電廠發(fā)電機(jī)常見故障原因分析及預(yù)防

朱廣華

（青海水利水電集團(tuán)格爾木光伏發(fā)電有限公司，青海 格爾木 816000）

隨著電廠的快速發(fā)展，發(fā)電機(jī)作為電廠運(yùn)行過程中的重要設(shè)備之一，其故障診斷技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。隨著故障診斷水平的提高，在很大程度上為企業(yè)帶來了很好的效益，在這種情況下，人們更加的關(guān)注發(fā)電機(jī)的故障診斷技術(shù)。近年來，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使故障診斷技術(shù)發(fā)生了較大的改變，對(duì)日常發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中的發(fā)生的故障及故障原因都能進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷，有效的保證了設(shè)備的使用壽命及正常運(yùn)行，對(duì)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行起到了積極的作用。

1 發(fā)電機(jī)損壞線圈故障原因分析

1.1 對(duì)于使用十年左右的發(fā)電機(jī)來講，極容易發(fā)生定子線圈絕緣擊穿和絕緣水平下降的故障。一旦線圈絕緣部位損壞或是擊穿，則會(huì)造成較為嚴(yán)重的損失。針對(duì)這種情況下所造成的燒毀進(jìn)行維修時(shí)則需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能排除故障，使發(fā)電機(jī)恢復(fù)到正常的狀態(tài)，同時(shí)，維修時(shí)的費(fèi)用也較高。

1.2 由于定子線圈的燒損嚴(yán)重，對(duì)相復(fù)勵(lì)的電機(jī)來說，嚴(yán)重的會(huì)燒毀電流互感器、電抗器、橋式整流器以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈繞組，使轉(zhuǎn)子線圈匝間短路及變形，振動(dòng)增加。

1.3 當(dāng)定子線圈的絕緣層受到破壞時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致電壓擊穿或是接地?zé)龤鹿实陌l(fā)生，這樣則會(huì)直接影響到發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，所以對(duì)于絕緣層或是絕緣線圈，在平時(shí)要注意清潔，避免外部的塵土、碎渣等顆粒性的物質(zhì)或是水和油等浸入絕緣層或是絕緣線圈中，同時(shí)還要注意在線圈拐彎處的浸漆是否涂抹的完整，這樣可以有效的避免定子線圈的絕緣層受到破壞，即使在電場(chǎng)集中時(shí)，也能承受較大的變應(yīng)力，避免電壓擊穿和燒毀的事故發(fā)生。

1.4 發(fā)電機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中，要做好檢修和保養(yǎng)工作，電機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)使軸承一直處于不斷的摩擦過程中，這樣就會(huì)產(chǎn)生一定的磨損，一旦磨損到一定程度時(shí)則會(huì)造成轉(zhuǎn)子掃膛，此種情況下定子就會(huì)長(zhǎng)時(shí)間的處于高溫狀態(tài)，從而燒毀線圈，使發(fā)電機(jī)組無法正常工作。這也是造成線圈燒毀的另一個(gè)主要原因。

2 絕緣老化分析

發(fā)電機(jī)的線圈在長(zhǎng)期使用過程中，會(huì)發(fā)生老化情況，發(fā)絕緣老化時(shí)，接地電阻、匝間絕緣電阻及相間絕緣電阻則無法達(dá)到相關(guān)規(guī)定的最低耐壓標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)處于正常運(yùn)行的機(jī)組，則會(huì)發(fā)生電壓擊穿的情況。

2.1 運(yùn)行年數(shù)久出現(xiàn)絕緣老化。目前我國(guó)大部分電廠由于建設(shè)的時(shí)間都較長(zhǎng)，電廠內(nèi)的機(jī)組運(yùn)行的時(shí)間多數(shù)都在十年左右。由于這些發(fā)電機(jī)組在設(shè)計(jì)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平有限，機(jī)組上的各部件的材料無法與現(xiàn)在的材料相比，在長(zhǎng)年累月的運(yùn)行過程中，材料的揮發(fā)現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致絕緣層松散甚至老化，在這種情況下，一旦在強(qiáng)電場(chǎng)下，則會(huì)產(chǎn)生內(nèi)游離與絕緣層脫離，只要在正常運(yùn)行時(shí)則不會(huì)產(chǎn)生明顯的變化，但是如果機(jī)組運(yùn)行異常時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致絕緣擊穿事故的發(fā)生。

