電廠發(fā)電機(jī)常見故障原因分析及預(yù)防措施

常照軍

（中國華電集團(tuán)貴港發(fā)電有限公司 廣西貴港市 537100）

電廠發(fā)電機(jī)常見故障原因分析及預(yù)防措施

常照軍

（中國華電集團(tuán)貴港發(fā)電有限公司 廣西貴港市 537100）

本文對(duì)電廠發(fā)電機(jī)異常振動(dòng)故障進(jìn)行了如下分析，電廠發(fā)電機(jī)異常振動(dòng)造成的危害分析，電廠發(fā)電機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)的原因分析等問題。

電廠；發(fā)電機(jī)；故障；措施

1 前言

作為電廠日常生產(chǎn)中的重要設(shè)施，發(fā)電機(jī)一旦出現(xiàn)故障就會(huì)造成發(fā)電機(jī)組的停產(chǎn)，進(jìn)而影響到電廠的正常生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益。隨著時(shí)代科技的發(fā)展，人們加強(qiáng)了對(duì)發(fā)電機(jī)故障的診斷，減少了發(fā)電機(jī)故障發(fā)生的次數(shù)，確保了電廠的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

2 發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組的維護(hù)現(xiàn)狀和檢修級(jí)別

2.1 發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組的維護(hù)現(xiàn)狀

發(fā)電機(jī)對(duì)保障人們的正常生產(chǎn)和生活發(fā)揮著重要的作用，是整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。但是，發(fā)電機(jī)經(jīng)常會(huì)遇到機(jī)器磨損、空氣腐蝕、外力作用等各種各樣的問題，從而對(duì)其各項(xiàng)性能產(chǎn)生一定的影響，甚至危害人身安全，損壞重要設(shè)施。所以，對(duì)發(fā)電機(jī)的檢修工作至關(guān)重要。在實(shí)際工作中，應(yīng)該采取適當(dāng)措施，及時(shí)將發(fā)電機(jī)的故障和安全隱患扼殺在搖籃里，避免其帶來不可挽回的損失。

2.2 發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組的檢修級(jí)別

對(duì)發(fā)電機(jī)的檢修就目前而言主要是計(jì)劃檢修。計(jì)劃檢修分為三種：大修、中修以及小修。計(jì)劃檢修一般沿用固定模式和既定的程序逐一對(duì)發(fā)電機(jī)的各個(gè)零件進(jìn)行全面檢查，在費(fèi)用方面較低，同時(shí)全面計(jì)劃檢修能夠在較大范圍內(nèi)對(duì)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行起到一定的防范作用。但是這種模式也有它的不足之處，那就是不能根據(jù)每臺(tái)發(fā)電機(jī)的具體情況實(shí)行針對(duì)性的檢修，從而導(dǎo)致出現(xiàn)檢修不足或檢修過剩的現(xiàn)象。對(duì)于檢修過剩的，會(huì)浪費(fèi)大量的人力物力而給國家造成損失，對(duì)于檢修不足的，則容易忽視發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的安全隱患和故障，容易造成事故，甚至危害生命財(cái)產(chǎn)安全。

3 電廠發(fā)電機(jī)常見故障

3.1 異常振動(dòng)

發(fā)電機(jī)機(jī)組軸系一般由低壓轉(zhuǎn)子（LP）、高中壓轉(zhuǎn)子（HIP）、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子（GEN）、勵(lì)磁機(jī)小軸（EXC）等7個(gè)支持軸組成?？煞譃殡p支承結(jié)構(gòu)和三支承結(jié)構(gòu)。軸系簡圖如圖1所示。

