汽轮发电机运行故障诊断与预防

王宏生

摘 要：近年来，我国经济发展过程中出现了能源供应紧张的问题，为了更好的解决能源供应问题，对发电的方式要进行不断的发展。现在，我国电能的主要发电方式还是火力发电，在火力发电中，汽轮发电机是主要的部件，其运行可靠性对火力发电系统具有很大的影响，主要对电力系统的稳定性以及高效性进行影响，同时，对用户用电的安全性以及经济性也产生了一定的影响。文章对汽轮发电机运行过程中出现的故障类型进行了总结，同时针对不同的故障类型提出了解决的措施，对保障火力发电系统的安全性以及经济性有很大作用。

关键词：汽轮发电机；故障诊断；故障预防

引言

在我国，燃煤火电仍然是主要的发电方式，虽然，近年来发电方式有了很大的改变，在大容量、高参数火电机组相继投产运行以后，我国的火力发电进入到了新的发展阶段。在火力发电中，汽轮发电机是重要的组成部分，也是火力发电厂能够正常运行的重要设备。一直以来，火力发电系统的正常发展都受到了汽轮发电机的故障以及事故严重影响，在大容量汽轮发电机并网运行以后，系统的安全运行、检修维护以及运行监测方面都出现了很多的问题。火力发电厂在运行以后出现了设备损坏而导致大面积停电的情况，导致国民经济发展受到了很大的损失，电网运行安全也受到了威胁。为了能够对出现的问题进行解决，要对先进的经验技术进行吸收，同时，对电机的结构也要进行不断的完善，在日常维护方面以及维护方面都要保证发电系统的安全性以及可靠性，同时，对经济性也要进行重视。

1 汽轮发电机运行故障诊断

汽轮发电机发生故障的部位通常比较多，同时导致其出现的原因也非常多样，汽轮发电机的故障类型种类比较多，而且具有多发性以及严重性的特点，因此，文章对汽轮发电机的运行故障进行了分析，希望能够找到更好的解决方法。

1.1 定子绕组故障

在我国，大型汽轮发电机的冷却方式上通常都是采用“水-氢-氢”的方式，分别是对定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷以及定子铁芯氢冷。汽轮发电机的设计以及制造工艺方面存在着很大的差别，在工序控制、生产流程以及检验维修质量管理方面都存在着很大的差别，因此，发电机在运行过程中经常会受到机械应力以及热应力等原因的影响，导致定子绕组接地以及短路故障出现。

定子绕组故障经常会发生在绕组端部位置，可以分为以下几种形式：定子线棒以及引线的铜导线断裂；在焊接过程中因为焊接工艺不良导致的接头损坏问题；定子在冷却水回路方面出现堵塞问题；端部紧固件出现磨损问题；定子绕组出现漏水问题；定子绕组的绝缘方面出现故障。

1.2 定子铁芯故障

汽轮发电机在使用过程中，受制造以及装配工艺影响，硅钢片在厚度以及表层绝缘厚度方面会出现很大的偏差，同时，在两端压指的高度方面也会出现偏差，这样电机在长期处于交变电磁力作用下会导致定子铁芯叠片在局部或者是整体上出现松弛的故障，在情况比较严重的情况下，会导致定子绕组出现故障，对发电机的运行安全将会产生很大的影响。

1.3 转子绕组故障

转子绕组故障通常包含以下几个方面，分别是对地绝缘故障、匝间短路故障、热变形以及集电环-电刷装置出现烧损问题。转子绕组故障在发生时通常是由于以下原因导致的：转子绕组在使用过程中出现了过热的情况，导致绝缘出现了破坏的情况；或者是冷却器出现了漏水问题；转子绕组在运行过程中出现导电粉尘或者是金属异物进入其中；转子绕组在制造过程中出现制造工艺比较粗糙的情况，也会导致局部缺陷出现；转子在运行过程中出现应力过大的情况也会导致绝缘出现破坏的情况。

汽轮发电机的绕组在运行过程中承受着热膨胀以及机械力的作用，会导致塑性变形的出现，在出现这种情况下，转子绕组的槽部或者是顶端会出现绝缘损坏的情况，进而导致匝间短路或者是接地故障出现，在比较严重的情况下会出现绕组断裂的情况。

1.4 负序电流烧损转子

一般情况下，汽轮发电机在运行过程中一般都是处于三相负荷对称的状态下，因此，在电力系统或者是发电机出现不对称的情况下，会导致汽轮发电机出现不运行的情况，发电机出现不对称的情况，会导致定子绕组中出现负序、零序、电流以及电压情况，负序电流会导致反向旋转磁场的出现，进而导致二倍频电流出现，对铜耗和铁耗都会产生一定的影响，导致发电机的运行效率出现过低的情况，同时，转子也会出现过热的情况，在情况比较严重时会导致转子出现烧毁的情况。

2 汽轮发电机运行故障预防

2.1 定子绕组故障预防措施

改善定子绕组线棒胶化与成型工艺，加强端部渐开线及鼻部的切向和径向固定；线棒接头焊接完并检验合格后，应对导线整形处理，并使接头光滑过渡；采用热水流试验或超声波流量计检测定子水路有无堵塞现象，严格控制内冷水质符合运行要求，并确保水冷系统检温计指示准确；定期检修过程中，检查定子端部线圈及紧固件的紧固和磨损情况，有无松动及绝缘磨损痕迹，从而针对性地采取紧固措施或部件更换。

2.2 定子铁芯故障预防措施

严格监测制造过程，硅钢片冲压后认真去除边缘毛刺；叠压过程中，控制压装力度防止绝缘损坏，保证定子铁芯压装质量；机组大修时检查定位筋螺杆及穿心螺杆的螺母松动问题，利用铁芯温升和损耗试验检查定子铁芯故障或利用红外热像仪测量定子内膛铁芯表面温度分布查找故障点。

2.3 转子绕组故障预防措施

改善转子绕组通风结构，检查导体通风孔错位或堵塞问题；严格去除转子绕组铜线上的毛刺及金属颗粒、杂物等；改善绕组端部匝间绝缘工艺；改善运行中转子回路灭磁效果，防止出现危及转子绕组绝缘设备的过电压；大修时检查绕组绝缘老化问题；加强运行维护，避免转子绕组过热或在剧烈振动状态下长期连续运行；利用微分探测线圈法在线监测转子绕组是否存在匝间短路及严重程度；保证集电环与电刷滑动接触平稳，保证环表面光洁度并建立氧化碳素薄膜层。

2.4 负序电流烧损转子预防措施

配备负序保护装置，实时监测稳态负序电流，并加装报警设备；严格控制断路器制造质量，运行操作时认真检查断路器三相是否全部闭合或全部断开，并加装断路器失灵保护装置；当出现断路器三相不能同时断开或闭合时，对汽轮机的输出公路和发电机励磁电流进行减小，然后将负序电流降到最低，对灭磁开关卡涩问题要进行定期检查，对高质量的器件也要进行改进和更换，采取有效的措施对灭磁效果进行改善。

3 结束语

汽轮发电机是火力发电系统中比较核心的设备，在单机容量不断提高的情况，设备运行的可靠性以及安全性受到了关注，文章对汽轮发电机运行的主要故障进行了分析，并且针对不同的故障介绍了相应的解决措施，为以后火力发电系统的更好发展提供了保障。

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