发电机滑环电刷过热处理方案

发电机滑环电刷过热处理方案

裴涛

河北大唐国际丰润热电有限责任公司， 河北省 唐山市 063000

摘要：碳刷和滑环是发电机动静接触和交换能量的设备，是发电机励磁系统的重要组成部分。在我厂机组安装试运过程中，空载工况下发电机滑环电刷出现过热情况，现严重危及发电机的安全运行。本文结合几年来的实践经验,有针对性的处理发电机碳刷发热。对其同类事件有借鉴意义。

关键词：碳刷、滑环   发热   冷却风道   混风

1.引言

随着国产汽轮发电机组容量不断升高，发电机励磁电压和电流也由制造技术的升级和革新不断提高。无刷静态励磁方式以在600MW火电机组中普及，但在300MW供热机组中静止励磁系统仍为主要励磁方式，发电机碳刷就成为励磁电流的主要传递原件，发电机碳刷过热也成为各发电厂普遍存在的现象。

2.****1号发电机空载试运后拖动侧滑环碳刷过热事件

2.1事件情况：

2009年8月3日****1号发电机空载试运，发电机型号：QFSN-300-2， 励磁方式：静态励磁。21：33分电科院作励磁系统试验，（具体实验项目和方法见实验报告）。4日上午发电机盘车状态下，设备部在检查滑环和碳刷时，发现拖动侧滑环刷握内靠近风扇侧三排碳刷都有不同程度的损坏情况（共30块每个刷握装4个碳刷），靠近冷却风道进风侧一排的碳刷完好无损（图一）。当即取下全部刷握检查滑环情况，发现拖动侧滑环表面有过热现象（图二），非拖动侧滑环碳刷未发现问题，滑环表面正常。

图一                              图二

2.2原因分析

1、由于设计安装等原因，发电机滑环风路安装不合理，出风口与滑环冷却风道进风口距离较近，冷、热风未能做到有效隔绝。使冷却风进风温度偏高，不利于对滑环和碳刷进行冷却。

2、发电机励磁台板两侧进风口靠近非拖动侧滑环进风口，且台板内设计未能有效隔开两侧滑环冷却风的风路，冷却进风大部分从非拖动侧进风口进入，拖动侧进风量受到影响，使拖动侧的冷却风进风量减少，导致滑环与碳刷不能充分冷却，使温度逐渐升高。拖动侧冷却风量小，是拖动侧滑环过热及碳刷损坏的主要原因。（图三：箭头方向为风路方向）

图三

3、在1号机试运期间，当发电机转速3000转时，隔音罩两侧大门打开非常费

劲，说明隔音罩内负压很大，冷却进风量偏小。

4、碳刷因素。原配碳刷是哈碳生产的D172型碳刷，在检查过热的碳刷时发现碳刷有与刷握卡涩情况。取下碳刷后，碳刷表面有和刷握相互摩擦的痕迹，说明碳刷研磨不到位。且碳刷材质过硬，碳粉有粘连情况。

2.3处理方案

1）改变发电机滑环出风口风道

变更发电机出风导风筒方向。将出风方向与冷却进风方向相反，确保滑环出风与冷却进风有效隔离。

2）优化冷却风路，增加冷却进风量

将台板两路冷却风道进行有效隔绝，使两路进风分别从滑环两侧进风口进入。在励磁台板南侧新增200X90mm进风口，以增加拖动侧滑环冷却进风量。（图四：箭头方向为风路方向）

图四

3）清理滑环表面和螺旋沟

先将拖动滑环侧刷握全部取下，用压缩空气吹净滑环内的碳粉及灰尘等杂物。再用白布蘸无水酒精等溶剂清洗表面及螺旋沟，直至清洗洁净无杂物。

4）更换摩根碳刷

经过查询资料和其它电厂碳刷的使用情况，决定更换上海摩根碳刷，型号为NCC634。研磨碳刷与滑环的接触面积不小于80%。鉴定碳刷在刷握内上下活动是否自由无卡涩。

5）处理过程的措施：

1、盘车过程中每天用压缩空气将滑环吹扫一遍。

2、利用起机冲转时间检测滑环和各碳刷的温度。

3、用直流钳形卡表测量每个碳刷的电流。检查每个碳刷的电流是否平衡。

4、在检测过程中准备一台轴流风扇，以作降温备用，或将隔音罩两侧大门打开。

2.4处理后情况

1) 在更改发电机出风方向、增加进风量和更换摩根碳刷后，滑环表面温度一直保持在80度一下，具体监测数值见（表一）

2009年8月23日   工况：空载运行

2)在发电机满负荷工况下温度记录

（四点碳刷平均温度/滑环顶部表面温度最高值）

2009年9月6日至9日   工况：满载运行

2)在发电机满负荷工况下各碳刷电流记录

2009年9月7日工况：满载运行（1号至4号按进风至出风方向排列）

碳刷电流分布统计：

从以上数据可以看出发电机滑环温度基本控制在80度一下，各碳刷电流分布比较均匀，没有出现单个碳刷电流过大或过小的现象。

2.5总结

通过对发电机滑环冷却风道的改造和更换碳刷，从根本上解决了滑环过热的情况。对以后发电机出现的类似情况的处理办法可以做以借鉴。