關(guān)于汽輪發(fā)電機運行故障診斷與預(yù)防的探討

林麗萍

[摘 要]隨著不斷發(fā)展國家經(jīng)濟，逐漸出現(xiàn)能源緊張問題，為了能夠及時解決供應(yīng)能源問題，應(yīng)該不斷改進發(fā)電方式，現(xiàn)階段，火力發(fā)電已經(jīng)逐漸成為比較重要的發(fā)電方式，汽輪發(fā)電機是火力發(fā)電中主要的構(gòu)成部分，是否能夠可靠運行會極大程度上影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性，并且也會在一定程度上影響用戶用電經(jīng)濟性和用電安全性，本文主要分析了運行汽輪發(fā)電機過程中的故障問題，并且基于此提出合理的解決對策，從而保證能夠經(jīng)濟、安全、可靠的運行發(fā)電機。

[關(guān)鍵詞]汽輪發(fā)電機 運行故障 診斷 預(yù)防

中圖分類號：TM306 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）10-0289-01

現(xiàn)階段，國內(nèi)主要發(fā)電方式就是煤炭發(fā)電，隨著不斷改變發(fā)電方式，開始逐漸投產(chǎn)運行高參數(shù)火電發(fā)電機組，促使我國開始進入新的火力發(fā)電階段，其中比較重要的構(gòu)成部分就是汽輪發(fā)電機，同時也是正常運行火力發(fā)電的主要設(shè)施。正常發(fā)展火力發(fā)電的過程中經(jīng)常受到汽輪發(fā)電機事故或故障的影響，在并網(wǎng)運行大容量汽輪發(fā)電機以后，在運行監(jiān)測、系統(tǒng)安全、維護檢修等方面都會出現(xiàn)一定不足和缺陷，正式運行火力發(fā)電以后會因為損壞設(shè)備導(dǎo)致出現(xiàn)大面積停電問題，從而嚴重影響國家經(jīng)濟發(fā)展，并且也會嚴重危害電網(wǎng)運行的安全。為了能夠及時有效解決上述問題，應(yīng)該不斷歸納總結(jié)先進經(jīng)驗，不斷完善發(fā)電機結(jié)構(gòu)，充分考慮日常維護和檢修方面的可靠性和安全性。

一、汽輪發(fā)電機運行故障診斷

汽輪發(fā)電機運行時候因為存在比較復(fù)雜引發(fā)原因和比較發(fā)生故障部位，導(dǎo)致出現(xiàn)很種類汽輪發(fā)電機運行故障，但是不同種類故障存在一定嚴重性和多發(fā)性區(qū)別，基于此下文主要分析以下幾種汽輪發(fā)電機運行故障。

（一）定子繞組故障

現(xiàn)階段，大部分大型汽輪發(fā)電機經(jīng)常使用的冷卻方式都是水-氫-氫形式，也就是定子鐵心氫冷、轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷、定子繞組水內(nèi)冷，因為制造工藝和設(shè)計比較落后，促使不能嚴格管理檢驗維修、生產(chǎn)流程、控制工序的質(zhì)量，導(dǎo)致會由于熱應(yīng)力、機械應(yīng)力等因素影響發(fā)電機運行，從而促使定子繞組短路故障和接地故障。一般情況下都是在繞組端部出現(xiàn)定子繞組故障?？梢苑譃橐韵聨追矫?，一是，不良焊接工藝初始損壞接頭；二是，定子引線和線板銅體出現(xiàn)疲勞斷裂；三是，定子繞組漏水；四是，磨損端部緊固件；五是，定子繞組上遺留金屬異物；六是，堵塞定子繞組冷卻水回路；七是，定子繞組出現(xiàn)絕緣故障。

