發電廠同步發電機常見故障及解決措施

周泉

（廣東大唐國際潮州發電有限責任公司 廣東潮州 515723）

發電廠同步發電機常見故障及解決措施

周泉

（廣東大唐國際潮州發電有限責任公司 廣東潮州 515723）

發電廠同步發電機其作用就是把機械能轉換成為電能，為整個發電廠的關鍵設備。發電機能夠安全穩定運行對于企業的經濟效益以及長遠發展都有直接關系。本文首先介紹了同步發電機的工作原理，然后重點分析了同步發電機運行過程中經常出現的幾種故障，同時結合自身實踐經驗提出了具體解決措施，以期能夠對維護電廠發電機的安全穩定運行提供保障。

發電廠；同步發電機；故障處理

引言

發電機在運行過程中受到多方面外界因素的影響，在振動、電暈、發熱等多方面電磁力與機械力綜合作用下，再加上設計、制造、運行管理方面存在的缺陷，經常引起發電機溫度升高、發電機內部絕緣故障、發電機自動跳閘、發電機失去勵磁、發電機升不起電壓等故障問題，這些問題的存在嚴重威脅著同步發電機的正常運行[1]。

1 同步發電機工作原理

同步發電機其基本工作原理可以描述如下：將兩個滑環裝設于轉子勵磁繞組線圈兩端，且兩者相互絕緣，直流電通過壓在滑環上的電刷輸送至勵磁繞組，轉子勵磁繞組通電之后會產生磁場。在原動機帶動下轉子發生旋轉，在旋轉磁場中三相定子電樞繞組切割磁力線最終產生感應電勢，將負荷接到輸出端，發電機就能夠向負載進行供電[2]。從結構形式上可以將同步發電機分成兩種，分別為旋轉電樞式以及旋轉磁極式。旋轉電樞式電流必須要通過滑環電刷引出，只適合用在小容量同步電機當中，如果是中、大容量同步電機，由于電流大、電壓高，通過滑環、電刷引出非常困難，并不是非常可靠，所以常采取旋轉磁極式[3]。

2 同步發電機常見故障及對應的解決措施

2.1 線圈、鐵芯溫度過高

（1）故障原因。出現發電機溫度過高的原因主要有下面三類：①冷卻通風系統失效，比如在夏天的時候，氣候溫度過熱，冷卻空氣的溫度也非常高，或者空氣中夾雜著較多的灰塵，使得通風道濾塵器出現堵塞問題，亦或是灰塵聚積在電機本體內造成通風孔堵塞。上述這些問題都會使得冷卻效率明顯降低。對于封閉式通風發電機而言，因為空氣冷卻器銅管或者外皮結垢，同樣會造成冷卻器效率不高，使得入口空氣溫度升高；②發電機線圈在構造上不是非常完善，比如在發電機定子端部線圈存在焊接點位置，因為焊接質量偏低，使得焊接點位置的電阻比較大，造成過熱；③定子鐵芯過熱，造成定子鐵芯過熱的原因主要就是鐵芯短路形成渦流引起的。舊式發電機鐵芯間彼此為紙絕緣的，很容易就出現枯朽導致絕緣破壞，引起鐵芯短路最終導致嚴重過熱。在通風溝里的熱偶或者電阻埋入元件引出線接地引起渦流，使得鐵芯局部過熱。

（2）處理措施。在檢查時如果發現存在溫度過高問題，應該及時對空氣冷卻系統進行檢查。具體而言需要檢查冷卻空氣的溫度是否過高，風道檔板有沒有全打開，濾塵器存在堵塞問題與否。對于封閉式通風電機而言，還需要檢查空氣冷卻水出入口閥門有沒有全部打開，如果沒有全開應該即刻全部打開。經過上述檢車處理之后如果發電機線圈、轉子溫度或者鐵芯溫度還是過高，那么就需要適當降低發電機無功負荷，必須要確保發電機溫度降到許可值為止。