圖1 機(jī)組軸系簡圖

下面筆者就以某電廠為例，分析機(jī)組振動(dòng)方面的故障。比如：某電廠1號(hào)機(jī)組是凝汽式300MW、亞臨界汽輪發(fā)電機(jī)組，是雙缸雙排汽、單軸、凝汽式汽輪機(jī)，配以QFSN-300-2-20B型水/氫/氫冷卻方式的發(fā)電機(jī)，投產(chǎn)于2006年年底。通過分析其振動(dòng)基本情況如下：1號(hào)機(jī)組振動(dòng)呈現(xiàn)增加趨勢，5、6號(hào)軸承的垂直振動(dòng)從投產(chǎn)時(shí)的40～50m，已經(jīng)增加到70m，最大值甚至達(dá)到90m，但相對(duì)軸振動(dòng)并不是很大。軸系振動(dòng)實(shí)測情況如下，見表1所示。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，發(fā)電機(jī)振動(dòng)具有如下特征和規(guī)律：①軸承座振動(dòng)和軸振動(dòng)與工況關(guān)系不是很大，屬于較為普通的強(qiáng)迫振動(dòng)；②兩側(cè)振動(dòng)不均勻，以6W最為顯著，兩側(cè)垂直振動(dòng)差別有15m；③從定子差別振動(dòng)來看，基礎(chǔ)與爐側(cè)臺(tái)板振動(dòng)差別明顯，初步預(yù)測臺(tái)板下面可能存在脫空；④從升降數(shù)據(jù)來看，定子不穩(wěn)，同時(shí)也使剛度降低，并使共振點(diǎn)降低接近工作轉(zhuǎn)速，在軸振動(dòng)不大的情況下引起其軸承座較大振動(dòng)，且有繼續(xù)增大惡化趨勢。

表1 1號(hào)機(jī)組各測點(diǎn)振動(dòng)實(shí)測值（單位：μm）

3.2 電氣故障

發(fā)電機(jī)電氣設(shè)備元部件眾多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，容易引起故障的原因也就多。診斷和預(yù)防發(fā)電機(jī)的電氣故障困難較大。具體的原因分析如下：①大軸磁化與退磁。發(fā)電機(jī)的主要由含有鉻鎳等金屬的材料制成，在長期工作中大軸會(huì)被磁化，一旦發(fā)電機(jī)停機(jī)，因摩擦或者接觸大軸內(nèi)的磁場會(huì)產(chǎn)生電流，進(jìn)而燒毀軸瓦，影響稻發(fā)電機(jī)的正常工作。②線套管溫度過高。當(dāng)發(fā)電機(jī)的無功負(fù)荷過高時(shí)，增加了發(fā)電機(jī)底部的漏磁，產(chǎn)生電流，導(dǎo)致線套管溫度升高。另外，發(fā)電機(jī)組中的磁場產(chǎn)生的渦流也會(huì)產(chǎn)生過多的熱量，導(dǎo)致線套管溫度升高。③轉(zhuǎn)子連接部位故障。長時(shí)間使用后，發(fā)電機(jī)與轉(zhuǎn)子連接部位會(huì)發(fā)生松動(dòng)，增大了連接部位的摩擦，導(dǎo)致接觸片的變形。

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3.3 線圈故障

①轉(zhuǎn)子線圈磨損。發(fā)電機(jī)一般保持高速的運(yùn)轉(zhuǎn)，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很快，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子線圈磨損嚴(yán)重，加速了絕緣層的老化，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)事故的發(fā)生。②線圈絕緣老化。線圈的絕緣層老化，導(dǎo)致絕緣層的耐壓能力降低，容易出現(xiàn)電壓擊穿故障。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是：線圈的使用時(shí)間過長，線圈絕緣層出現(xiàn)自然老化；線圈質(zhì)量不合格，浸膠不良，絕緣側(cè)脫落，絕緣效果變差。③定子線圈磨損。定子與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生摩擦，轉(zhuǎn)子速度越快，定子受到的摩擦越大，加速了定子線圈絕緣層的破壞，影響絕緣效果。

4 維護(hù)理論及維護(hù)過程中經(jīng)常遇到的問題

就目前而言我國主要采用定期預(yù)防性檢修和事故臨時(shí)檢修兩種方式進(jìn)行發(fā)電機(jī)的維修。兩種檢修方式都有其缺陷。定期預(yù)防性檢修建立在設(shè)備可靠性的知識(shí)理論上，根據(jù)理論數(shù)據(jù)判斷機(jī)器的運(yùn)行壽命，進(jìn)而進(jìn)行維修或必要的更換。這樣由于發(fā)電機(jī)后期運(yùn)行中需要更頻換地進(jìn)行維修，從而給相關(guān)部門帶來一定的工作壓力。而事故臨時(shí)檢修則是在發(fā)生事故后才針對(duì)具體情況進(jìn)行檢修，這時(shí)候，往往已經(jīng)因?yàn)楣收显斐闪艘欢ǖ膿p失，屬于事故發(fā)生后的補(bǔ)救行為。

