发电机滑环碳刷发热原因分析及处理.docx
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1、发电机滑环碳刷发 热缘由分析及处理摘要:发电机碳刷和滑环在运行中由于多种缘由,时常消灭发热现象,严峻时甚至危及发电机的安全运行。本文通过某厂滑环碳刷过热处理过程,分析了滑环碳刷发热的缘由,总结出严峻发热时的两种应急处理方法,在有用中取得了显著成效。关键词:滑环;碳刷;发热;振动;处理0 引言山西漳电蒲洲热电一期安装 2 台哈尔滨电机有限责任公司制造的QFSN-300-2 型静止励磁系统的汽轮发电机。集电环材料为高硬度锻钢,外圆周外表开有螺旋沟,沿集电环圆周均布斜 30的通风孔,以改善与电刷的接触并强化冷却。集电环通过绝缘套筒热套于轴上。两环间装有离心式风扇,此风扇直接热 套于轴上,加强集电环部
2、位的通风冷却。刷架与导电环合二为一,每个导电环由 两瓣拼成,其材料为纯铜板,担当着导电作用,整个导电环经绝缘板固定到根底上。刷盒自成一体,可在运行中即插即拔,每个刷盒并排安装 4 个电刷,由恒压弹簧保持适当的压力,每极碳刷共 40 块。刷架与集电环有独立的通风系统,冷空气由两个集电环的外侧进入,中间排出,由装在转轴上的离心式风扇驱动。在刷架集电环部位加装隔音罩,兼有密闭通风和隔音功能,进风由正负极母线封母开口加装滤网引入,出风由管道引至厂房 6.3 米层。发电机转子额定励磁电压 365V, 额定励磁电流 2642A。2023 年 4 月,该厂运行中的两台机组相继发生滑环及碳刷发热严峻的特别大事
3、,碳刷及滑环外表温度最高点到达了 300左右,经紧急处理后相继恢复正常。鉴于碳刷发热的常见性,以及碳刷严峻发热时可能造成的滑环烧毁、甚至停机等 恶性后果,将处理过程进展总结,对碳刷发热缘由进展分析,并总结了两种有效 的处理方法。1 碳刷及滑环发热缘由分析1.1 碳刷及滑环发热的进展过程正常状况下,碳刷运行温度一般在 5080温升 40左右,碳刷电流分布整体平衡,每块碳刷工作电流在 20A100A。碳刷在刷握内活动自如且无振动卡涩现象。碳刷与滑环在运行中发热与散热根本平衡,当转子电流增大时温度会有短时少量增加直至到达的平衡状态。但是假设因碳刷变短、刷握弹簧压力变小、碳刷质量不合格等缘由将会造成碳
4、刷运行工况变差,此时当转子电流增加,局部碳刷温度将上升,从而使整个系统温度上升,温度上升进一步引发碳刷振动,加剧发热。严峻发热时碳刷和滑环温度高达 120以上,甚至消灭温度失控,最严峻时到达 200300。此时碳刷工作状态恶化,碳刷电流分布很不均匀,少数碳刷电流到达 200300A,而另一些碳刷电流很小或接近于零,大量碳刷消灭不正常的跳动或卡涩,甚至消灭大量火花、刷辫变色、断股或脱辫等。1.2 影响碳刷及滑环发热的因素碳刷的发热主要由 5 点组成:刷辫电阻发热、碳刷自身电阻发热、刷辫与碳刷接触电阻发热、摩擦发热、碳刷与滑环接触电阻发热。滑环的发热主要由 4 点组成:滑环本身电阻发热、碳刷与滑环
5、接触电阻发热、碳刷与滑环摩擦发热、碳刷传导发热。其中滑环本身电阻发热很小可以无视,碳 刷传导发热与碳刷与滑环摩擦发热最为明显,实际表现为靠近发热碳刷处滑环温 度明显偏高。1.3 碳刷及滑环发热的缘由分析(1) 碳刷及刷辫电阻发热:碳刷运行中自身电阻包括刷辫电阻、碳刷自身电阻随着温度上升渐渐增大,实际测量中电阻与温度呈下表所示趋势变化:碳刷刷辫碳刷温度电阻与刷辫电阻180约约以上4560160约约左右3040120约约左右202580 以接近接近下于 0于 0(2) 碳刷与滑环接触电阻发热:长时间发热可能造成滑环氧化膜增厚,使碳刷接触电阻增加,一方面使碳刷本身发热,另一方面使其它碳刷的电流增大发
6、热增加。(3) 碳刷卡涩:碳刷发热刷体会产生肯定的膨胀,易产生卡涩,拉动刷辫感觉不敏捷;局部碳刷由于振动及刷握不垂直等缘由,会造成刷握侧面磨损明显, 进一步造成碳刷晃动、发热,此时用钳形电流表仍可测得电流,但碳刷实际运行 工况已恶化,并导致其它碳刷安排的电流增加,发热增加。(4) 碳刷压力减小:刷握各个弹簧压力总会存在差异,表现为碳刷长度全都时用手拉动感觉不同的压力差异;长期发热会造成弹簧退火压力下降;另外在碳刷磨短过程中,弹簧压力也会不同程度削减。压力小到肯定程度时,会造成碳刷接触不稳定,接触电阻发热明显增加。(5) 碳刷振动:两种缘由会引起碳刷振动,一种缘由为滑环外表受损,另一种为碳刷过软
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