2.2 浸膠不良，絕緣脫殼，股線松散。當(dāng)絕緣漆發(fā)生脫殼、股線松散進(jìn)，則會(huì)導(dǎo)致電壓在起動(dòng)時(shí)無法調(diào)上去，這種情況多數(shù)時(shí)候都會(huì)發(fā)生在一些使用年限較長(zhǎng)的機(jī)組上，并且這種情況還要經(jīng)過一段時(shí)間后才能恢復(fù)到正常的水平。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，如是處于較強(qiáng)的電場(chǎng)中，那么導(dǎo)線和絕緣層則會(huì)在內(nèi)游離的作用下脫離，當(dāng)絕緣層與導(dǎo)線脫殼后，這時(shí)所產(chǎn)生的電磁力和機(jī)械力會(huì)處于相互摩擦狀態(tài)下，在這個(gè)過程中股線極易發(fā)生短路或是擊穿。另外在浸漆不透時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致這種情況發(fā)生。

3 轉(zhuǎn)子線圈過熱燒損分析

在電廠的長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的處于高度運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時(shí)為了保證電力的正常供應(yīng)，部分時(shí)間發(fā)電機(jī)還要處于超負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下，這種情況時(shí)間一長(zhǎng)，同會(huì)導(dǎo)致絕緣老化，從而引起短路、機(jī)組發(fā)生較大振動(dòng)等。所以在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，線圈的耐溫系數(shù)的提高對(duì)發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行具有十分重要的意義。

4 定子線圈溫度分布的分析

4.1 首先分析槽內(nèi)單層線圈的情況。最初假設(shè)線圈的全部橫斷面上的電流密度是一樣的。那么從槽底到槽口的磁密度應(yīng)當(dāng)是直線增大的。但是，渦流也產(chǎn)生自己的交變磁場(chǎng)，方向與原主電流建立的磁場(chǎng)相反，削弱原主電流建立漏磁場(chǎng)。從槽底到槽口的密度是逐步增大的，靠槽底的導(dǎo)線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，靠槽口的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。因此，渦流的電流密度沿槽高度分布是不均勻的，槽底導(dǎo)線的電流密度最小，槽口導(dǎo)線電流密度最大。

4.2 軸向溫度分布。發(fā)電機(jī)定子線圈槽部和端部的損傷是不同的，嚴(yán)格的說由于端部各部分的漏磁密度不等，部端各部分的損壞也是不同的，另一方面，沿軸向長(zhǎng)度。每一小段的散熱情況是不一樣的，比如，槽部的徑向通風(fēng)量不一定相等。端部有綁線沿線圈長(zhǎng)度的風(fēng)量分布就更加不均勻了。再加發(fā)電機(jī)底部線圈因受泥沙、油污的浸蝕，堵滿了槽口，因此沿外圓端部的散熱情況也是不同的。

5 發(fā)電機(jī)事故預(yù)防措施

5.1 嚴(yán)格控制發(fā)電機(jī)定子線圈的溫度，采用線圈中埋設(shè)測(cè)溫儀，在配電屏安裝溫度計(jì)，其觀察定子線圈的溫度不超過改造后的線圈耐溫值。

5.2 發(fā)電機(jī)定子線圈最熱點(diǎn)和局部銅溫的最高允許值提高，是受所用材料的耐溫性能的限制，所以選擇漆包線，絕緣材料，絕緣漆及絕緣套管等猶為重要。

結(jié)語

發(fā)電機(jī)作為電廠的核心設(shè)備，在電廠的運(yùn)行中具有極其重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電廠的發(fā)電機(jī)組也開始向大型化、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，對(duì)這類高科技的發(fā)電機(jī)組的故障診斷更是提出了更高的要求。所以我們需要加快對(duì)發(fā)電機(jī)故障的產(chǎn)生機(jī)理的研究力度，做到提前預(yù)防及檢修，從而有效的避免或是減少故障的發(fā)生，保證電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。

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[2]張朝陽.水利發(fā)電機(jī)組常見故障分析[J].電力科技，2008（4）.

[3]陳昌宏.日古利電站水輪發(fā)電機(jī)組診斷系統(tǒng)[J].水利建設(shè)，2007（12）.