電廠發電機常見故障原因分析及預防

朱廣華

（青海水利水電集團格爾木光伏發電有限公司，青海 格爾木 816000）

隨著電廠的快速發展，發電機作為電廠運行過程中的重要設備之一，其故障診斷技術也得到了快速的發展。隨著故障診斷水平的提高，在很大程度上為企業帶來了很好的效益，在這種情況下，人們更加的關注發電機的故障診斷技術。近年來，科學技術的快速發展，使故障診斷技術發生了較大的改變，對日常發電機運行過程中的發生的故障及故障原因都能進行準確的診斷，有效的保證了設備的使用壽命及正常運行，對電廠的穩定運行起到了積極的作用。

1 發電機損壞線圈故障原因分析

1.1 對于使用十年左右的發電機來講，極容易發生定子線圈絕緣擊穿和絕緣水平下降的故障。一旦線圈絕緣部位損壞或是擊穿，則會造成較為嚴重的損失。針對這種情況下所造成的燒毀進行維修時則需要較長的時間才能排除故障，使發電機恢復到正常的狀態，同時，維修時的費用也較高。

1.2 由于定子線圈的燒損嚴重，對相復勵的電機來說，嚴重的會燒毀電流互感器、電抗器、橋式整流器以及發電機轉子線圈繞組，使轉子線圈匝間短路及變形，振動增加。

1.3 當定子線圈的絕緣層受到破壞時，則會導致電壓擊穿或是接地燒毀事故的發生，這樣則會直接影響到發電機組的正常運行，所以對于絕緣層或是絕緣線圈，在平時要注意清潔，避免外部的塵土、碎渣等顆粒性的物質或是水和油等浸入絕緣層或是絕緣線圈中，同時還要注意在線圈拐彎處的浸漆是否涂抹的完整，這樣可以有效的避免定子線圈的絕緣層受到破壞，即使在電場集中時，也能承受較大的變應力，避免電壓擊穿和燒毀的事故發生。

1.4 發電機在長時間的運行中，要做好檢修和保養工作，電機的長時間的運轉會使軸承一直處于不斷的摩擦過程中，這樣就會產生一定的磨損，一旦磨損到一定程度時則會造成轉子掃膛，此種情況下定子就會長時間的處于高溫狀態，從而燒毀線圈，使發電機組無法正常工作。這也是造成線圈燒毀的另一個主要原因。

2 絕緣老化分析

發電機的線圈在長期使用過程中，會發生老化情況，發絕緣老化時，接地電阻、匝間絕緣電阻及相間絕緣電阻則無法達到相關規定的最低耐壓標準，這時處于正常運行的機組，則會發生電壓擊穿的情況。

2.1 運行年數久出現絕緣老化。目前我國大部分電廠由于建設的時間都較長，電廠內的機組運行的時間多數都在十年左右。由于這些發電機組在設計時的科學技術水平有限，機組上的各部件的材料無法與現在的材料相比，在長年累月的運行過程中，材料的揮發現象會導致絕緣層松散甚至老化，在這種情況下，一旦在強電場下，則會產生內游離與絕緣層脫離，只要在正常運行時則不會產生明顯的變化，但是如果機組運行異常時，則會導致絕緣擊穿事故的發生。

2.2 浸膠不良，絕緣脫殼，股線松散。當絕緣漆發生脫殼、股線松散進，則會導致電壓在起動時無法調上去，這種情況多數時候都會發生在一些使用年限較長的機組上，并且這種情況還要經過一段時間后才能恢復到正常的水平。當發生這種情況時，如是處于較強的電場中，那么導線和絕緣層則會在內游離的作用下脫離，當絕緣層與導線脫殼后，這時所產生的電磁力和機械力會處于相互摩擦狀態下，在這個過程中股線極易發生短路或是擊穿。另外在浸漆不透時，也會導致這種情況發生。

3 轉子線圈過熱燒損分析

在電廠的長期運行過程中，發電機長時間的處于高度運轉狀態，同時為了保證電力的正常供應，部分時間發電機還要處于超負荷的運行狀態下，這種情況時間一長，同會導致絕緣老化，從而引起短路、機組發生較大振動等。所以在發電機運行過程中，線圈的耐溫系數的提高對發電機的正常運行具有十分重要的意義。

4 定子線圈溫度分布的分析

4.1 首先分析槽內單層線圈的情況。最初假設線圈的全部橫斷面上的電流密度是一樣的。那么從槽底到槽口的磁密度應當是直線增大的。但是，渦流也產生自己的交變磁場，方向與原主電流建立的磁場相反，削弱原主電流建立漏磁場。從槽底到槽口的密度是逐步增大的，靠槽底的導線感應電動勢最小，靠槽口的感應電動勢最大。因此，渦流的電流密度沿槽高度分布是不均勻的，槽底導線的電流密度最小，槽口導線電流密度最大。

4.2 軸向溫度分布。發電機定子線圈槽部和端部的損傷是不同的，嚴格的說由于端部各部分的漏磁密度不等，部端各部分的損壞也是不同的，另一方面，沿軸向長度。每一小段的散熱情況是不一樣的，比如，槽部的徑向通風量不一定相等。端部有綁線沿線圈長度的風量分布就更加不均勻了。再加發電機底部線圈因受泥沙、油污的浸蝕，堵滿了槽口，因此沿外圓端部的散熱情況也是不同的。

5 發電機事故預防措施

5.1 嚴格控制發電機定子線圈的溫度，采用線圈中埋設測溫儀，在配電屏安裝溫度計，其觀察定子線圈的溫度不超過改造后的線圈耐溫值。

5.2 發電機定子線圈最熱點和局部銅溫的最高允許值提高，是受所用材料的耐溫性能的限制，所以選擇漆包線，絕緣材料，絕緣漆及絕緣套管等猶為重要。

結語

發電機作為電廠的核心設備，在電廠的運行中具有極其重要的作用。隨著科學技術的快速發展，電廠的發電機組也開始向大型化、自動化、智能化的方向發展，對這類高科技的發電機組的故障診斷更是提出了更高的要求。所以我們需要加快對發電機故障的產生機理的研究力度，做到提前預防及檢修，從而有效的避免或是減少故障的發生，保證電廠的穩定運行。

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[2]張朝陽.水利發電機組常見故障分析[J].電力科技，2008（4）.

[3]陳昌宏.日古利電站水輪發電機組診斷系統[J].水利建設，2007（12）.