發(fā)電機(jī)定子繞組常見故障分析和處理

1、發(fā)電機(jī)定子繞組常見故障分析和處理作者：黃碧強(qiáng) 李國房來源：現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息 2015年第22期黃碧強(qiáng) 李國房 廣州黃埔電力工程有限公司摘要：發(fā)電機(jī)在實(shí)踐運(yùn)行時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)定子繞組故障，其中最常見故障原因即是定子線棒下 線時(shí)未能依據(jù)安裝工藝操作，導(dǎo)致在耐壓實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)放電現(xiàn)象等。本文就這些常見故障進(jìn)行綜 合分析，并對此提出相應(yīng)處理辦法。關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；故障；處理中圖分類號：TM31文獻(xiàn)識別碼：A文章編號：1001-828X(2015)022-000330-01伴隨著我國機(jī)電制備技術(shù)的日新月異，發(fā)電機(jī)單機(jī)容量也獲得了巨大提升。作為電力系統(tǒng) 中至為關(guān)鍵的一環(huán)，一旦發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障，很有可能造成引發(fā)嚴(yán)重后果，造成

2、重大損失。一、發(fā)電機(jī)定子繞組常見故障分析安裝工藝因素工藝操作過程對發(fā)電機(jī)的安裝質(zhì)量產(chǎn)生直接而明顯的影響。如果安裝工藝不規(guī)范，未能及 時(shí)清理干凈定子繞組表面的尖角毛刺，由于繞組表面的電位相對較高，在置于高磁場強(qiáng)作用下 表面尖端很容易誘發(fā)大量電荷的積累，從而引起放電。定子通水因素一些附屬設(shè)備在檢修期間應(yīng)進(jìn)行細(xì)致檢查，及時(shí)察覺并解決隱患。如筆者所在單位的上海 電機(jī)廠制造的330MW的發(fā)電機(jī)，在2006年初機(jī)組曾出現(xiàn)定子線棒下端的絕緣被擊穿事故。分 析放電出現(xiàn)的原因，是由于發(fā)電機(jī)機(jī)組的冷卻器管道發(fā)生堵塞，導(dǎo)致單支線棒溫度逐漸升高， 造成局部過熱。分析原因是發(fā)電機(jī)定子內(nèi)冷水系統(tǒng)由于橡膠密封墊長期使用后龜

3、裂老化，碎粒 進(jìn)入定子內(nèi)冷卻水系統(tǒng)內(nèi)，導(dǎo)致定子內(nèi)冷水系統(tǒng)管道局部堵塞，定子冷卻水流量減少，使定子 線棒發(fā)熱。同時(shí)，運(yùn)行職員對線棒溫度高報(bào)警，發(fā)現(xiàn)線棒流膠并有異味等事故異常征象判斷錯(cuò) 誤，沒有及時(shí)減負(fù)荷停機(jī)，造成發(fā)電機(jī)定子燒損的事故。手包絕緣因素筆者所在電廠的330MW發(fā)電機(jī)曾經(jīng)發(fā)生過相間短路現(xiàn)象。相間短路容易出現(xiàn)的位置包括定 子繞組端部引線手包絕緣等。造成相間短路的原因有二，一是繞組端部的固定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足， 受熱應(yīng)力和電磁力影響，會造成線棒與固定件之間的位移；二是手包絕緣未能固化為一體，水 汽或油污容易順著絕緣層之間的空隙進(jìn)入，削弱了絕緣性能。異物因素在安裝以及檢修發(fā)電機(jī)時(shí)，如果鐵絲、碎屑等異

4、物一旦遺落在機(jī)組內(nèi)，機(jī)組擊穿現(xiàn)象出現(xiàn) 的可能性便大幅度增加。而造成金屬異物遺留在機(jī)組內(nèi)的主要原因，是由于操作者在執(zhí)行操作 工藝時(shí)不夠認(rèn)真和規(guī)范、檢查驗(yàn)收不嚴(yán)格等。二、發(fā)電機(jī)定子繞組常見故障處理依據(jù)小波變換技術(shù)以及快速傅立葉變換所構(gòu)建起來的數(shù)學(xué)模型，在分析發(fā)電機(jī)電子繞組故 障時(shí)，可以針對不同運(yùn)行狀況下發(fā)電機(jī)內(nèi)部定子繞組故障進(jìn)行相應(yīng)數(shù)值分析。運(yùn)用多回路理論分析發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障在定子繞組故障出現(xiàn)時(shí)，機(jī)組的氣隙磁場諧波與平時(shí)相比一般更為強(qiáng)烈，此時(shí)不能再套用 常用的參數(shù)來分析電機(jī)內(nèi)部故障，這時(shí)可以參考多回路理論。該理論將發(fā)電機(jī)分解為大量相互 運(yùn)動(dòng)的回路組合而成的電路。通過選擇多回路理論分析法，分析在實(shí)踐中

