[摘 要]广西融江大埔水利枢纽工程于1992年8月正式开工，期间由于国内配套资金和利用外资转贷等原因，工程基本停工，直到2002年10月利用奥地利政府贷款的合同生效，梅雁股份公司正式控股桂柳水电公司，大埔水利枢纽工程才重新全面投入建设，随后股份转让给中广核能源公司。随着2005年1月30日第三台机组的并网发电，大埔水电站三台单机容量30.7兆瓦的灯泡贯流式水轮发电机组已全部投入商业运行，标志着大埔水电站工程全部竣工。大埔水电站投产发电至今，防洪、灌溉、航运、发电等效益发挥正常。但在这两年多大埔水电站各类机电设备也暴露出一些问题，本人针对其发电机滑环室温度高，碳刷磨损快，使用寿命短的问题归纳了几点原因和处理建议。
中图分类号：tc262 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2014）25-0068-01
一、基本情况
大埔水电站选择的是奥地利维奥水电公司的灯泡贯流式水轮发电机组，每当长时间带满负荷运行时，均会出现“滑环室温度高”报警的情况（滑环室的上限温度为60℃），造成了碳刷磨损快，使用寿命短，维护费用高，机组出力受限等等问题。经统计2006年，三台机组更换碳刷的个数分别为：1号机25个，2号机15个，3号机15个。基本每隔一个月就需要对各机组更换部分碳刷，在丰水期满负荷运行时更换的更频繁，而且“滑环室温度高”报警常常造成机组泄水限负荷运行，影响了生产。目前暂时还是只能采取打开各机组滑环室盖板的方式分散热量降温，其方法仍有很多弊端，问题依然存在。
二、产品基本参数
1.碳刷架：每个滑环6个碳刷架，2个滑环共12个碳刷架，材质和型号为：dietrich bh dkr 3225-200 cn/cm2，碳刷表面压力为2n/c㎡
2.碳刷：材质型号为：steinmann carbon re 80n1，尺寸为：32×25×50㎜
三、原因分析
①滑环及碳刷的冷却风道不通畅，碳粉排出器效率低，吹吸碳粉的功能不强，且发电机仓内无冷却装置，当现场环境温度升高时，由于冷却效果差，滑环与碳刷之间磨擦温度升高，而且碳粉积累，碳刷磨损加剧，所以常常造成“滑环室温度高”报警。wWw.11665.coM
②碳粉飞出，发电机仓内污染，受油器吸附大量碳粉。受油器距离滑环室很近，仓内环境温度高易产生油雾等有害气体，造成刷架内积粉尘较多，更加剧了碳粉在仓内和碳刷架的吸附力，加剧磨损。
③刷握与刷架呈封闭型面接触，运行中无法彻底清理粉尘，积累过多碳粉。
④碳粉在碳刷架的吸附能力运行越久就越强，加上滑环的极性不能及时调整，长时间将大量的磨损集电环。
⑤经统计因碳刷磨损比较严重，使用寿命短，需要经常更换，维护费用升高，且订购进口备件价格高且运送期长，费用高，所以2005年后本厂选择向国内厂家进行了订购。但是因为更换的产品与运行碳刷生产批次不同，或者是原来的进口备件和国内购买备件混装，尤其是在滑环的同一极上，每块碳刷的电阻系数有所差别，使碳刷的电流分配不均匀，碳刷电流密度不能保持在8-12a/c㎡的允许运行范围内，加剧了磨损。
⑥每次更换碳刷时，只简单安装，不对更换的碳刷进行打磨，使刷体与滑环的接触面积不能保证在85%以上，导致刷体与滑环接触面积小，每块碳刷电流密度不均匀，加剧磨损和拉伤。更换新刷块和日常清扫刷握时，没有定量调节刷握弹簧压力为一定值，并联运行的碳刷压力无法保持一致，同样使碳刷的磨损加剧。
四、处理建议
①关键问题是降温，针对本厂情况可采用三台机组安装中央空调，可解决掉过去考虑的空调排水难的问题。但是仓内环境复杂，要求空调性能高，所以造价高，或者可选择更为简便适用的冷却装置，参考国内使用同类产品的电厂的处理方法，解决掉需要打开滑环室盖板降温的土办法，改善环境的污染以及降低造成碳刷磨损加剧的各种因素。
② 加强巡视检查，有必要定期检查碳刷温度，除了监控画面反馈的数据，维护时需定期用红外测温仪测量滑环室实际运行温度与反馈数据是否相符，因为温度变幅过大会加剧碳刷的磨损和拉伤，甚至会引起钢丝燃烧；定期测量三相励磁电流保证在正常范围内运行，虽然偏差正常，应尽可能改善三相励磁电流长期在偏差状况下运行的情况。（因上位机和下位机均只显示一相电流数据，需要维护人员用钳型电流表测量。）
③ 在机组中、小修时，对刷架进行精密的安装，使每个刷
安装孔与滑环切面垂直，保持滑环轴线与刷架的轴线同心。在机组每次停运的时候，按照规定及时联系检修调换滑环极性，有效地控制滑环和碳刷的异常磨损。
④碳刷的关闭压力对碳刷的功能有重要的影响。所有的碳刷应具有相同的关闭压力，这样才能够实现电流的均匀分布。压力不足会造成电气磨损和拉伤（发火花）压力过大又会加剧摩擦和机械磨损及拉伤。只有均匀而适当的碳刷压力才能保证碳刷的安全运行和正常磨损，所以对更换的碳刷要进行打磨，使刷体与滑环的接触面积在85%以上。排除了过去新更换时不打磨，导致刷体与滑环接触面积小的弊端。加强运行维护，特别是更换新刷块和日常清扫刷握时，定量调节刷握弹簧压力为一定值，虽然刷体长短不一，若并联运行的碳刷压力保持一致，可使碳刷的磨损有所降低，适当延长使用周期。如果发电机在低负荷（50%标称负荷以下）状态下连续运行，需要经常检查碳刷。如果在低负荷下长期运行，建议拆掉几个碳刷。
⑤ 更换碳刷时，尽量使更换产品与运行碳刷保持生产批次相同，尤其是在滑环的同一极上。保证每块碳刷的电阻系数相同，使碳刷的电流分配均匀，碳刷电流保持在8-12a/c㎡（实际计算电流密度最大为11.291 a/c㎡）的允许运行范围内。
⑥ 要求维护人员每次对更换的碳刷进行认真的记录，制作安装视图，做好更换碳刷的记录，以便今后统计分析磨损情况，可用来判断各刷架安装是否到位，集电环是否磨损严重，主轴摆度是否偏大等等；
⑦检查更换下来的碳刷，如果碳刷上出现因摩擦而非火花造成的秃点形式的振痕，就必须检查环的圆度。如果确认环不平衡，应重新加工和研磨。可能的话，应避免手工打磨，因为这会加大跳动偏差，继续加重碳刷的磨损。
⑧利用机组停运的机会，及时清理滑环和刷架上的粉尘，及时疏通刷架风道，以保证碳刷及滑环的冷却；及时更换碳粉袋进行清洗，多订购备件以备及时更换。
⑨利用大、小修机会尽可能控制发电机受油器漏油现象，让碳刷装置附近的油雾减少；滑环的环境受湿度，含油脂的物质和溶剂以及粉尘的影响，这些都会对碳刷的运行造成影响，应保证运行的环境整洁和适当。
⑩国内部分碳刷生产厂家的技术水平比较高，建议进一步研究国内更适合30 mw维奥发电机的碳刷，以及实现周围空气湿度、清洁度的在线监测（如空气冷却器，湿度自动监测系统），以保证机组的安全、经济运行。