（二）定子鐵芯故障

由于裝配工藝和制造工藝的限制和影響，例如，變成絕緣漆厚度和硅鋼片厚度偏差、兩端壓指的高度偏差、鐵芯壓裝中冷熱壓次數(shù)、鐵芯壓裝中壓力大小、去邊緣和沖剪毛邊工藝，此外在長期出土交變電磁力影響下的電機鐵芯，會導(dǎo)致定子鐵芯出現(xiàn)整體松弛或者局部松弛問題，從而嚴重名破壞鐵芯絕緣能錄，導(dǎo)致鐵芯芯片出現(xiàn)局部過熱和斷路，嚴重的會導(dǎo)致出現(xiàn)定子繞組故障，從而會在一定程度上影響安全運行發(fā)電機。

（三）轉(zhuǎn)子繞組故障

繞組故障基本上主要包括燒損集電環(huán)-電刷設(shè)備、熱變形、匝間短路故障以及對地絕緣故障等。從以下幾方面來分析轉(zhuǎn)子繞組匝間短路和接地故障，轉(zhuǎn)子繞組中進入焊渣、金屬異物、導(dǎo)電粉塵；冷卻器漏水；過熱的轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)致嚴重損壞絕緣；堵塞水內(nèi)冷卻轉(zhuǎn)子繞組，促使出現(xiàn)局部股熱問題，從而燒損匝間絕緣；由于機械應(yīng)力和熱應(yīng)力損壞設(shè)備絕緣；粗糙的制造工藝促使出現(xiàn)局部缺陷。汽輪發(fā)電機云心規(guī)定時候因為機械作用和受熱歐膨脹導(dǎo)致出現(xiàn)塑性形變，也就是所說的熱變形或者殘余變形。隨著不斷積累殘余變形，導(dǎo)致?lián)p壞轉(zhuǎn)子端部絕緣以及繞組槽部絕緣，從而導(dǎo)致設(shè)備初夏接地故障或者匝間短路，甚至出現(xiàn)斷裂繞組的現(xiàn)象。針對有刷汽輪發(fā)電機來說，保證電機能夠安全正常運行基礎(chǔ)就是電刷和集電環(huán)之間的可靠接觸。如果上述兩部分出現(xiàn)不良接觸會導(dǎo)致嚴重孫煥集電環(huán)絕緣、燒毀刷架、刷握等，從而出現(xiàn)接地故障[1]。

（四）負序電流燒損轉(zhuǎn)子

一般情況下，都是在三相對稱負荷狀態(tài)下運行汽輪發(fā)電機。但是如果出現(xiàn)不對稱發(fā)電機或者電力系統(tǒng)故障點時候，可以暫時運行在不對稱三相負荷狀態(tài)中。如果電力系統(tǒng)運行的過程中出現(xiàn)兩相短路、單項接地故障以及系統(tǒng)單相重合閘的時候，此外，在發(fā)電機正常出口或者故障情況下不能同時在三相負荷中斷開和切入相關(guān)操作過程。不對稱運行發(fā)電機，除了電子繞組總正序電壓和電流以外，還會出現(xiàn)零序和負序電壓和電流。負序電流形成的反向旋轉(zhuǎn)磁場，可以在轉(zhuǎn)子鐵芯、阻尼繞組、勵磁繞組中形成耳背電流，從而導(dǎo)致出現(xiàn)鐵耗和銅耗，以至于會嚴重降低發(fā)電機運行效率，甚至燒毀設(shè)備轉(zhuǎn)子。負序電流有可能導(dǎo)致定子振動和轉(zhuǎn)矩脈動。雖然是短暫不對稱運行，但是如果不能及時正確處理故障或者動作，會導(dǎo)致燒毀發(fā)電機，從而出現(xiàn)安全事故[2]。

二、汽輪發(fā)電機運行故障的預(yù)防

（一）定子繞組故障預(yù)防措施

改變定繞組成型工藝和線棒膠化技術(shù)，提高徑向和切向固定以及端部漸開線。焊接完線棒接頭以后需要及時檢車是否合格，合格以后需要整形處理導(dǎo)線，并且應(yīng)該光滑過度接頭。利用超聲波流量計或者熱水流實驗來檢車是否堵塞定子水路，必要的時候應(yīng)該嚴格控制符合實際運行需求的內(nèi)冷水質(zhì)，保證能夠正確進行水冷檢溫指示。在進行定期維修單時候，應(yīng)該及時禁錮緊固件、檢查定子端部縣區(qū)，查看是否出現(xiàn)磨損絕緣或者松動的問題，此外需要及時有針對性更換緊固件[3]。

