电厂发电机常见故障及对策研究

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热度0票  浏览132次 时间：2020年3月23日 11:19

李 晶

（北京京丰燃气发电有限责任公司 100067 ）

摘 要：发电机作为电厂的核心设备，其重要性是不言而喻的，但在长期使用过程中难免会出现一些故障，既影响其功能发挥也对电厂的安全运行构成了威胁。对此，笔者就电厂发电机的常见故障作了分析，并提出了合理的防治对策以供参考。

关键词：发电机；常见故障；对策

任何设备在持续运行时都会出现磨损，若维护或检修不到位还易发生各种各样的故障，电厂发电机也是如此，时常因自身故障而干扰电厂的正常运行。这就要求我们认真分析电厂发电机的故障特点和原因，然后对症下药加以预防和治理，以此降低故障风险，提高发电机性能水平。

一、电厂发电机常见故障分析

对于电厂而言，发电机是必不可少的基础设备之一，在整个电力系统中占有主导性地位，若其发生故障，势必会在不同程度上影响实际性能，并对电厂安全运转产生一定的威胁，所以我们十分有必要对其常见故障进行分析。

1. 温度过高

绕组线圈与铁芯部位温度过高在发电机故障中较为常见，影响发电机的运行效率不说，还会降低其使用寿命。通过分析发现，故障原因有：发电机存在设计缺陷，即线圈构造不合理，端部焊接不到位，焊接点电阻过大等都可能引发线圈过热。若定子铁芯绝缘物采用的是纸质物，在长期运行下极易使其损坏或枯朽，从而破坏绝缘层导致短路形成涡流；有时通风管道中的电阻元件或热偶引出线发生接地现象也会因涡流升高铁芯温度 [1] 。在天气炎热的环境下，通风系统因高负荷运行和大量灰尘的影响致使滤尘网和管道堵塞，或者冷却装置中的灰尘结垢降低其冷却效率，都可能导致线圈或铁芯温度过高。

2. 失磁故障

所谓失磁是指发电机的转子励磁电流突然接近或降低为零时致使励磁电压也随之变化趋近于零，如此一来，发电机不仅由原来的同步运行变为异步运行，从系统中吸收大量的无功功率，而且转速明显高于同步转速，结合试验可知，若灭磁电阻为转子热太电阻的 5 倍，此时过电压为 2-4 倍的额定电压，假设系统无功储备不足，可严重干扰系统的稳定性，甚至因电压过高而崩溃。就其原因，多与励磁线圈、转子回路、电枢回路断开有关，灭磁开关发生跳闸或断线等情况也可能引发失磁故障。

3. 转子接地

造成发电机转子接地的主要原因包括绝缘损坏、积灰严重、绕组变形等，当转子绕组属于一点接地时，大地与线匝之间尚且不会有电气回路的形成，即无电流通过，此时表计指示与励磁回路正常，虽有信号警示但不影响发电机运行。但若另外的任一位置接地后则会形成两点接地，此时有的转子绕组会因直流电阻较小而被烧毁，且随着短路匝数的增多降提高发电机的功率因数，严重时可能导致进相运行，从而破坏磁路的对称性引发发电机振动剧烈，若停机不及时将会烧毁整个转子绕组 [2] 。

4. 电压异常

这里提及的电压异常涉及以下几种情况，一是电压升不起，即升速发电机至额定转速后，即使对其施加励磁，电压也难以达到额定值，该类故障可能与并励线圈接线错误、剩磁消失、励磁回路断线、励磁碳刷接触不良、定子电压测量回路异常等有关。二是电压过高，一般与发电机转速高、变阻器短路、电抗器铁芯气隙高等有关；三是电压过低，可能是由励磁回路电阻大、定子绕组短路或接地、发电机转速过低等造成的。