5、發(fā)電機(jī)可能出現(xiàn)的短 路、分析各個(gè)故障各支路電流的相位和大小、分析中性點(diǎn)連線電流大小。發(fā)電機(jī)定子繞組故障和絕緣缺陷的定位處理盡管定子繞組單項(xiàng)接地故障危害性并不那么明顯，但其預(yù)示著會生更嚴(yán)重短路故障。如能 實(shí)時(shí)察覺接地故障將會相當(dāng)程度壓縮發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路故障出現(xiàn)概率，如能更進(jìn)一步判定故障出 現(xiàn)位置，也會為后續(xù)處理工作帶來更大便利。例如接地故障一旦在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)之外，或者在 機(jī)端引線之外發(fā)生，電機(jī)保護(hù)裝置及時(shí)判定故障所出現(xiàn)的位置，檢修人員可以迅速應(yīng)對和處理 故障，從而最大程度壓縮因?yàn)橥C(jī)而難以正常運(yùn)行所造成的損失。比如接地故障一旦在電機(jī)繞 組內(nèi)部出現(xiàn)，故障位置的及時(shí)分析判定，也對檢修人員檢修進(jìn)度存在非

6、常重要的價(jià)值。由于必要故障信息尚不夠完備，當(dāng)前我國發(fā)電機(jī)定子單項(xiàng)接地的故障定位功能尚未配套充 分。有學(xué)者建議利用基波零序電壓和外加電源單相接地保護(hù)提供的故障信息，具體來說，利用 前者所提供的機(jī)端各相對低電壓的變化特點(diǎn)，以及前者的過渡電阻值，可以及時(shí)定位定子繞組 單項(xiàng)接地故障。在針對發(fā)電機(jī)定子繞組展開直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，一些情況下會存在三相泄漏電流相差過大， 同時(shí)泄露電流伴隨電壓以非比例方式突變或上升。這類異常情況也是發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣出現(xiàn) 磨損或老化的征兆。尋找到這些缺陷所在部位，并且對其進(jìn)行規(guī)范處理，對發(fā)電機(jī)繞組使用壽 命的提高是不言而喻的。不過，有些時(shí)候定子絕緣的部分位置缺陷很難識別，這就要求

7、檢測人 員更為嚴(yán)格細(xì)致地檢測。三、結(jié)束語我國當(dāng)前發(fā)電機(jī)機(jī)組的容量正以階梯狀態(tài)勢快速增加，這也讓額定電壓值的提升越發(fā)快速， 為規(guī)避大型發(fā)電機(jī)出現(xiàn)定子繞組故障，筆者認(rèn)為做好以下幾個(gè)方面：1. 在機(jī)組安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)工藝和圖紙要求進(jìn)行操作，且要落實(shí)復(fù)查機(jī)制，監(jiān)督操 作質(zhì)量，盡量嚴(yán)控不必要失誤出現(xiàn)；2. 在定子線棒下線后，應(yīng)對槽口、端部表面等所附著的尖角毛刺、半導(dǎo)體硅橡膠等進(jìn)行清 理，確保干凈，避免在耐壓試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)放電；機(jī)組附屬設(shè)備質(zhì)量應(yīng)進(jìn)行定時(shí)、定期維護(hù)，及時(shí)更新超過使用年限的設(shè)備；堅(jiān)持大修中的定子正反沖洗、水壓試驗(yàn)、流量試驗(yàn)，執(zhí)行廠家標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)行電氣試驗(yàn)時(shí)，對泄露電流超出標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)仔細(xì)檢查，分析原因，解決隱患，預(yù)防事 故。應(yīng)尤其注意的是，發(fā)電機(jī)端部一直以來都是發(fā)電機(jī)大修中十分重視檢查的位置，端部的絕 緣和線棒固定一直電機(jī)的薄弱部位，也是其出現(xiàn)故障最多發(fā)部位，因而必須對此位置予以高度 重視。多回路理論是當(dāng)前分析電機(jī)調(diào)子繞組故障最為有效、實(shí)用的辦法，其能準(zhǔn)確預(yù)測定子繞組 單項(xiàng)接地故障，判定接地故障位置。此外，利用泄露電流和繞組端部絕緣缺陷之間的關(guān)系，也 能快速判斷繞組絕緣缺陷出現(xiàn)的具體位置。參考文獻(xiàn)：劉明.常見的高壓電機(jī)故障的實(shí)時(shí)現(xiàn)場檢修方法研究J.現(xiàn)代物業(yè)（上旬 刊）,2013,04:134-136.王旭紅，羅威.高壓異步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷方法研究J.電力自動(dòng)化設(shè) 備,20