护
停机后对滑环进行防锈和除锈,对滑环沟道和刷握进行吹灰和清抹。
3.6对有烧损的滑环表面进行抛光打圆处理
运行一段时间后,滑环表面可能(maybe)会起毛或出现小坑,此时会造成碳刷火花和跳动,且无法通过调整消除。因此,遇停机机会 ,应及时对滑环表面进行抛光处理(chǔ lǐ)。如我厂1、2号机滑环经过车光处理后,火花状况立即得到改善。