發(fā)電機(jī)常見故障及措施

發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中會(huì)不斷受到振動(dòng)、發(fā)熱、電暈等各種機(jī)械力和電磁力的作用，加之由于設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行管理以及系統(tǒng)故障等原因，常常引起發(fā)電機(jī)溫度升高、轉(zhuǎn)子繞組接地、定子繞組絕緣損壞、勵(lì)磁機(jī)碳刷打火、發(fā)電機(jī)過負(fù)載等故障，同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行中常見的一些故障分析如下。

發(fā)電機(jī)常見故障及措施

2．1

發(fā)電機(jī)非同期并列

發(fā)電機(jī)用準(zhǔn)同期法并列時(shí)，應(yīng)滿足電壓、周波、相位相同這3個(gè)條件，如果由于操作不當(dāng)或其它原因，并列時(shí)沒有滿足這3個(gè)條件，發(fā)電機(jī)就會(huì)非同期并列，它可能使發(fā)電機(jī)損壞，并對(duì)系統(tǒng)造成強(qiáng)烈的沖擊，因此應(yīng)注意防止此類故障的發(fā)生。當(dāng)待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的電壓不相同，其間存有電壓差，在并列時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一定的沖擊電流。一般當(dāng)電壓相差在±10%以內(nèi)時(shí)，沖擊電流不太大，對(duì)發(fā)電機(jī)也沒有什么危險(xiǎn)。如果并列時(shí)電壓相差較多，特別是大容量電機(jī)并列時(shí)，如果其電壓遠(yuǎn)低于系統(tǒng)電壓，那么在并列時(shí)除了產(chǎn)生很大的電流沖擊外，還會(huì)使系統(tǒng)電壓下降，可能使事故擴(kuò)大。一般在并列時(shí)，應(yīng)使待并發(fā)電機(jī)的電壓稍高于系統(tǒng)電壓。如果待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的相位不同，并列時(shí)引起的沖擊電流將產(chǎn)生同期力矩，使待并發(fā)電機(jī)立刻牽入同步。如果相位差在土300以內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生的沖擊電流和同期力矩不會(huì)造成嚴(yán)重影響。如果相位差很大時(shí)，沖擊電流和同期力矩將很大，可能達(dá)到三相短路電流的2倍，它將使定子線棒和轉(zhuǎn)軸受到一個(gè)很大的沖擊應(yīng)力，可能造成定子端部繞組嚴(yán)重變形，聯(lián)軸器螺栓被剪斷等嚴(yán)重后果。為防止非同期并列，有些廠在手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置中加裝了電壓差檢查裝置和相角閉鎖裝置，以保證在并列時(shí)電差、相角差不超過允許值。

2．2

發(fā)電機(jī)溫度升高(1)定子線圈溫度和進(jìn)風(fēng)溫度正常，而轉(zhuǎn)子溫度異常升高，這時(shí)可能是轉(zhuǎn)子溫度表失靈，應(yīng)作檢查。發(fā)電機(jī)三相負(fù)荷不平衡超過允許值時(shí)，也會(huì)使轉(zhuǎn)子溫度升高，此時(shí)應(yīng)立即降低負(fù)荷，并設(shè)法調(diào)整系統(tǒng)已減少三相負(fù)荷的不平衡度，使轉(zhuǎn)子溫度降到允許范圍之內(nèi)。(2)轉(zhuǎn)子溫度和進(jìn)風(fēng)溫度正常，而定子溫度異常升高，可能是定子溫度表失靈。測(cè)量定子溫度用的電阻式測(cè)溫元件的電阻值有時(shí)會(huì)在運(yùn)行中逐步增大，甚至開路，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)某一點(diǎn)溫度突然上升的現(xiàn)象。(3)當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度和定子、轉(zhuǎn)子溫度都升高，就可以判定是冷卻水系統(tǒng)發(fā)生了故障，這時(shí)應(yīng)立即檢查空氣冷卻器是否斷水或水壓太低。(4)當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度正常而出風(fēng)溫度異常升高，這就表明通風(fēng)系統(tǒng)失靈，這時(shí)必須停機(jī)進(jìn)行檢查。有些發(fā)電機(jī)組通風(fēng)道內(nèi)裝有導(dǎo)流擋板，如因操作不當(dāng)就會(huì)使風(fēng)路受阻，這時(shí)應(yīng)檢查擋板的位置并糾正之。

