汽輪發(fā)電機的故障及檢修

王 俊

（三峽電力職業(yè)學院，湖北 宜昌 443000）

汽輪發(fā)電機的故障及檢修

王 俊

（三峽電力職業(yè)學院，湖北 宜昌 443000）

汽輪發(fā)電機是電力生產(chǎn)的重要設備。針對自行發(fā)電的大型工廠所使用的30MW同步式汽輪發(fā)電機，詳細分析了發(fā)電機振動、發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子故障、發(fā)電機發(fā)不出電壓或電壓不穩(wěn)定等常見故障及其原因，并探討了其維護檢修的方法。

汽輪發(fā)電機；故障；檢修

小型汽輪發(fā)電機廣泛應用于自行發(fā)電的大型工廠，以及中小型城市工業(yè)電源與照明領域，是電力生產(chǎn)的重要設備。由于其結(jié)構(gòu)復雜，運行環(huán)境特殊，汽輪發(fā)電機組經(jīng)常出現(xiàn)各種故障，給電力生產(chǎn)帶來巨大的危害。本文針對自行發(fā)電的大型工廠所使用的30MW同步式汽輪發(fā)電機，詳細分析了其常見故障及原因，并探討了其維護檢修的方法。

1 汽輪發(fā)電機的常見故障及原因

一般汽輪發(fā)電機在正確的使用和維護下，不太容易發(fā)生故障，但是由于使用不當、維護不佳、環(huán)境不良等原因，也會造成故障。一般常見故障及原因主要有以下幾個方面：

（1）發(fā)電機振動

汽輪發(fā)電機振動太大將引起軸承損耗增大，甚至引起電機某些部件的松動，以至損壞。引起汽輪發(fā)電機振動的原因可以分為電磁性原因和機械性原因兩大類。電磁性原因包括：發(fā)電機轉(zhuǎn)子線圈匝間短路或是接地，造成磁場不平衡；定子和轉(zhuǎn)子間空氣隙不均勻；轉(zhuǎn)子線圈變形、移動等。機械性原因包括：轉(zhuǎn)子本體不平衡；汽輪機與發(fā)電機連軸器的中心配合不正；由于基礎下沉或其他原因造成基礎與底板脫開等。

（2）發(fā)電機發(fā)不出電壓或電壓不穩(wěn)定

導致發(fā)電機發(fā)不出電壓的原因主要有：發(fā)電機勵磁回路發(fā)生兩點接地以及勵磁機發(fā)生故障。勵磁機的故障包括：勵磁機主極線圈斷線或反接；旋轉(zhuǎn)整流裝置的整流元件損壞或接點松動脫掉；電樞線圈短路或斷線等。

導致發(fā)電機電壓不穩(wěn)定的原因主要有：系統(tǒng)由于短路或其他原因，造成系統(tǒng)電壓太低，引起不穩(wěn)定；汽輪汽調(diào)速器的調(diào)速不靈；自動調(diào)整勵磁裝置整定不良，引起無功負荷分配的振蕩等。

（3）發(fā)電機定子故障

汽輪發(fā)電機的定子主要有定子鐵芯和定子繞組。導致定子鐵芯損壞的原因主要有：定子線圈擊穿時，燒毀定子硅鋼片；由于施工或某些導磁零件造成鐵芯片間短路等。導致定子繞組線圈故障的原因主要是：繞組槽楔或端部墊塊松動，引起繞組絕緣磨損；由于過負荷或其他原因，引起定子繞組過熱，造成絕緣老化；由于過電壓，引起繞組絕緣擊穿；定子鐵芯松弛，引起絕緣損傷等。

（4）發(fā)電機轉(zhuǎn)子故障

汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子故障主要包括轉(zhuǎn)子竄動和轉(zhuǎn)子線圈故障。轉(zhuǎn)子在運行中出現(xiàn)軸向竄動，其原因可能是：發(fā)電機安裝時，轉(zhuǎn)子位置傾斜；或發(fā)電機運行時，定子中心和轉(zhuǎn)子中心不符。導致發(fā)電機轉(zhuǎn)子線圈故障的原因主要有：轉(zhuǎn)子線圈端部污穢，引起絕緣電阻下降；由于發(fā)電機突然空載，引起機組過速，以致勵磁電壓升高，超過發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓，造成絕緣擊穿；轉(zhuǎn)子線圈匝間短路或不穩(wěn)定接地；由于不平衡或是異步運行，造成轉(zhuǎn)子局部過熱等。

（5）其他故障

汽輪發(fā)電機其他常見故障主要有軸承故障、發(fā)電機過熱等。導致發(fā)電機軸承故障的原因主要有：軸承座絕緣不良，造成軸電流通過軸承，引起軸承過熱和侵蝕；油量調(diào)節(jié)不當或密封不良，引起軸承漏油等。導致發(fā)電機過熱的原因主要有：發(fā)電機過載運行；發(fā)電機鐵芯和繞組短路；空氣冷卻器或通風系統(tǒng)發(fā)生故障等。

2 汽輪發(fā)電機的維護檢修

汽輪發(fā)電機組的可靠運行與其制造工藝及保護裝置有關，但更重要的是取決于對機組的維護與檢修。因此，在運行中的發(fā)電機應根據(jù)現(xiàn)場條件，定期進行檢修。

（1）檢修前的準備工作

發(fā)電機停機檢修前，除應根據(jù)現(xiàn)場情況、運行中的缺陷記錄等編制檢修項目、進度，準備必須的工具外，還應進行一些必要試驗。比如：停機前測量軸承的振動；在去掉負荷和電壓后，立即在額定轉(zhuǎn)速、減低轉(zhuǎn)速直至停車時刻，分別測量轉(zhuǎn)子的絕緣電阻；停機后，立即測量定子線圈熱態(tài)絕緣電阻；其他在檢查中認為有必要進行試驗的項目，如空載特性、短路特性、直流電阻等。

