電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障原因分析及預(yù)防措施

靳西偉

（北京京西燃?xì)鉄犭娪邢薰?，北?100041）

電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障原因分析及預(yù)防措施

靳西偉

（北京京西燃?xì)鉄犭娪邢薰?，北?100041）

電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)是電廠(chǎng)發(fā)電過(guò)程中十分重要的機(jī)械設(shè)備，在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，在影響用電戶(hù)正常供電的同時(shí)，還會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升造成嚴(yán)重影響。因此，需要對(duì)發(fā)電機(jī)的故障進(jìn)行分析，并及時(shí)采取預(yù)防措施，防止故障發(fā)生。本文主要結(jié)合實(shí)際情況，就電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障原因進(jìn)行分析，并提出了預(yù)防措施。

電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)；故障原因；預(yù)防分析

隨著電力事業(yè)不斷發(fā)展，發(fā)電機(jī)作為電廠(chǎng)發(fā)電過(guò)程中十分重要的設(shè)備之一，其故障診斷技術(shù)也得到了全面快速的發(fā)展，但依然存在很多不足。在電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣或者那樣的故障，故障種類(lèi)繁雜。對(duì)電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中故障需要找出故障發(fā)生原因，保證電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

1 發(fā)電機(jī)分類(lèi)

電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)種類(lèi)繁多，不同類(lèi)型的發(fā)電機(jī)承擔(dān)不同的發(fā)電任務(wù)，從而保證了整個(gè)電廠(chǎng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，提供高質(zhì)量電能。發(fā)電機(jī)類(lèi)型一般分為拖動(dòng)型、供水型、軸承型、通風(fēng)型和勵(lì)磁型等幾種。

首先，拖動(dòng)型。主要利用汽輪機(jī)作為動(dòng)力供給直接推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行。

其次，供水型。采用供水的形式對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻，實(shí)現(xiàn)以水的勢(shì)能作為驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)載體運(yùn)行。在整個(gè)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，冷卻水會(huì)經(jīng)過(guò)獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)作，發(fā)電機(jī)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)是雙向結(jié)構(gòu)，也就是利用水資源作為發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的能量供給。

再次，軸承型。是基于汽輪發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上，利用坐式軸承進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用端蓋軸承驅(qū)動(dòng)。

第四，通風(fēng)型。設(shè)備采用封閉式循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造的通風(fēng)窗口，通過(guò)使用氣體冷卻器將由獨(dú)立入口進(jìn)入的空氣或氫氣進(jìn)行瞬間冷卻，整個(gè)過(guò)程在封閉的循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行，由于電機(jī)完全絕緣，所以保證了發(fā)電機(jī)的絕緣性能。

最后，勵(lì)磁型。在設(shè)備內(nèi)部勵(lì)磁電流由同一個(gè)軸承驅(qū)動(dòng)的勵(lì)磁設(shè)備供給，從而保證整個(gè)發(fā)電機(jī)內(nèi)部勵(lì)磁電流持續(xù)供給。

2 電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障分析

2.1 線(xiàn)圈出現(xiàn)故障

電廠(chǎng)發(fā)電線(xiàn)圈是設(shè)備十分重要的零部件，也是機(jī)組在發(fā)電過(guò)程中應(yīng)用最為頻繁的一種零部件。線(xiàn)圈故障是電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障，故障類(lèi)型主要包含線(xiàn)圈因?yàn)槭褂脮r(shí)間過(guò)久而出現(xiàn)老化，轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)多次摩擦之后存在嚴(yán)重磨損，定子線(xiàn)圈在持續(xù)運(yùn)行過(guò)程中不間斷的運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致線(xiàn)圈溫度較高所致故障。