2．3

發(fā)電機(jī)定子繞組損壞發(fā)電機(jī)由于定子線棒絕緣擊穿，接頭開焊等情況將會(huì)引起接地或相間短路故障。當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生相間短路事故或在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)發(fā)生接地時(shí)，由于在故障點(diǎn)通過大量電流，將引起系統(tǒng)突然波動(dòng)，同時(shí)在發(fā)電機(jī)旁往往可以聽到強(qiáng)烈的響聲，視察窗外可以看見電弧的火光，這時(shí)發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)裝置將立即動(dòng)作，使主開關(guān)、滅磁開關(guān)和危急遮斷器跳閘，發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行。

如果發(fā)電機(jī)內(nèi)部起火，對(duì)于空冷機(jī)組則應(yīng)在確知開關(guān)均已跳閘后，開啟消防水管，用水進(jìn)行滅火，同時(shí)保持發(fā)電機(jī)在200r／min左右的低速盤車?；饎?shì)熄滅后，仍應(yīng)保持一段時(shí)間的低速運(yùn)轉(zhuǎn)，待其完全冷卻以后再將發(fā)電機(jī)停轉(zhuǎn)，以免轉(zhuǎn)子由于局部受熱而造成大軸彎曲。氫冷和水冷發(fā)電機(jī)一般不會(huì)引起端部起火。對(duì)于在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，發(fā)生定子繞組接地故障時(shí)，只有發(fā)電機(jī)的接地保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)警。運(yùn)行人員應(yīng)立即查明接地點(diǎn)，如接地點(diǎn)在發(fā)電機(jī)內(nèi)部，則應(yīng)立即采取措施，迅速將其切斷。如接地點(diǎn)在發(fā)電機(jī)外部，則應(yīng)迅速查明原因，并將其消除。對(duì)于容量15mw及以下的汽輪機(jī)，當(dāng)接地電容電流小于5a時(shí)，在未消除前允許發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)一點(diǎn)接地情況下短時(shí)間運(yùn)行，但至多不超過2h，對(duì)容量或接地電容電流大于上述規(guī)定的發(fā)電機(jī)，當(dāng)定子回路單相接地時(shí)，應(yīng)立即將發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)中解列，并斷開勵(lì)磁。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中，有時(shí)運(yùn)行人員沒有發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的突然波動(dòng)，汽機(jī)司機(jī)也沒有發(fā)來(lái)危急信號(hào)，但發(fā)電機(jī)因差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作使主斷路器跳閘，這時(shí)值班人員應(yīng)檢查滅磁開關(guān)是否也已跳閘，若由于操作機(jī)構(gòu)失靈沒有跳閘時(shí)，應(yīng)立即手動(dòng)將其跳閘，并把磁場(chǎng)變阻器調(diào)回到阻值最大位置，將自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)解裝置停用，然后對(duì)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備有燒損、閃烙等故障時(shí)應(yīng)立即進(jìn)行檢修。發(fā)現(xiàn)任何不正常情況時(shí)，應(yīng)用2500v搖表測(cè)量一次回路的絕緣電阻，如測(cè)得的絕緣電阻值換算到標(biāo)準(zhǔn)溫度下的阻值與以往測(cè)量的數(shù)值比較時(shí)，已下降1／5以下，就必須查明原因，并設(shè)法消除。如測(cè)得的絕緣電阻值正常，則發(fā)電機(jī)可經(jīng)零起升壓后并網(wǎng)運(yùn)行。

2．4

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組接地發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子因絕緣損壞，繞組變形，端部嚴(yán)重積灰時(shí)，將會(huì)引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地故障。轉(zhuǎn)子繞組接地分為一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地。轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地時(shí)，線匝與地之間尚未形成電氣回路，因此在故障點(diǎn)沒有電流通過，各種表計(jì)指示正常，勵(lì)磁回路仍能保持正常狀態(tài)，只是繼保信號(hào)裝置發(fā)出“轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地”信號(hào)，其發(fā)電機(jī)可以繼續(xù)進(jìn)行。但轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地后，如果轉(zhuǎn)子繞組或勵(lì)磁系統(tǒng)中任一處再發(fā)生接地，就會(huì)造成兩點(diǎn)接地。

轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生兩點(diǎn)接地故障后，部分轉(zhuǎn)子繞組被短路，因?yàn)槔@組直流電阻減小，所以勵(lì)磁電流將會(huì)增大。如果繞組被短路的匝數(shù)較多，就會(huì)使主磁通大量減少，發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸送的無(wú)功出力顯著降低，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)增高，甚至變?yōu)檫M(jìn)相運(yùn)行，