水电站发电机定子常见故障与维护

黄君婷

摘 要：近年来水利发电工作得到高速发展，然而在实际建设与发展中，尚且存在一定的问题，对水电站发展产生一定的制约。其中水电站发电机定子故障尤为突出。为此，本文将着重针对水电站发电机定子常见故障进行分析，并制定出相应的维护策略。

关键词：水电站发电机；定子故障；维护策略

从水电站发电机定子的运行情况来看，绕组短路故障、铁芯扫膛故障、接地等，均是水电站发电机定子的常见故障，严重影响到水电站发电机组的正常运行。

一、水电站发电机定子常见故障

（一）绕组短路故障

水电站发电机组主要由两部分组成，即固定部分与转动部分。其中，固定部分称为“定子”，转动部分称为“转子”，其中定子出现绕组短路现象，会导致水电站维护工作与运行工作无法顺利开展，若不及时对其进行处理，将会对电网造成严重的冲击，为电力行业带来较大的经济损失。根据定子绕组绕制形式以及定子绕组的嵌装布线方式可将定子绕组分为“分布式定子绕组”和“集中式定子绕组”。其中，“集中式绕组”的线圈绕制形式和嵌装方式十分简单，但工作效率和运行性能相对较低。因此，“分布式绕组”是发电机组中应用最为广泛的一种形式。受机组类型、线圈嵌绕工艺等因素的影响，发电机绕组技术参数有所不同，增加定子的维护难度。定子绕组作为发电机的主要部件，当定子绕组绝缘超过其耐热能级和介电强度后将会出现异常，即定子绕组烧损，引发绕组短路。

电腐蚀是发电机组定子中常见的一种问题，也是导致定子绕组短路的原因之一。电腐蚀是指发电机槽内，定子线棒表面和槽壁之间，由于失去电接触而产生高能电容性放电。这种高能量的电容性放电所产生的加速电子，对定子线棒表面产生热和机械的作用，同时，放电使空气电离而产生臭氧及氮的化合物，这些化合物与气隙内的水分发生化学作用，因而引起线棒的表面防晕层、主绝缘、槽楔和垫条出现烧损和腐蚀的现象，轻则变色，重则防晕层变酥，主绝缘出现麻坑。

（二）铁芯扫膛故障

相关调查研究显示，运行人员经验不足，运行过程中维护较少，导致轴瓦出现松动，轴瓦间隙达到一定程度后造成转子扫膛，引起振动，铁芯部分区域出现磨损现象，影响到水电站发电机组的正常运行。

（三）定子接地故障

定子接地故障也是发电机定子的一种常见问题，主要表现为励磁停滞、回路跳闸等现象。当定子出现接地故障，导致空气冷却器出现问题、三相电压值发生变化。

二、水电站发电机定子故障处理

（一）绕组短路故障处理

针对定子绕组短路问题，需要加强对定子绕组的全面检查工作，确保定子绕组的完好性；不断完善各项试验项目，提高对发电机预防性试验的重视；优化绕组施工工艺，增强定子绕组绝缘性能。

其一，通过利用机组A级检修期间，对发电机定子绕组实施全面检查，确保发电机定子铁芯的完好性。首先，应对铁芯槽进行检查，保证铁芯槽没有出现松动现象，若铁芯槽出现松动现象应及时对其进行压紧处理，应先把铁粉吹干净，用压缩空气吹扫，并在生锈处涂上一层防锈漆。然后在松动硅钢片间塞进钢纸，钢纸两面涂漆，使其粘住或打入胶木制的楔子与邻近的硅钢片折弯处理。

其二，应全面落实发电机定子绕组短路的预防工作，不断完善发电机预防性试验工作。为防止定子绕组和端箍之间因绝缘性能降低而发生短路现象，应对端箍与接地点之间进行连接，了解定子绕组和端箍之间的绝缘情况，针对定子绕组和端箍之间存在的绝缘薄弱点进行提前处理，防止定子绕组在后期使用过程中出现问题。

其三，对定子绕组施工工艺进行革新，提高定子绕组绝缘性能。首先应落实对定子绕组的检查工作。对定子绕组顶端绝缘部位进行全面检查。绝缘包扎部位出现包扎不到位、引出线根部距离太小等，均会引起放电腐蚀现象。为此，技术人员应对放电腐蚀出现碳黑现象的部位进行着重标记。其次，应对绕组实施清理工作。根据国标对线圈绝缘性能的各项要求，对绕组炭黑部分进行着重处理，清除绕组表面的炭黑物质，并将拆除部位两边绝缘体削成坡口，利用酒精对其进行擦洗，确保炭黑物质能够完全清除。值得注意的是，刮除、清理绕组炭黑部位时，应确保不会对绕组造成任何的伤害，仅是对绕组表面进行处理。利用2500V摇表对绕组炭黑部位、同相绕组进行绝缘性能检查，确保绕组炭黑部位、同相绕组的绝缘值能够保持在一个相对稳定的数值。若检查过程中，摇表指针出现晃动现象，说面炭黑部位没有清理干净，需对炭黑部位进行进一步清理，直到摇表指针不再晃动为止。

（二）铁芯扫膛故障处理

首先，应利用砂纸对定子扫膛部位进行打磨处理，使扫膛部位干净、整洁，没有任何的毛刺；然后，利用刀片状的专用工具挑开定子铁芯硅钢片的缝隙，利用碘钨灯照射铁芯挑开部位，对铁芯挑开部位进行加热处理。其中，利用砂纸对定子扫膛部位进行打磨时，应根据扫膛部位的具体情况，选择与之相匹配的砂纸类型；对定子进行加热处理时，应控制好加热温度，当定子表面温度超过50摄氏度后，应对加热位置实施绝缘处理，将绝缘漆均匀涂抹到加热表面，使绝缘漆能够逐渐渗透到硅钢片缝隙内部，待绝缘漆完全渗透到硅钢片缝隙内部，方可停止加热工作。利用自然风干的方式对定子的处理部位实施风干处理。

（三）定子接地故障处理

当发电机定子出现接地故障时，首先应对继电保护装置的运行状态进行确认，例如发电机定子电流、电压值、波形等；然后先进行二次系统排查工作，无法排查时再利用高压试验对其实施一次系统检查，准确查找接地点，及时观察理论电压和实际压变情况；其三，系统运行前，全面做好各项准备工作，确保系统能够顺利运行，最大程度上缩小系统实际数据与设备出厂数据之间的误差，提高数据的精确度；其四，提高对投入运行前设备准备工作的重视，尤其要对空气冷却器和定子冷却水系统进行著重检查，规范操作流程，避免意外事故的发生。

总结：

综上所述，水电站作为现代化社会发展的重要工程，为确保水电站能够正常运行，需要提高对发电机定子的重视，全面落实对发电机定子的检查工作，针对发电机定子存在的绕组短路故障、铁芯扫膛故障、定子接地故障进行研究，落实各项预防措施，当定子出现故障时，根据故障的具体情况实施与之相匹配的解决措施，使发电机能够在较短的时间内恢复正常，最大程度上降低发电机定子故障对水电站的影响。

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