在發(fā)電機(jī)的檢修過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)存在以下問題：①因?yàn)橥叩臏囟冗^高，受熱不均勻，各瓦之間的溫度差大，加上冷卻油的溫度同樣很高，容易引發(fā)瓦軸障礙的發(fā)生，使連帶軸頸受損，加大定轉(zhuǎn)子的摩擦力，最終破壞繞組的絕緣性能。②因?yàn)橹苿?dòng)機(jī)上的制動(dòng)塊耐磨性較差、荷載作用分布不均勻、制動(dòng)機(jī)上累積了較多灰塵及排油不凈等，容易引發(fā)發(fā)電機(jī)的制動(dòng)機(jī)故障，使制動(dòng)機(jī)的壽命減少、活塞的運(yùn)動(dòng)受阻，并降低繞組的絕緣性能。③因?yàn)閷?dǎo)電的臟物和雜物會(huì)覆蓋絕緣體表面，導(dǎo)致絕緣層受損破壞或者焊錫面遭到破壞，進(jìn)而引發(fā)轉(zhuǎn)子引線故障，減小電阻，給電機(jī)的安全運(yùn)行帶來隱患。④在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，由于阻尼繞組產(chǎn)生頻繁的振動(dòng)，容易出現(xiàn)失磁的現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的阻尼繞組發(fā)生故障，運(yùn)行中產(chǎn)生較大的震動(dòng)和噪音。

5 對(duì)發(fā)電機(jī)的故障改造措施

針對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的各種復(fù)雜的故障問題，應(yīng)該對(duì)其具體故障采取一定的改造措施。

（1）對(duì)發(fā)電機(jī)故障進(jìn)行合理診斷，發(fā)電機(jī)的診斷方法有模糊診斷法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法三種。模糊診斷法的優(yōu)點(diǎn)是成本較低，缺點(diǎn)是對(duì)診斷者的專業(yè)技能知識(shí)要求較高。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法比之稍有改進(jìn)，但是其表達(dá)方法又比較難于被也一般人理解。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則是將前兩種方法相結(jié)合，通過網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元的記憶、學(xué)習(xí)和匯總分析功能最終找到發(fā)電機(jī)的故障所在。

表2 動(dòng)平衡后各測點(diǎn)振動(dòng)實(shí)測值（μm）

從表2可以看出，平衡后軸承座振動(dòng)降低明顯，且空載下軸承座振動(dòng)也已經(jīng)降到了合格水平，是帶負(fù)荷后相對(duì)軸振動(dòng)基本不變，而軸承座振動(dòng)有所增加。

（3）嚴(yán)格按照一定的檢修程序進(jìn)行發(fā)電機(jī)的檢修工作。一般程序是：發(fā)電機(jī)停機(jī)前對(duì)軸電壓進(jìn)行適當(dāng)試驗(yàn)，確保其在10V以下；檢修前測量出定子繞組的絕緣電阻、泄露的電流量、交流耐壓強(qiáng)度等，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行必要的試驗(yàn)，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)在預(yù)期范圍內(nèi)；正確地將發(fā)電機(jī)解體；最后是進(jìn)行檢測與安裝發(fā)電機(jī)。

6 結(jié)束語

發(fā)電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的故障問題比較復(fù)雜，又相對(duì)隨機(jī)?？赡芤粋€(gè)故障是由多個(gè)原因造成，也可能一個(gè)原因造成了多個(gè)故障，因此對(duì)發(fā)電機(jī)故障進(jìn)行合理有效的檢修是一項(xiàng)比較繁瑣和困難的工作。但我國就目前而言，對(duì)發(fā)電機(jī)的檢修方法和故障改造措施還存在一定的局限性，檢修人員在檢修過程中應(yīng)該利用多種試驗(yàn)和檢測方法進(jìn)行有效合理的分析，提高檢修工作的效率，保障一定的經(jīng)濟(jì)效益。

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TM621.3

A

1004-7344（2016）09-0090-02

2016-2-25

常照軍（1973-），男，技師，中專，從事發(fā)電機(jī)及高壓電動(dòng)機(jī)修造工作。