王宏生

摘 要：近年來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中出現(xiàn)了能源供應(yīng)緊張的問題，為了更好的解決能源供應(yīng)問題，對發(fā)電的方式要進(jìn)行不斷的發(fā)展?，F(xiàn)在，我國電能的主要發(fā)電方式還是火力發(fā)電，在火力發(fā)電中，汽輪發(fā)電機(jī)是主要的部件，其運(yùn)行可靠性對火力發(fā)電系統(tǒng)具有很大的影響，主要對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及高效性進(jìn)行影響，同時(shí)，對用戶用電的安全性以及經(jīng)濟(jì)性也產(chǎn)生了一定的影響。文章對汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障類型進(jìn)行了總結(jié)，同時(shí)針對不同的故障類型提出了解決的措施，對保障火力發(fā)電系統(tǒng)的安全性以及經(jīng)濟(jì)性有很大作用。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)；故障診斷；故障預(yù)防

引言

在我國，燃煤火電仍然是主要的發(fā)電方式，雖然，近年來發(fā)電方式有了很大的改變，在大容量、高參數(shù)火電機(jī)組相繼投產(chǎn)運(yùn)行以后，我國的火力發(fā)電進(jìn)入到了新的發(fā)展階段。在火力發(fā)電中，汽輪發(fā)電機(jī)是重要的組成部分，也是火力發(fā)電廠能夠正常運(yùn)行的重要設(shè)備。一直以來，火力發(fā)電系統(tǒng)的正常發(fā)展都受到了汽輪發(fā)電機(jī)的故障以及事故嚴(yán)重影響，在大容量汽輪發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行以后，系統(tǒng)的安全運(yùn)行、檢修維護(hù)以及運(yùn)行監(jiān)測方面都出現(xiàn)了很多的問題?；鹆Πl(fā)電廠在運(yùn)行以后出現(xiàn)了設(shè)備損壞而導(dǎo)致大面積停電的情況，導(dǎo)致國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到了很大的損失，電網(wǎng)運(yùn)行安全也受到了威脅。為了能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的問題進(jìn)行解決，要對先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行吸收，同時(shí)，對電機(jī)的結(jié)構(gòu)也要進(jìn)行不斷的完善，在日常維護(hù)方面以及維護(hù)方面都要保證發(fā)電系統(tǒng)的安全性以及可靠性，同時(shí)，對經(jīng)濟(jì)性也要進(jìn)行重視。

1 汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行故障診斷

汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)生故障的部位通常比較多，同時(shí)導(dǎo)致其出現(xiàn)的原因也非常多樣，汽輪發(fā)電機(jī)的故障類型種類比較多，而且具有多發(fā)性以及嚴(yán)重性的特點(diǎn)，因此，文章對汽輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行故障進(jìn)行了分析，希望能夠找到更好的解決方法。

1.1 定子繞組故障

在我國，大型汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻方式上通常都是采用“水-氫-氫”的方式，分別是對定子繞組水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷以及定子鐵芯氫冷。汽輪發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)以及制造工藝方面存在著很大的差別，在工序控制、生產(chǎn)流程以及檢驗(yàn)維修質(zhì)量管理方面都存在著很大的差別，因此，發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)受到機(jī)械應(yīng)力以及熱應(yīng)力等原因的影響，導(dǎo)致定子繞組接地以及短路故障出現(xiàn)。

定子繞組故障經(jīng)常會(huì)發(fā)生在繞組端部位置，可以分為以下幾種形式：定子線棒以及引線的銅導(dǎo)線斷裂；在焊接過程中因?yàn)楹附庸に嚥涣紝?dǎo)致的接頭損壞問題；定子在冷卻水回路方面出現(xiàn)堵塞問題；端部緊固件出現(xiàn)磨損問題；定子繞組出現(xiàn)漏水問題；定子繞組的絕緣方面出現(xiàn)故障。

1.2 定子鐵芯故障

汽輪發(fā)電機(jī)在使用過程中，受制造以及裝配工藝影響，硅鋼片在厚度以及表層絕緣厚度方面會(huì)出現(xiàn)很大的偏差，同時(shí)，在兩端壓指的高度方面也會(huì)出現(xiàn)偏差，這樣電機(jī)在長期處于交變電磁力作用下會(huì)導(dǎo)致定子鐵芯疊片在局部或者是整體上出現(xiàn)松弛的故障，在情況比較嚴(yán)重的情況下，會(huì)導(dǎo)致定子繞組出現(xiàn)故障，對發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全將會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

1.3 轉(zhuǎn)子繞組故障

轉(zhuǎn)子繞組故障通常包含以下幾個(gè)方面，分別是對地絕緣故障、匝間短路故障、熱變形以及集電環(huán)-電刷裝置出現(xiàn)燒損問題。轉(zhuǎn)子繞組故障在發(fā)生時(shí)通常是由于以下原因?qū)е碌模恨D(zhuǎn)子繞組在使用過程中出現(xiàn)了過熱的情況，導(dǎo)致絕緣出現(xiàn)了破壞的情況；或者是冷卻器出現(xiàn)了漏水問題；轉(zhuǎn)子繞組在運(yùn)行過程中出現(xiàn)導(dǎo)電粉塵或者是金屬異物進(jìn)入其中；轉(zhuǎn)子繞組在制造過程中出現(xiàn)制造工藝比較粗糙的情況，也會(huì)導(dǎo)致局部缺陷出現(xiàn)；轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中出現(xiàn)應(yīng)力過大的情況也會(huì)導(dǎo)致絕緣出現(xiàn)破壞的情況。

