电厂发电机常见故障原因及预防探讨郭庆华

电厂发电机常见故障原因及预防探讨郭庆华

郭庆华

（哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江省哈尔滨市150040）

摘要：随着科技的进步，人类需要使用电能的地方越来越多，电厂是专门用来将某些原始能转化为电能，然后通过固定设施或运输用电的动力厂。为了满足人们生产生活所需要的用电量，电厂的发电机要长期处于工作运行状态，为电厂提供动力支持。当发电机出现损坏的时候，电厂的配电网的正常运行也会受到影响。

关键词：电厂发电机；故障原因；预防措施

前言：

在电厂日常运行当中，发电机难免会遭到损坏和影响，发电机组的长期运行和其它设备对发电机的影响，都会使发电机出现一些故障，而不会永远处于安全运行状态当中，常见的故障种类也是比较多的。故障发生前会有一些特征表现，需要依靠日常的维修检查来发现，所以维修工作是保证发电机运行质量的一个重要方面。熟悉了解发电机产生的故障类型、故障原因，可以及时采取有效的预防措施，保证发电机的性能良好。

一、发电机概述

发电机是电厂重要的机械设备，可以将其他形式的能源经过动力机械驱动转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能。其工作原理为电磁感应定律和电磁力定律。常见的发电机类型主要是汽轮发电机、水轮发电机、核能发电机、燃气轮发电机、太阳能发电机和风力发电机等。

汽轮发电机，也被称为拖动型发电机，是利用汽轮机作为主要动力而直接拖动的；水轮风电机，即供水型发电机，是使用水来进行对电机的冷却，经过独立的循环系统运行，使用水轮进行驱动；风力发电机需要根据风力大小和电能需求来控制，实现风力发电。其中，永磁同步风力发电机由风力机、永磁同步发动机、变频器和变压器组成，是一种性能良好的风力发电机型，其具备较高的运行效率、机械损耗小而维护成本低等优势，受到行业的关注并开始投入使用。

从2005年到2017年，我国的用电量在不断增加，2017年全社会的用电量达到了63077亿千瓦时，全国6000千瓦以上电厂发电设备累计平均利用小时为3786小时。虽然这些年用电量的增长率会发生起伏，但随着国民经济的稳定发展，我国用电量是比较庞大的。根据“十三五”规划，未来我国发电能源将逐步用清洁能源代替传统能源，实现绿色、可持续发展。这也会对电厂发电机的选择、应用造成一定的影响。电厂仍然会在社会发展中发挥巨大的作用，发电机的运行也是电力行业需要关注的一部分。

二、电厂发电机常见故障及原因分析

电厂日常运行中，会发生一些故障问题，对故障的原因进行分析，才能进一步采取预防措施和解决措施，保证发电机的使用寿命和正常运行，对电厂的良好运行具有积极作用。

2.1发电机线圈故障及原因分析

电厂发电机的线圈故障通常有以下几种情况：第一，在发电机的内部有转子、定子线圈等，是发电机重要的部分。对于使用年限已经很长的发电机，其定子线圈的绝缘水平会下降，线圈的绝缘层会发生老化，不能够再阻挡电压，一旦绝缘部位发生损坏或者被击穿，就会造成严重的损失。绝缘层作用缺失一方面可能是在长期使用过程中发生磨损而质量下降，另一方面线圈本身的材质不符合使用要求，也很容易使质量受损。第二，发电机的定子线圈水接头存在泄漏隐患，这种情况可能存在于汽侧、励侧非故障线的并头套中，其中有残余积水，还可能部分接头出现松动、无锥型垫圈情况，这些泄漏隐患的存在会为发电机安全运行带来巨大的风险。第三，发电机的定子线圈水电绝缘填料的安装出现问题，比如并头套的绝缘填料不均匀，存在气隙空洞，或者水电绝缘盒没有进行填料达不到绝缘效果，也会导致泄漏隐患的存在。同时，水电绝缘盒内填料完整的情况下，如果发生问题可以及时停机处理，减少损坏危害。