二、电厂发电机常见故障的防治对策

1. 提高防范意识，加强状态监测与维护

其实发电机的很多故障都是都是可以提前预防的，因此我们应该针对经常出现的故障类型予以有效的防范，具体可从下述几点着手：一是加强实时监测，即基于立体化的跟踪方法实时获取发电机的瞬时状态，经对比分析后判断有无风险，如具有数据采集记录、事故追忆和趋势分析的振动监测系统，可监测温升、绝缘、湿度等参数的定子绝缘监控系统等，均有助于及时发现并消除隐患。二是升级故障诊断技术，如应用智能诊断系统可基于数据库、知识库、解释器、推理机等部分的构成智能识别故障，结合动态信息跟踪提高故障诊断效率，缩短故障处理时间；三是加强日常维护与检修，像线圈温度、定子绝缘、励磁接线、冷却温度、通风管道、滤尘网等都是管理重点，若发现异常应予以及时处理。

2. 打造专业队伍，妥善处理常见故障

鉴于电厂发电机故障有着不可小觑的影响和危害，故必须借助教育、培训、实践等形式不断提高发电机工作人员的安全意识、理论知识和专业技能，保证其能够准确、快速的诊断故障所在，并采取针对性的措施消除故障。

首先，对于发电机中的线圈或铁芯温度过高问题，需第一时间查看冷却系统，包括冷却温度是否正常，滤尘网、通风管道是否堵塞，若存在问题及时处理；对于封闭的通风电机，还应对冷却入水口进行检查，确定阀门开关是否正常，以便予以疏通和打开。经上述处理后若温度过高的问题依旧存在，则要降低发电机的无功运行负荷，直至温度回至规定范围内 [3] 。其次，当发生失磁故障后，应结合系统容量和发电机容量判断是否能够继续运行，如果容量较大，应立即切断电源进行停机；若系统容量大而发电机容量较小，可在短时间、低负荷状态下使其运行的同时尽快解决故障。如果发电机允许励磁运行，可在失磁后快速降低负荷，保证定子电流的平均值低于允许值，随后检查灭磁开关，发现其跳闸后及时合上。采取上述措施后若依旧失磁，则要更换备用励磁机，此时故障还存在则为转子故障，需停机 30min 进行处理。再者，对于转子接地故障，可先利用绝缘监视表计对励磁回路的绝缘电阻进行测量，若数值低于 0.5M 必须予以及时处理，注意尽量吹扫能够清扫的励磁回路，当绝缘电阻达到 0.5M 且转子绝缘电阻低于 0.01M 时说明发生了一点接地，此时必须设法消除，以免造成两点接地。最后，对于发电机电压升不起的故障，可先查看励磁回路接线正确与否，是否存在接触不良或断线的情况，电刷位置、接触状态等都是检查范围，若以上情况均正常，且电压表指示较小，说明为线圈极性接反所致，只需对换正负两根接线即可，若电压表无指示，则说明剩磁消失需要及时充磁。对于电压过高，可适当减小水轮机的导水度和发电机转速，并调整铁芯厚度和气隙，配以电流表、电压表查清短路点，以彻底消除故障。对于电压过低则可调整发电机转速至额定范围内，降低磁场电阻以增大励磁电流，并深入检查设备清除隐患。

结束语：

总之，电厂发电机的故障形式多成因复杂，且难以避免，重点在于有效的预防和处理。因此我们一方面要基于发电机的工作原理切实掌握其故障类型和原因，另一方面则要提高防范意识，采取合理有效的措施进行控制，以期最大限度的减少发电机故障，为电厂安全稳定的运行保驾护航。 ■

参考文献

[1] 杨旭 . 电厂发电机常见故障原因及预防探讨 [J]. 南方农机 ,2018,49(22):142+209.

[2] 魏志伦 , 德湘轶 . 浅析电厂发电机组电气设备的故障与维护 [J]. 南方农机 ,2018,49(11):162.

[3] 曹毅 . 电厂发电机常见故障原因及预防探讨 [J]. 设备管理与维修 ,2018(08):90-91.

[4] 郭万虎 . 发电机常见故障原因及预防 [J]. 山东工业技术 ,2017(16):

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