（2）軸承的檢修

軸承的檢修主要包括：測量軸承座與底板以及進出油管的絕緣電阻，并予以清理擦凈；檢查轉(zhuǎn)子軸在軸承的位置，軸頸與軸承上部的間隙，兩側(cè)間隙以及軸承與軸承的緊量；檢查軸承巴氏合金與瓦胎的接合面有無裂紋；檢查軸承油室及油管是否清潔，必要時予以清洗；檢查軸承的用油質(zhì)量和黏度，并且定期予以更換。

（3）轉(zhuǎn)子的檢修

一般轉(zhuǎn)子的檢修工作包括：擦凈整流元件和引線周圍的污穢；檢查風扇緊固情況，并注意風葉和焊縫有無裂紋；檢查通風孔有無堵塞，并注意護環(huán)有無其他異?，F(xiàn)象；用燈照亮轉(zhuǎn)子花鼓筒缺口，檢查轉(zhuǎn)子線圈端部；檢查軸頸表面情況。

在檢修中，不一定需要抽出轉(zhuǎn)子，但對于新機組投入運行一年后，建議最好抽出轉(zhuǎn)子，以便進行全面的檢修。此后，除在特殊情況檢修項目涉及必須抽出轉(zhuǎn)子時，可以每三年抽出一次，進行全面檢修。

在抽出轉(zhuǎn)子后，檢查轉(zhuǎn)子表面有無變色銹斑，轉(zhuǎn)子本體與護環(huán)配合面處有無變色。檢查轉(zhuǎn)子槽楔是否松動。抽出轉(zhuǎn)子后，在寬敞的地方應進一步對風扇與護環(huán)進行檢查。

一般的大修項目不需要拔取護環(huán)。只有在判明是轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)部問題，若不拆卸護環(huán)就不能排除故障的情況下，方準進行。拔出轉(zhuǎn)子護環(huán)后，首先應尋找和消除作為必須拔護環(huán)原因的故障；然后檢查線圈端部形狀是否變形，端部墊塊是否有移動；檢查轉(zhuǎn)子繞組匝間、端部及接至整流元件的引線絕緣情況。用無油質(zhì)干燥的壓縮空氣吹掃線圈端部的灰塵，必要時修理其絕緣，重新噴漆。對于轉(zhuǎn)子線圈已經(jīng)重新絕緣或端部墊塊位置村在較大移動的轉(zhuǎn)子，應該重新經(jīng)過平衡校驗。

（4）定子的檢修

在沒有抽出轉(zhuǎn)子的情況下，檢查定子線圈端部及連接線的絕緣有無損壞，并且將油污贓物擦凈。注意檢查定子線圈及連接線所有的焊接頭處絕緣，有無枯朽等過熱跡象，并測量每一分支路直流電阻，比較各支路，并與以前測量的數(shù)值比較、分析。檢查端部墊塊，支架及引出線處墊塊的綁扎有無松弛，端部壓塊螺栓支架以及出線板處螺栓有無松動。檢查埋在定子內(nèi)的電阻測溫元件的絕緣電阻。檢查定子和轉(zhuǎn)子間的空氣間隙，并注意定子槽楔有無凸出。

對于抽出轉(zhuǎn)子的情況，應注意，凡是進入定子膛內(nèi)的作業(yè)，應在定子鐵芯和線圈端部鋪上絕緣紙板，以免損壞或弄臟定子，更應嚴禁腳踏線圈端部，并注意機內(nèi)不應有其他金屬物件，以免調(diào)入定子內(nèi)部，每次工作完畢，應檢查工具是否全部取出，不能遺落在機內(nèi)。

檢查定子鐵芯，應注意膛內(nèi)表面有無銹斑或變色銹斑，以確定鐵芯有無松弛或由短路引起的局部過熱情況，并注意檢查通風槽鋼是否壓緊。在檢查風道時，應注意風道如果有測溫引線通過，不能碰壞它。檢查定子線圈的槽內(nèi)部分時，應注意通風渠內(nèi)線圈絕緣有無顯著脹出情況，槽楔是否松弛，個別地方的槽楔和絕緣有無局部過熱跡象。

最后，用無油質(zhì)干燥的壓縮空氣吹掃定子鐵芯和線圈端部，并根據(jù)情況決定是否在線圈端部噴絕緣漆。

（5）發(fā)電機完成檢修后，必須進行干燥和復裝工作。

3 結(jié)束語

本文針對自行發(fā)電的大型工廠所使用的30MW同步式汽輪發(fā)電機進行分析，分析了發(fā)電機振動、發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子故障、發(fā)電機發(fā)不出電壓或電壓不穩(wěn)定等常見故障發(fā)生的原因，并詳細論述了其維護檢修的方法。以某大型工廠自備電廠30MW同步式汽輪發(fā)電機為例，設備經(jīng)過檢修后，機組運行平穩(wěn)、正常。

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Turbo Generator Failure and Repair

WANG Jun
(Three Gorges VocationalCollege of Electric Power，Yichang Hubei443000，China)

Turbo generator isan importantequipment for electricity production.In this paper,the common faultsand its causes,such asgenerator vibration，the generator stator and rotor failure，no generator voltage or voltage instability，have been detailed analyzed for synchronous 30MW turbine generator in large plants used to generate electricity on their own.Then themaintenance and overhaulof itsapproach hasbeen discussed.

turbo generator；failure；repair

TM311

B

1672-545X（2014）04-0259-02

2014-01-07

王 ?。?982—），男，湖北宜昌人，講師，博士，主要研究方向為新能源應用技術(shù)及材料，電機技術(shù)。