同步發(fā)電機(jī)常見故障及對(duì)策

1、同步發(fā)電機(jī)常見故障及對(duì)策 .txt 小時(shí)候覺得父親不簡單， 后來覺得自己不簡單， 再后來覺得 自己孩子不簡單。越是想知道自己是不是忘記的時(shí)候，反而記得越清楚。淺談同步發(fā)電機(jī)常 見故障及對(duì)策來源：電機(jī)維修網(wǎng) 頻道：電機(jī) 發(fā)布時(shí)間： 2008-08-13 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

2、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。 果待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的相位不同，并

3、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

4、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

5、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

6、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)，

7、汽機(jī)司機(jī)也沒有發(fā) 來危急信號(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 15 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，

8、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，定子電流也可能增大，同 時(shí)由

9、于部分轉(zhuǎn)子繞組被短路， 發(fā)電機(jī)磁路的對(duì)稱性被破壞， 它將引起發(fā)電機(jī)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)， 這時(shí)凸極式發(fā)電機(jī)更為顯著。 轉(zhuǎn)子線圈短路時(shí)， 因勵(lì)磁電流大大超過額定值， 如不及時(shí)停機(jī)， 切斷勵(lì)磁回路， 轉(zhuǎn)子繞組將會(huì)燒損。 為了防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組接地， 運(yùn)行中要求每個(gè)班值班 人員均應(yīng)通過絕緣監(jiān)視表計(jì)測(cè)量一次勵(lì)磁回路絕緣電阻，若絕緣電阻低于0. 5MQ時(shí)，值班人員必須采取措施。 對(duì)運(yùn)行中勵(lì)磁回路可能清掃到的部分進(jìn)行吹掃， 使絕緣電阻恢復(fù)到 05M Q以上，當(dāng)轉(zhuǎn)子絕緣電阻下降到0. 01MQ時(shí)，就應(yīng)視作已經(jīng)發(fā)生了一點(diǎn)接地故障。當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生一點(diǎn)接地故障后，就應(yīng)立即設(shè)法消除，以防發(fā)展成兩點(diǎn)接地。如果是穩(wěn)定的金屬性接地

10、 故障，而一時(shí)沒有條件安排檢修時(shí)，就應(yīng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置，以防止發(fā)生兩點(diǎn)接地 故障后， 燒損轉(zhuǎn)子， 使事故擴(kuò)大。 轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路事故時(shí)， 情況與轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地相同， 但一般這時(shí)短路的匝數(shù)不多，影響沒有兩點(diǎn)接地嚴(yán)重。如果轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置投入時(shí)，則它的繼電器也將動(dòng)作，此時(shí)應(yīng)立即切斷發(fā)電機(jī)主斷路器，使發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列并停機(jī)，同時(shí)切斷滅磁開關(guān)，把磁場(chǎng)變阻器放在電阻最大位置，待停機(jī)后對(duì)轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行檢查。2 5 發(fā)電機(jī)失磁(1) 發(fā)電機(jī)失磁原因。 運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)， 由于滅磁開關(guān)受振動(dòng)或誤動(dòng)而跳閘， 磁場(chǎng)變阻器 接觸不良，勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)線圈斷線或整流子嚴(yán)重打火，自動(dòng)電壓調(diào)整器故障等原因，造成

11、勵(lì)磁 回路斷路時(shí)，將使發(fā)電機(jī)失磁。(2) 失磁后表計(jì)上反映情況。 發(fā)電機(jī)失磁后轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流突然降為零或接近于零， 勵(lì)磁電 壓也接近為零，且有等于轉(zhuǎn)差率的擺動(dòng)，發(fā)電機(jī)電壓及母線電壓均較原來降低，定子電流表 指示升高， 功率因數(shù)表指示進(jìn)相， 無功功率表指示為負(fù)， 表示發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)中吸取無功功率， 各表計(jì)的指針都擺動(dòng)，擺動(dòng)的頻率為轉(zhuǎn)差率的 1 倍。(3) 失磁后產(chǎn)生的影響。 發(fā)電機(jī)失磁后， 就從同步運(yùn)行變成異步運(yùn)行， 從原來向系統(tǒng)輸出 無功功率變成從系統(tǒng)吸取大量的無功功率，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將高于系統(tǒng)的同步轉(zhuǎn)速。這時(shí)由定 子電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將在轉(zhuǎn)子表面感應(yīng)出頻率等于轉(zhuǎn)差率交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，它在轉(zhuǎn)子表 面