2.2 電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)電氣故障

隨著電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，電氣設(shè)備中的空隙越來(lái)越小。在現(xiàn)代化、自動(dòng)化、科技化和智能化技術(shù)推動(dòng)之下，電氣設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)對(duì)電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)整體運(yùn)轉(zhuǎn)失靈。另外，電氣設(shè)備故障檢查的難度越來(lái)越大，給電力維修人員日常檢修工作帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。通常情況電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)電氣設(shè)備出現(xiàn)的故障主要包含以下幾個(gè)方面：有線(xiàn)套管溫度過(guò)高，超過(guò)了其能夠承擔(dān)的最高溫度，發(fā)電機(jī)內(nèi)部動(dòng)力軸發(fā)生磁化反應(yīng)。轉(zhuǎn)子發(fā)生電流連接失準(zhǔn)或者在連接過(guò)程中存在故障以及勵(lì)磁回路發(fā)生偏移故障等情況。

2.3 液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障

在火力發(fā)電廠(chǎng)中發(fā)電機(jī)一般使用大型汽輪機(jī)組作為發(fā)電系統(tǒng)的重要工具，其已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。液壓系統(tǒng)是大型汽輪機(jī)十分重要的系統(tǒng)，在汽輪機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，內(nèi)部液壓系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣或者那樣的問(wèn)題，導(dǎo)致大型汽輪機(jī)組的功能難以發(fā)揮出來(lái)，部分故障還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)汽輪機(jī)組運(yùn)行故障的出現(xiàn)，從而影響到整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。常見(jiàn)的液壓系統(tǒng)故障主要有汽輪機(jī)控制系統(tǒng)零部件發(fā)生磨損而出現(xiàn)液壓故障，或者在汽輪機(jī)高壓狀態(tài)下控制油出現(xiàn)泄漏而引發(fā)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

3 電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障原因分析

3.1 線(xiàn)圈故障原因分析

電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈故障種類(lèi)很多，結(jié)合不同線(xiàn)圈故障情況可以對(duì)故障原因進(jìn)行如下分析：首先，轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈發(fā)生磨損。電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行發(fā)電過(guò)程中，發(fā)電機(jī)通常都是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的，其負(fù)荷十分高，因此，在轉(zhuǎn)子高速運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)轉(zhuǎn)子的磨損是十分嚴(yán)重的，這就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，加速絕緣層老化，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)圈出現(xiàn)短路等故障，影響電力系統(tǒng)正常發(fā)電，導(dǎo)致大面積停電事故發(fā)生；其次，定子線(xiàn)圈發(fā)生磨損。電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部定子和轉(zhuǎn)子之間存在摩擦，定子的磨損程度和轉(zhuǎn)子的運(yùn)行轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，轉(zhuǎn)子速度越快，定子磨損程度越嚴(yán)重，絕緣層受到的破壞也就越嚴(yán)重，電壓擊穿定子的幾率也就越大。

3.2 電氣設(shè)備故障原因分析

引發(fā)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障的原因有很多種，這就為電氣故障診斷和預(yù)防帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。在電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，線(xiàn)套管的溫度升高，發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷太高，發(fā)電機(jī)底部漏磁量就會(huì)顯著增加，進(jìn)而通過(guò)磁感應(yīng)生成次電流，導(dǎo)致線(xiàn)套管溫度不斷升高。我們?cè)趯?shí)際檢修過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)組常常會(huì)出現(xiàn)定子鐵芯端部過(guò)熱現(xiàn)象，出現(xiàn)這種故障主要是因?yàn)殍F芯端部存在很強(qiáng)的漏磁通，導(dǎo)致在鐵芯端部產(chǎn)生渦流，造成局部過(guò)熱現(xiàn)象。此外，在發(fā)電機(jī)組內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生渦流并能夠消耗和產(chǎn)生更多的熱量，從而引起線(xiàn)套管溫度升高。