第四，发电机绝缘饮水管的安装需要按照相关规程严格施工，如果存在绝缘饮水管和机壳、绝缘绑块直接接触，就可能给因为摩擦问题而损坏，从而产生泄露问题。

2.2电气故障及发生原因

电气故障主要是线套管温度过高故障、大轴磁化与退磁故障、转子连接故障以及励磁回路短路故障。线套管温度过高的原因主要是电流的产生和磁场的产生。电流往往是伴随着发电机底部的漏磁现象而出现的，当无功负荷增加使，漏磁现象也会加重，从而产生电流；发电机组运行中内部会产生磁场，这是因为磁场涡流热量传递到了线套管中，使其温度发生改变引起的。大轴磁化或退磁则是由于大轴为金属材质的，金属磁化会引起大轴磁化；转子故障的产生是由于在发电机和转子共同运转的情况下，它们之间连接的距离会变大而加重摩擦，对发电机运转造成阻碍；电机在运行中，变阻器、晶闸管等致使电刷失稳，从而引发励磁回路短路故障。

2.3发电机温度升高

发电机的温度升高也是发生故障的常见原因，比如定子线圈的温度处于正常状态，而转子的温度却升高到异常状态，原因可能是转子的温度表失灵或者发电机三相负荷不平衡；也可能是转子的温度正常而定子异常，定子温度表失灵会引发此类情况的发生；通风系统失灵会引起转子、定子、风温度都出现升高，影响发电机运转，需要对通风系统进行检查修复。

2.4发电机转子绕组接地

发电机的转子发生绝缘损坏使绕组变形，端部积灰情况严重时也会引发转子接地故障，通常有一点接地和两点接地的情况。一点接地时，励磁回路正常而发电机可正常运行，但容易在转子绕组接地发生两点接地。

三、电厂发电机故障的预防措施

3.1防止定子、转子水路堵塞、漏水对策

首先要防止水路堵塞过热，阀门的密封圈可以更换为聚四氟乙烯材料的，并且要保证定期更换；定子内可以安装反冲洗系统，对定子线棒、滤网定期检查和清洗；大修时要对水内冷钉子、转子线棒进行流量试验；发电机两侧的汇水母管排污口应进一步扩大，并安装防腐蚀性能优良的不锈钢阀门。

3.2转子匝间短路预防措施

防止转子匝间短路就要注重对发电机的检修试验，特别是存在匝间短路风险的发电机，应该进行动态及静态匝间短路检查试验，了解短路情况并制定检修消缺计划，安装转子绕组动态匝间短路在线监测装置也可以对短路情况获得及时了解。如果存在严重的短路情况，转子、轴承等发生磁化，要及时进行退磁处理。

3.3防止发电机温度过高

发电机温度过高的问题要在大修中注意对氢内冷转子的通风试验，清除堵塞；定子线棒出口风温度达到8℃，或自本身温度超过80℃，要立即停机处理。绝缘过热监测器报警时，记录发电机运行工况和非电量运行参数，确认报警正确要立即取样做色谱分析，严重时要停机进行消缺处理。

3.4防止转子绕组接地故障

转子绕组接地故障也是发电机异常的原因之一，发生转子绕组接地故障时要立即查明故障点和性质，故障难以排除时要停机处理。同时，检修时要清擦交直流励磁母线箱内，并做好连接设备的定期检查工作。

除去以上几方面措施之外，还要注意防止护环开裂、发电机内存在遗留金属异物、发电机电子铁芯损坏等故障原因，检修工作中要做到全面、细致。

结束语：

电厂肩负着社会用电的需求，在社会发展中起着重要作用。虽然发电机故障时有发生，但可以通过对故障原因的分析来进行科学预防。在日常检修工作中，要重视起定期检查和清洁工作，尽量减少发电机故障，保证电厂的安全稳定运行。

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