浅谈XX电厂2-6号发电机滑环室改造及维护.docVIP

技 术 论 文 ——浅谈XX电厂2-6号发电机滑环室改造及维护 姓 名：XXX 实习部门：XX部 实习班组：XX班 所学专业： XXXX年X月XX日  浅谈XX电厂2-6号发电机滑环室改造及维护 摘要：集电环和碳刷，是发电机的重要组成部件，它是励磁系统对磁场绕组供电的桥梁与通道。集电环工作表面是否光滑，有无烧痕、凹槽等缺陷以及碳刷在集电环上运行时，能否在其接触面上形成一层均匀、适度、稳定的氧化膜，是发电机运行良好的主要标志之一。碳刷的跳火故障，多是由于各碳刷电流分配不均而破坏氧化膜导致的，且一旦发生故障，将直接影响发电机的安全稳定运行，严重时甚至烧坏集电环。因此正确认识和维护好集电环，无疑是水电站一项重要的工作。 关键词： 发电机集电环 改造 维护 前言：我厂2-6号发电机组型号为SF250-48/12200，改造前使用的碳刷型号为的D172型碳刷，每个滑环上有39只碳刷，正负极共78只碳刷，碳刷沿滑环圆周近似均匀分布，通过刷握、铝支架、U型双簧恒压弹簧安装在刷架上，刷架两端装有绝缘隔板。其主要技术参数： 生产厂家：上海东南碳制品有限公司 尺寸：25×32×60mm 电阻：14uΩM（波动率±40%） 接触电压降：2.7V（波动率±40%） 碳刷单位压力：14700～19600 Pa 开口气孔率：41% 最高线速度（m/s）：70 m/s 电流分布A：12A/cm 碳刷正常运行中的温度一般在50℃～80℃，（温升40℃左右），碳刷电流分布整体比较平衡，每块碳刷工作电流在20A～100A。刷握弹簧压力比较均匀，碳刷活动自如且无振动卡涩现象。 碳刷在正常运行状态下，当负荷电流增大或个别碳刷工况变差时，会有温度短时、少量增加或者不增加，温度系统能够维持平衡或达到新的平衡状态。但是如果碳刷变短、接触电阻和附加电阻变大、刷握弹簧压力变小、碳刷运行工况变差，当工作电流增加，温度变化时系统的平衡能力降低，部分碳刷温度将升高，从而整个系统温度升高，有时甚至达到无法控制状态。发热时碳刷和集电环温度可高达100℃以上，最严重时达到200℃～300℃。此时碳刷工作状态越来越差，碳刷电流分布很不均匀，少数碳刷电流达到300A，而另一些碳刷电流接近于零。大量碳刷出现不正常的跳动或卡涩，并出现大量火花，刷辫烧断或脱辫；碳刷与滑环摩擦声音变得尖锐刺耳。 为此，碳刷的日常维护及检修质量对发电机组的安全稳定运行显得尤为重要，下面将从以下几个方面进行分析说明： 滑环室日常运行中容易出现的故障分析 1. 碳刷在正常的运行维护中主要会出现以下故障： 碳刷、滑环发热； 碳刷卡阻、振动，发展到弹簧跳出、刷握损坏（碳刷使用前均需进行打磨，打磨至碳刷在刷握内能出入自如，一般碳刷在刷握内与四周间隙均在0.1－0.2mm即可，包括弧度打磨）； 碳刷压力减小：碳刷压紧弹簧在长时间高温运行下，由于质量问题，导致弹簧压力减小，压力小到一定程度，接触不稳定，接触压降增大，接触压降发热明显增加； 碳刷接触面不足，形成气膜； 碳刷电流不平衡； 滑环室碳粉堆积过多，造成正负极短路。 其中，碳刷发热是造成碳刷烧坏的最直接原因，而其他几条中，除了第6条外，都能引起碳刷发热，所以监测碳刷温度，防止碳刷过度发热是我们日常维护工作的重点。发热的原因主要有两个方面： ? 1）碳刷发热量由4部分组成： 碳刷自身电阻发热Q1，碳刷接触压降发热Q2，磨擦发热Q3，刷辫与碳刷接触电阻和散流电阻发热Q4。 碳刷自身电阻发热：Q1＝IR其中：I-流过碳刷的电流，R-碳刷电阻） 碳刷接触压降发热：Q2＝I△U（其中：△U-接触压降） 磨擦发热：Q3＝Fv（其中：F-碳刷压紧力，v-碳刷与滑环的相对运动速度） 接触电阻和散流电阻发热：Q4=Ir (其中: I-流过碳刷的电流, r-接触电阻和散流电阻等效值) 碳刷总体发热量为Q＝Q1+Q2+Q3+Q4 这四部分在碳刷发热总量中所占比例大小,随着碳刷运行阶段及状况的改变而不断变化。 2）滑环的发热由3部分组成： 滑环自身电阻发热Q11,碳刷接触压降发热Q22,碳刷热传导热量Q33 滑环的总体发热量为＝Q11+Q22+Q33 在滑环发热总量中，滑环自身电阻发热Q11所占比例甚小,可以忽略；所以滑环的发热由碳刷的发热量决定，随着碳刷温度的整体变化，滑环温度随之将有不同程度的变化。 2. 造成以上发热的主要原因分析 碳刷电阻增大 碳刷在使用过程中电阻值随着温度升高（包括自身电阻、刷辫与碳刷接触电阻和散流电阻）逐渐增大；同时，滑环氧化膜太厚，使碳刷接触电阻增加，一方面使碳刷本身发热，另一方面使励磁电流分流到其