3.3 液壓系統(tǒng)故障分析

首先，電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部零部件出現(xiàn)老化會(huì)導(dǎo)致控制電纜出現(xiàn)老化現(xiàn)象。此外，線(xiàn)路接頭松動(dòng)等問(wèn)題也會(huì)進(jìn)一步對(duì)機(jī)組的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。由于發(fā)電機(jī)電壓不足，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)紊亂。導(dǎo)致電壓過(guò)低的主要原因就是原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低，勵(lì)磁回路的電阻增加，或者是定子繞組和勵(lì)磁繞組中存在短路或者接地故障；其次，密封元件腐蝕嚴(yán)重。通常情況下，液壓系統(tǒng)密封元件都是由耐高溫和耐腐蝕的橡膠元件組成的。但是常常因?yàn)槊芊庠馁|(zhì)量問(wèn)題而導(dǎo)致密封失敗等現(xiàn)象，這也是高壓控油問(wèn)題的主要因素。

4 電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障的預(yù)防措施分析

4.1 線(xiàn)圈故障預(yù)防措施

為了更好預(yù)防線(xiàn)圈出現(xiàn)故障，就要求對(duì)線(xiàn)圈進(jìn)行定期檢查和更換，保證線(xiàn)圈運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。為了更好避免線(xiàn)圈故障的發(fā)生，電廠(chǎng)應(yīng)該在最開(kāi)始選擇線(xiàn)圈時(shí)就應(yīng)該嚴(yán)格控制線(xiàn)圈質(zhì)量，確保其能夠承受相應(yīng)的電壓和電流負(fù)載能力，同時(shí)還要保證線(xiàn)圈絕緣層達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。電力檢修人員應(yīng)該對(duì)線(xiàn)圈進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，查看線(xiàn)圈絕緣層是否完好，是否符合標(biāo)準(zhǔn)，能否承擔(dān)電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行。避免轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈和定子線(xiàn)圈之間的斷裂，用短路電流法對(duì)定子和轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈進(jìn)行干燥處理，定期清除線(xiàn)圈外部的灰塵，必要時(shí)將設(shè)備拆卸清理內(nèi)部灰塵。同時(shí)，要改變磁場(chǎng)變阻器的的電阻，提高勵(lì)磁電流的強(qiáng)度，經(jīng)常檢查發(fā)電機(jī)組是否存在斷線(xiàn)或者錯(cuò)接的現(xiàn)象。

4.2 電氣故障預(yù)防措施

在電氣設(shè)備正式投入使用后，應(yīng)該保證有完善的操作流程。可以使用勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)的電氣設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理。利用勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行維護(hù)能夠保證電機(jī)端口電壓維持在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)中電壓負(fù)荷發(fā)生變化之后，通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整能夠保證電機(jī)電壓標(biāo)準(zhǔn)，從而更加合理的對(duì)功能和勢(shì)能進(jìn)行分配。因此，使用勵(lì)磁系統(tǒng)能夠保證電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)平衡。針對(duì)定子鐵芯過(guò)熱的問(wèn)題，可以增大鐵芯端部的磁阻，減少漏磁通，設(shè)法降低溫度，同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)電氣設(shè)備設(shè)計(jì)圖紙的重要性，保證施工能夠嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行，確保電氣設(shè)備所使用的材料經(jīng)過(guò)嚴(yán)格挑選，在保證材料質(zhì)量前提下才能考慮材料價(jià)格。

4.3 液壓系統(tǒng)故障預(yù)防措施

在液壓控制系統(tǒng)故障檢修過(guò)程中，使用模糊控制和線(xiàn)性最優(yōu)控制技術(shù)是保證維護(hù)精確性的一種重要技術(shù)手段，其能夠很好的改善發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電質(zhì)量和工作效率，從而保證調(diào)度工作能夠順利進(jìn)行下去。當(dāng)前所使用的線(xiàn)性最優(yōu)控制系統(tǒng)發(fā)展十分迅速，對(duì)實(shí)現(xiàn)電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)控制自動(dòng)化和數(shù)字化具有很好的促進(jìn)作用，能夠加大勵(lì)磁電流，定期檢查系統(tǒng)是否存在障礙，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。

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