发电机滑环冒火原因探讨及对策

发电机运行中滑环冒火花是常见的故障之一,若不及时消除,可导致发电机滑环冒火,对发电机组安全运行造成直接威胁,严重时被迫停机。就大型发电机而言,紧急停机不仅造成系统出力下降,影响系统稳定运行,而且对发电机组本身也将产生危害。通过认真分析、研究产生环火的原因,监测设备运行状况,拟定相应对策等方法是可以有效地防止发生此类故障的。

1 经 过

某厂200 MW机组曾经发生一起发电机滑环冒火现象,停机检查发现2/3的发电机滑环碳刷刷握部分烧熔,而完好的刷握中有大部分压簧压力弹片折断的现象。检修过程中将所有刷握、碳刷、压簧全部更换,机组重新启动并入系统运行近2 h后,巡检再次发现2只压簧压力弹片折断,一压簧单侧从刷握内弹出。

2 停机后检查情况

通过对这次200 MW机组滑环冒火前运行情况分析,机组在故障前运行各参数均正常,有功、无功功率均在额定范围,机组的振动和轴位移均符合运行规程要求。同时对故障后的碳刷、压簧、刷辫及部分完好刷握(仍装有碳刷和压簧)进行了详细检查,其结果如下:

(1) 发现所有碳刷均为同一型号(D172),且长度均为新碳刷的2/3以上。

(2) 对部分完好的刷握进行检查,压簧、刷辫均未有严重过热迹象,但压簧压力弹片有大部分两侧均已折断,且压簧均为“V"型。

(3) 对于压簧压力弹片一侧折断的情形,其另一侧大部分有严重过热或电弧烧伤迹象,且压簧均为“V"型。

(4) 部分压簧压力弹片完好,但两侧压力弹片均有严重过热迹象,且均为“V"型。

(5) 个别压簧卡口较浅,易造成压簧从刷握内弹出。

(6) 厂家新购3种同一型号压簧,其检测结果列于表1:
(表略)
3 原因分析

通过对压簧、碳 刷、刷握的检查以及对3种压簧的检测结果综合分析后认为,此次冒火的原因是:

(1) 在机组运行中,虽然使用的是同一型号的碳刷,但由于其压力不同,造成碳刷与滑环间的接触电阻不一,致使同极滑环上不同碳刷间电流不均,部分碳刷电流过大。

(2) 部分压簧(V2型)未插入卡口或弹出(相当于未加弹簧)造成其它碳刷通过电流增大,其原因主要是卡口较浅。

(3) 部分压簧(V1型)压力弹片均折断(相当于此碳刷无压簧),或压力弹片一侧折断,使该碳刷接触面减小,单位载流量增大。

(4) 碳刷型号虽然均为D172,但由于其存在阻值上的差异,同样使同极滑环上碳刷间电流分配不均。

(5) 由于运行人员巡检间隔时间较长,未能及时发现部分碳刷严重过热情况,也是 终造成发电机滑环冒火的原因之一。