沙角A电厂1,2号机曾因励磁碳刷环火造成2次停机事故。机组容量200 MW,发电机的励磁形式为它励,额定励磁电流1765 A,励磁碳刷采用非恒压形式,主励每极32条碳刷,碳刷型号为D172HT-25×32×65,2000年6月2号机组大修增容改造时,励磁碳刷改为恒压形式,每极30条碳刷,碳刷形号为D172HT-25×32×100。D172碳刷主要参数见表1。
表1 D172碳刷主要参数
长度L/mm<?namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" ?>
磨擦系数k
正压力P/Pa
接触压降△E/V
电流密度I/(A/cm2)
额定电流I/A
最高速度v(m/s)
电阻率、p/Ω·m
电阻率R/Ω
65
9.8×2500
0.25
1.25
12
96
70
12×10-6
0.00105
100
9.8×2500
0.25
1.25
12
96
70
10×10-6
0.00162
1 事故经过
(1) 2001-06-29T08:00交接班检查1号机组碳刷无火花机,14:45检查发现主励磁机负极滑环碳刷环火,减负荷和减励磁电流、调整处理无效,碳刷刷辫相继发红烧断,并伴有弧光,14:55,值长令解列停机,事故过程约10 min,结果造成20个碳刷刷辫烧断,4个刷握孔熔化。当时机房内温度35~40℃,有功负荷200 MW,无功负荷90 Mvar,励磁电流1650 A。
(2) 2001-09-18,机房内温度35~40℃,2号机组有功负荷210 MW,无功负荷87 Mvar,励磁电流1550 A,班中检查发现励磁负极的其中一条碳刷断辫,滑环碳刷火花大,取出该组(3条)碳刷更换,滑环环火,并发现其它碳刷相继发红断辫,减励磁电流,有功减至140 MW调整处理无效,解列停机。整个过程约15 min,结果造成10只碳刷刷辫烧断,部分采集电环及销钉固定孔烧化,“V”架部分销钉烧断。
2 引起碳刷发热的因素
碳刷发热由3部分组成:碳刷自身电阻发热,碳刷接触压降发热和磨擦发热。
碳刷自身电阻发热功率:W
1=I
2R
碳刷接触压降发热