汽輪發(fā)電機(jī)的繞組在運(yùn)行過程中承受著熱膨脹以及機(jī)械力的作用，會(huì)導(dǎo)致塑性變形的出現(xiàn)，在出現(xiàn)這種情況下，轉(zhuǎn)子繞組的槽部或者是頂端會(huì)出現(xiàn)絕緣損壞的情況，進(jìn)而導(dǎo)致匝間短路或者是接地故障出現(xiàn)，在比較嚴(yán)重的情況下會(huì)出現(xiàn)繞組斷裂的情況。

1.4 負(fù)序電流燒損轉(zhuǎn)子

一般情況下，汽輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中一般都是處于三相負(fù)荷對稱的狀態(tài)下，因此，在電力系統(tǒng)或者是發(fā)電機(jī)出現(xiàn)不對稱的情況下，會(huì)導(dǎo)致汽輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)不運(yùn)行的情況，發(fā)電機(jī)出現(xiàn)不對稱的情況，會(huì)導(dǎo)致定子繞組中出現(xiàn)負(fù)序、零序、電流以及電壓情況，負(fù)序電流會(huì)導(dǎo)致反向旋轉(zhuǎn)磁場的出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致二倍頻電流出現(xiàn)，對銅耗和鐵耗都會(huì)產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率出現(xiàn)過低的情況，同時(shí)，轉(zhuǎn)子也會(huì)出現(xiàn)過熱的情況，在情況比較嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)燒毀的情況。

2 汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行故障預(yù)防

2.1 定子繞組故障預(yù)防措施

改善定子繞組線棒膠化與成型工藝，加強(qiáng)端部漸開線及鼻部的切向和徑向固定；線棒接頭焊接完并檢驗(yàn)合格后，應(yīng)對導(dǎo)線整形處理，并使接頭光滑過渡；采用熱水流試驗(yàn)或超聲波流量計(jì)檢測定子水路有無堵塞現(xiàn)象，嚴(yán)格控制內(nèi)冷水質(zhì)符合運(yùn)行要求，并確保水冷系統(tǒng)檢溫計(jì)指示準(zhǔn)確；定期檢修過程中，檢查定子端部線圈及緊固件的緊固和磨損情況，有無松動(dòng)及絕緣磨損痕跡，從而針對性地采取緊固措施或部件更換。

2.2 定子鐵芯故障預(yù)防措施

嚴(yán)格監(jiān)測制造過程，硅鋼片沖壓后認(rèn)真去除邊緣毛刺；疊壓過程中，控制壓裝力度防止絕緣損壞，保證定子鐵芯壓裝質(zhì)量；機(jī)組大修時(shí)檢查定位筋螺桿及穿心螺桿的螺母松動(dòng)問題，利用鐵芯溫升和損耗試驗(yàn)檢查定子鐵芯故障或利用紅外熱像儀測量定子內(nèi)膛鐵芯表面溫度分布查找故障點(diǎn)。

2.3 轉(zhuǎn)子繞組故障預(yù)防措施

改善轉(zhuǎn)子繞組通風(fēng)結(jié)構(gòu)，檢查導(dǎo)體通風(fēng)孔錯(cuò)位或堵塞問題；嚴(yán)格去除轉(zhuǎn)子繞組銅線上的毛刺及金屬顆粒、雜物等；改善繞組端部匝間絕緣工藝；改善運(yùn)行中轉(zhuǎn)子回路滅磁效果，防止出現(xiàn)危及轉(zhuǎn)子繞組絕緣設(shè)備的過電壓；大修時(shí)檢查繞組絕緣老化問題；加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，避免轉(zhuǎn)子繞組過熱或在劇烈振動(dòng)狀態(tài)下長期連續(xù)運(yùn)行；利用微分探測線圈法在線監(jiān)測轉(zhuǎn)子繞組是否存在匝間短路及嚴(yán)重程度；保證集電環(huán)與電刷滑動(dòng)接觸平穩(wěn)，保證環(huán)表面光潔度并建立氧化碳素薄膜層。

2.4 負(fù)序電流燒損轉(zhuǎn)子預(yù)防措施

配備負(fù)序保護(hù)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測穩(wěn)態(tài)負(fù)序電流，并加裝報(bào)警設(shè)備；嚴(yán)格控制斷路器制造質(zhì)量，運(yùn)行操作時(shí)認(rèn)真檢查斷路器三相是否全部閉合或全部斷開，并加裝斷路器失靈保護(hù)裝置；當(dāng)出現(xiàn)斷路器三相不能同時(shí)斷開或閉合時(shí)，對汽輪機(jī)的輸出公路和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流進(jìn)行減小，然后將負(fù)序電流降到最低，對滅磁開關(guān)卡澀問題要進(jìn)行定期檢查，對高質(zhì)量的器件也要進(jìn)行改進(jìn)和更換，采取有效的措施對滅磁效果進(jìn)行改善。

3 結(jié)束語

汽輪發(fā)電機(jī)是火力發(fā)電系統(tǒng)中比較核心的設(shè)備，在單機(jī)容量不斷提高的情況，設(shè)備運(yùn)行的可靠性以及安全性受到了關(guān)注，文章對汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行的主要故障進(jìn)行了分析，并且針對不同的故障介紹了相應(yīng)的解決措施，為以后火力發(fā)電系統(tǒng)的更好發(fā)展提供了保障。

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