（二）定子鐵芯故障預(yù)防措施

監(jiān)測制造的時候需要進行嚴格監(jiān)控，對沖壓以后的硅鋼片進行去邊毛處理。疊壓制造的時候，應(yīng)該盡可能合理控制壓裝力度，避免損壞絕緣，保證安裝定子芯片質(zhì)量。大修機組的過程中應(yīng)該及時檢查穿心螺桿以及定位螺桿是否出現(xiàn)松動現(xiàn)象，并且依據(jù)損耗試驗和鐵芯溫升來對定子鐵芯進行故障檢查，還可以依據(jù)紅外熱像儀來及時檢車定子內(nèi)部鐵芯溫度分布情況。

（三）轉(zhuǎn)子繞組故障預(yù)防措施

適當改變轉(zhuǎn)子繞組通風實際結(jié)構(gòu)，及時檢測是否堵塞風孔。對于轉(zhuǎn)子繞組銅線上出現(xiàn)的金屬顆粒以及毛刺應(yīng)該及時去除。改變運行過程中明轉(zhuǎn)子滅磁作用，避免出現(xiàn)影響轉(zhuǎn)子運行的過電壓現(xiàn)象。改變繞組但不內(nèi)部匝間絕緣技術(shù)。繞組設(shè)備進行大修的時候應(yīng)該及時分析絕緣老化問題；提高維護運行力度，從而可以在一定程度上避免長期運行出現(xiàn)過熱轉(zhuǎn)子繞組或者振動的問題。依據(jù)微分探測線圈技術(shù)來檢測轉(zhuǎn)子繞組是否出現(xiàn)短路，保證能夠平穩(wěn)接觸電刷和集電環(huán)，以至于確保能建立光潔表面的氧化碳薄膜層[4]。

（四）負序電流燒損轉(zhuǎn)子預(yù)防措施

設(shè)備上應(yīng)該合理安裝負序保護裝置，以便于能實時監(jiān)測負序電流穩(wěn)定狀態(tài)，并且也應(yīng)該安裝一定報警設(shè)備。實際運行的時候應(yīng)該及時控制斷路器質(zhì)量，并且還需要及時檢查是否全部斷開或者別和三相斷路器，適當?shù)陌惭b一定失靈保護設(shè)備。如果出現(xiàn)不能同時閉合或者斷開三相斷路器的時候，應(yīng)該盡可能降低發(fā)電機勵磁電流和汽輪機輸出功率，然后最大限度降低負序電流，定期檢測滅磁開關(guān)卡澀問題，必要的時候及時更換設(shè)備器件[5]。

結(jié)束語

綜上，火力發(fā)電系統(tǒng)中汽輪發(fā)電機是十分重要的，隨著不斷提高單機容量，更加關(guān)注設(shè)備運行安全和可靠性，本文主要分析了汽輪發(fā)電機運行故障診斷與預(yù)防。

參考文獻

[1] 王宏生.汽輪發(fā)電機運行故障診斷與預(yù)防[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（13）：110-110.

[2] 李郭洋，袁東輝.論汽輪發(fā)電機故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)[J].科學與財富，2011（8）：256-256.

[3]尹文俊，王淑華.1000 MW汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的診斷與分析[J].黑龍江電力，2014，36（1）：71-73，77.

[4] 武玉才，李永剛.基于功率期望原理的汽輪發(fā)電機勵磁繞組短路故障診斷[J].中國電機工程學報，2014（33）：5934-5940.

[5] 孫立基.汽輪發(fā)電機的主要故障診斷與預(yù)防措施[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014（8）：370-370.