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发电机滑环电刷异常研究及应急对策摘要：电刷和滑环是发电机励磁系统的重要组成部分，电刷是用于滑环上作为导入导出电流的滑动接触体，是发电机能量交换的设备。在运行过程中由于电刷质量、选型及维护不到位等原因，将会出现电刷发热、打火等现象，严重危及发电机的安全运行。本文通过分析#5机组主励磁机电刷滑环偶尔出现电刷发热、打火产生及演变发展,结合我厂几年来的实践经验,总结出问题处理对策，进一步针对性地提出了出现问题时的维护措施和注意事项。 关键词：电刷滑环发热火花 椭圆度 中图分类号：TB857+.3文献标识码：A 文章编号： 1.前言 陡河发电厂现运行发电机共计6台，以#5机组为例，#5机组发电机、励磁机电刷压簧均采用直压式结构，其中发电机单极电刷为28只，主励磁机单极原设计为6只。发电机主励转子额定励磁电压70V，额定励磁电流103A；发电机转子额定励磁电压445V，额定励磁电流1765A；发电机转速3000转/分。 根据华北电网自动电压控制（AVC）系统管理规定，华北电网调[2007]34号文件要求。（自动电压控制(AVC)是保证电网安全稳定经济运行的重要措施。是为提高华北电网自动电压控制系统运行质量，确保电网无功、电压控制在良好水平的一个技术措施）。 我厂各机组在自动调节无功方AVC试验后，无功功率升至100KVA后，#5机组主励磁机电刷温度升至110°，机组运行在非安全范围内，其他机组主励磁机电刷在90°左右。为了保证机组安全运行，相关专业人员对碳刷过热的原因进行分析，并提出了相应的解决方案。 2.电刷发热及打火的原因分析 2.1电刷发热的原因分析及处理方法 电刷正常运行中温度一般是在45℃～80℃，（温升35℃左右），电刷电流分布整体比较均匀，根据无功的不同每块电刷工作电流在10A～55A左右。刷握弹簧压力通常在1.2～1.6Kg，各电刷之间的不均压力差应在５％以内，刷握与滑环的距离符合规定值2～4 mm，电刷活动自如且无卡涩现象。电刷与滑环运行中产生的热量由自然通风散走。但是如果出现滑环被油漆等化学物质所污秽，长期出现电刷微火而导致的花环表面光洁度不合格，接触电阻变大、刷握弹簧压力变小、电刷运行工况变差，当随无功调节增大时励磁电流将增加，个别电刷温度将升高，从而会致使整个系统温度升高。有时甚至达到无法控制状态。发热时电刷和滑环温度高达100℃以上，最严重时达到180℃～300℃。此时电刷运行工况越来越差且发展较快，一些电刷出现频率较高的跳动或卡涩，并出电刷火花等级加大，电刷辫烧断或脱辫，电刷与滑环摩擦声音也随之增大。 2.1.1引起电刷发热的原因分析 （1）电刷自身电阻发热Q1 …………Q1＝I2#8226;R.t （其中：I-流过电刷的电流，R-电刷电阻，t-时间）。 （2）电刷接触压降发热Q 2 …………Q2＝I#8226;△U（其中：△U-接触压降）。 （3）磨擦发热Q3……………………. Q3＝F#8226;v （其中：F-电刷压力，v-电刷与滑环的相对运动速度）。 （4）刷辫与电刷接触电阻Q4………Q4=I2#8226;r.t (其中: I-流过电刷的电流, r-接触电阻，t-时间)。 （5）电刷发热总量为:Q＝Q1+Q2+Q3+Q4 这几部分发热情况在电刷发热总量中所占比例大小,是随着电刷运行阶段及状况的改变而不断变化。其中主要因素是由于滑环氧化膜被破坏，造成滑环光洁度低于标准值▽8--▽14，从而产生的摩擦发热是主要原因，同时在现场实际测试中可以得，详见附表2。 其次是由于各电刷分流不均和压力调整不当造成的发热是次要原因。 附表2：（#5机组主励电刷数据） 2.1.2运行中电刷发热常用处理方法 2.1.2.1当发热处于初期，发热温度不高，如100℃以内，此时可以采用如下方法。 （1）更换磨损较短的及工作电流很小的电刷；调整或更换部分弹性较小刷握的弹簧；处理电刷卡涩等措施，将电刷电流调整均匀，减少发热量。 （2）适当降低发电机的无功负荷，减少励磁电流，从而降低电刷的工作电流，减轻发热。 （3）清理通风口，保持风道畅通或大功率风扇通风，增加散热量。 2.1.2.2发热严重时应急处理，温度升高达到150℃以上。 （1）首先要降低发电机的无功负荷，减少励磁电流，从而降低电刷的工作电流。 （2）找出严重过热的电刷，立即更换急备件电刷；严重过热的电刷接触面处基本损坏且有掉块现象，这时这类电刷跳震明显，观察电刷小辫抖动明显（紧急备件电刷为：在正常运行已磨好的电刷）。 （3）当发现个别电刷断辫或脱辫，或是刷辩严重变色时，出现环火，则大量减小励磁电流，逐块更换发热电刷