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两起发电机主励磁碳刷打火及振动原因分析

大唐长春第二热电有限责任公司 
一、             概述
大唐长春第二热电有限责任公司一期1、2号发电机为90年11月相继投产的哈尔滨电机厂生产的200MW机组,为三级励磁系统。发电机型号为QFSN-200-2,主励磁机型号为JL-1150-4,副励磁机型号为JFY-46-500。
二、             事故发生经过
2005年11月7日晚21时55分,一单控室电气运行值班员通知1号发电机主励磁机碳刷打火且有异音,值班人员立即对1号发电机主励磁机碳刷滑环进行检查,发现主励磁机碳刷打火有焦糊味,并且振动并发出“嗡嗡”声,用红外线测温仪测量主励磁机两极滑环温度为130℃,滑环侧面温度为180℃,滑环表面颜色改变,并不时有碳刷的碎块从刷架上脱落,判断为1号发电机主励磁机碳刷滑环有异常,立即通知电气运行值班人员将励磁系统倒为备用励磁机运行。对主励磁机碳刷进行仔细检查,发现两极碳刷有7块不同程度的损坏,对全部碳刷进行更换和处理。
在对2号发电机主励磁机滑环进行对比检查时,发现2号发电机主励磁机滑环温度达到100℃且不断上升,随后重复发生了1号发电机主励磁机滑环异常的现象,滑环温度达到196℃,立即对2号发电机主励磁机碳刷进行检查和处理,发现两极碳刷有4块损坏,立即进行了更换,滑环碳刷振动消除,温度下降至55℃,异常消除,恢复了正常。
三、             事故原因分析
1、对换下来的碳刷进行检查,发现碳刷头部有油漆(10月中旬1、2号发电机本体相继进行喷油工作),有的碳刷表面有一层薄膜,这层薄膜就是油漆脱落进入碳刷和滑环表面形成的。
2、滑环表面及刷握内常有碳刷磨损的碳粉,滑环工作面与碳刷表面常有油污杂质。这样就使碳刷与滑环运行时接触不良和散热条件变差,引起滑环过热。
3、碳刷磨损过多未及时更换,造成碳刷压力不足,使碳刷与滑环之间发生打火,滑环打出熔点,加剧发热。
4、由于在运行中未及时注意碳刷与滑环的技术状态使滑环拉毛、烧蚀和产生麻点,滑环产生高温它会造成碳刷与滑环表面接触不良,容易打火,使滑环过热,甚至烧蚀滑环,使之出现熔点。轻微时滑环表面产生轻微的划痕,严重时滑环磨损和烧蚀。
5、当滑环表面达到120℃左右时,就会使碳刷与滑环的摩擦力增大,加剧碳刷与滑环的不正常磨损,使滑环产生较多的热量,同时引起碳刷剧烈振动,碳刷由于振动而破碎。
四、             处理方法
1、对损坏的碳刷进行更换,换上的碳刷应先研磨工作面,使其与集电环直径相等。
2、选用同型号的碳刷。
3、对有划痕的滑环用专用砂布进行轻微的研磨,进行滑环表面磨光处理。用干净的白布,擦拭滑环表面,使其保持清洁。
4、测量每个碳刷所分担的电流大小,对电流偏差大的碳刷进行检查,检查其与滑环的接触面积,重新研磨,直至接触面积达90%以上,电流分担均匀。
5、测量每个碳刷的温度,对温度偏高的碳刷进行上述处理,直至温度正常,一般在50度以下。
6、调整碳刷压力均匀。
7、坚强维护与保养,定期清理碳和油污等杂质。
7、加强设备的跟踪检查,发现异常情况及时处理。
8、建立健全发电机及主励磁机碳刷的维护制度,培训碳刷更换的检修工艺。
五、             防范措施
1、每天都应对碳刷和滑环进行检查,主要检查项目有:
(1)碳刷的磨损长度不超过2/3。当碳刷的磨损长度超过2/3(即碳刷的顶部与刷握的顶部在同一平面)时,必须将其更换。
(2)碳刷无冒火花情况。碳刷刚开始打火花时,就要查找原因,及时消除。
(3)碳刷无偏移滑环外侧现象,碳刷的边缘无崩裂情况。
(4)碳刷刷辫与刷架和碳刷的连接良好,无发热及碰触刷握的情况。
(5)碳刷在刷握内无跳动、摇动或卡涩的情况。
(6)定期用直流钳型表测量各碳刷的电流分担均匀,用红外线测温仪测量碳刷有无过热现象,如有异常应及时更换。
(7)弹簧压力正常,无变形和断裂现象。正常时各碳刷所受压力应均匀稳定,其单位压力通常在1.1kg~2.5kg之间,各碳刷之间的不均压力差应在5%以内。
(8)刷握与滑环的距离符合规定值。发电机刷握与滑环的距离:2.5~3 mm,主励刷握与滑环的距离:2~4 mm。
(9)滑环表面应无变色、过热及磨损不均现象,滑环表面温度应不大于120℃。
(10)刷握和刷架上有无积垢。若积垢较多,应用刷子扫除或用压缩空气吹扫。
2、              碳刷定期清洁、调整和更换。主要做好以下工作:
(1)值班人员应站在绝缘垫上,使用绝缘良好的工具并应采取防止短路及接地的措施。
(2)工作时应穿工作服,严格按规定着装,做到三紧(领口紧、袖口紧、下摆紧)。
(3)在同一时间内,每个刷架上只许换1到2个碳刷。换上的电刷应先要粗磨工作面,在与集电环直径相等的模型上研磨好,且新旧碳刷型号须一致,因新碳刷未经磨合,其接触面积小于原来的旧碳刷,在工作中电流密度增大过多,这样会引起碳刷过热。
(4)新碳刷放入刷握内后,应上下拉动一下,检查碳刷是否能上下轻松移动,若有卡涩现象,应将碳刷四面用砂纸打磨,直至符合要求。
(5)经常清扫滑环表面与刷握内的碳粉。用干净的白布,蘸酒精或汽油擦拭滑环表面,使其保持清洁光滑。
(6)若碳刷强烈打火时,在检查其接触情况或更换此碳刷时,应先确认同极其它碳刷接触良好才能进行。
(7)做好碳刷更换纪录。
六、  结束语
通过对两起发电机主励磁碳刷打火及振动的处理,总结了一整套碳刷和滑环检修维护的方法,提高突发事件处理的的能力,保证机组的稳定运行,避免了机组的非计划停运。此次碳刷打火及振动的处理思路、方法和经验都值得我们去深思和学习。 同时希望这些经验能对今后的工作起到指导作用。面对运行各种各样的情况,我们还要不断去思考总结,目的只就是确保设备安全健康稳定运行。
 
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