12、產(chǎn)生感應(yīng)電流，使轉(zhuǎn)子表面發(fā)熱。發(fā)電機(jī)所帶的有功負(fù)荷越大，則轉(zhuǎn)差率越大，感應(yīng)電勢(shì) 越大， 電流也越大， 轉(zhuǎn)子表面的損失也越大。 在發(fā)電機(jī)失磁瞬間， 轉(zhuǎn)子繞組兩端將有過電壓 產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子繞組與滅磁電阻并聯(lián)時(shí)，過電壓數(shù)值與滅磁電阻值有關(guān)，滅磁電阻值大，轉(zhuǎn)子繞 組的過電壓值也大。試驗(yàn)表明，如果滅磁電阻值選擇為轉(zhuǎn)子熱態(tài)電阻值的 5 倍時(shí)，則轉(zhuǎn)子的 過電壓值為轉(zhuǎn)子額定電壓值的24倍。(4) 失磁后允許運(yùn)行時(shí)間及所帶負(fù)荷。 發(fā)電機(jī)失磁后， 是否可以繼續(xù)運(yùn)行， 與失磁運(yùn)行的 發(fā)電機(jī)容量和系統(tǒng)容量的大小有關(guān)。大容量的發(fā)電機(jī)失磁后，應(yīng)立即從電網(wǎng)中切除，停機(jī)處 理。發(fā)電機(jī)容量較小，電網(wǎng)容量較大，一般允許發(fā)電機(jī)在短時(shí)間

13、內(nèi)，低負(fù)荷下失磁運(yùn)行，以 待處理失磁故障。 對(duì)于允許勵(lì)磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，發(fā)生失磁故障后，應(yīng)立即減小發(fā)電機(jī)負(fù)荷， 使定子電流的平均值降低到規(guī)定的允許值以下，然后檢查滅磁開關(guān)是否跳閘。如已跳閘就應(yīng) 立即合上，如滅磁開關(guān)未跳閘或合上后失磁現(xiàn)象仍未消失，則應(yīng)將自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置停用， 并轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)變阻器手輪，試行增加勵(lì)磁電流。此時(shí)若仍未能恢復(fù)勵(lì)磁，可以再試行換用備用 勵(lì)磁機(jī)供給勵(lì)磁。經(jīng)過這些操作后，如果仍不能使失磁現(xiàn)象消失，就可以判斷為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 發(fā)生故障，必須在 30min 以內(nèi)安排停機(jī)處理。2 6 發(fā)電機(jī)升不起電壓此類故障多發(fā)生在自激式同軸直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)上。(1) 故障現(xiàn)象。 發(fā)電機(jī)升速到額定轉(zhuǎn)

14、速后， 給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁時(shí)， 勵(lì)磁電壓和發(fā)電機(jī)定子電壓 升不上去或勵(lì)磁電壓有，而發(fā)電機(jī)電壓升不到額定值。(2) 故障原因。 勵(lì)磁機(jī)剩磁消失； 勵(lì)磁機(jī)并勵(lì)線圈接線不正確； 勵(lì)磁回路斷線； 勵(lì)磁機(jī)換向器片間有短路故障，勵(lì)磁機(jī)碳刷接觸不好或安裝位置不正確; 發(fā)電機(jī)定子電壓測(cè)量回路故障。(3) 一般處理。當(dāng)發(fā)電機(jī)起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速后升壓時(shí)， 如勵(lì)磁機(jī)電壓和發(fā)電機(jī)電壓升不起來，就應(yīng)檢查勵(lì)磁回路接線是否正確，有否斷線或接觸不良，電刷位置是否正確，接觸是否良好 等。如以上各項(xiàng)都正常，而勵(lì)磁機(jī)電壓表有很小指示時(shí)，表示勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)線圈極性接反，應(yīng) 把它的正、負(fù)兩根連線對(duì)換。如果勵(lì)磁機(jī)電壓表沒有指示，則表明剩磁消失，應(yīng)該對(duì)勵(lì)磁機(jī) 進(jìn)行充磁。2 7 發(fā)電機(jī)過負(fù)荷運(yùn)行運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)應(yīng)在規(guī)定的額定負(fù)荷或以下運(yùn)行，否則發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子溫度將超過其允 許數(shù)值，使發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子絕緣很快老化