2.2 發電機內部絕緣故障

（1）故障原因。出現發電機內部絕緣故障的原因主要就是發電機線圈絕緣損壞或者是鐵芯短路造成的。故障情況通常是因為匝間短路或單相接地引起相間短路，導致繼電保護動作。引起接地故障的原因可以分為下面幾種：①過電壓引起。電網中發電機出現單相接地時，其它兩相的電壓會出現升高現象。出現A相弧光接地的時候如果發電機定子線圈B、C兩相之中存在其中一相絕緣不好，那么絕緣不好的一相就很有可能被過電壓擊穿，最終引起兩點接地故障；②對于直配線系統而言，如果防雷設施不到位，發電機同樣易遭到雷電波的襲擊，從而造成線圈絕緣被擊穿。如果長時間的鐵芯短路發熱或線圈溫度過高，最終的結果就是導致線圈絕緣劣化，也就是絕緣強度降低，這就使得絕緣被容易被擊穿；③在檢修過程中由于工作疏忽將工具零件丟在發電機內部，或者是在運行過程中轉子上面的零件被甩開，打到絕緣線圈上面，引起絕緣損壞；④定子線圈端部接頭如果出現焊接不良問題，那么在運行的過程中便會出現過熱問題，造成接頭開焊而導致絕緣被電弧燒壞。

（2）處理措施。出現該問題后值班人員應該將勵磁變阻器調至最大位置，同時把發電機斷路以及勵磁開關的遠方控制開關斷開，停止運行發電機，并實施認真仔細檢查，如果出現火災就應該按照發電機火災事故來進行處理。

2.3 發電機自動跳閘

（1）故障原因。引起電機自動跳閘的原因主要有下面幾種：①發電機本身內部故障，比如定子線圈接地或短路，轉子線圈兩點接地或者著火等；②發電機外部出現故障，比如母線出現短路；③值班人員出現了失誤操作；④斷路器機構或者保護裝置出現誤動作；⑤發電機內部出現絕緣故障，造成差動繼電器出現動作引起發電機跳閘；⑥過電流繼電器出現動作引起發電機跳閘。

（2）處理措施。出現上述問題后，值班人員應該對電壓、頻率進行調整，找到原因并及時消除之后，快速重新并列。如果沒有查明發電機跳閘原因，但是電力系統又要求這臺發電機加入運行時可以重新并列。在高峰負荷時間過去以后應該及時解列，再徹底查明跳閘原因，同時采取措施予以解決。需要說明的是，發電機并列之后如果仍然出息跳閘，或者在解列之后無法并列時，那么必須要仔細查找原因并予以解決。

2.4 發電機失去勵磁

（1）故障原因。發電機在運行過程中失去勵磁電流，造成轉子失去磁場，這種現象稱之為發電機“失磁”。之所以出現這種問題主要原因就是勵磁回路斷線。比如勵磁機電樞回路斷線、發電機轉子回路斷線、滅磁開關受到震動或者誤碰出現跳閘、勵磁機勵磁線圈斷線、勵磁變阻器接觸不好導致回路斷開等。

（2）處理措施。明確發電機已經失去勵磁后，必須立刻將發電機解列，同時將勵磁開關斷開，將勵磁電阻全部加入。對于某些發電機，如果可以無勵磁運行，在失去勵磁后可以不即刻解列，還能夠運行30min，在此時間范圍內，必須采取有效措施解決勵磁回路故障，在此時間范圍內如果無法解決問題，還是應該將發電機進行解列。就現階段的總體情況而言，我國小型電廠發電機通常都不允許無勵磁運行。

2.5 發電機升不起電壓

（1）故障原因。勵磁機主要利用剩磁來建立勵磁電壓，如果勵磁機失去剩勵之后便無法建立起勵磁電壓。即便是新裝設的發電機剩磁也是非常容易消失。

如圖1（a）所示為正確的勵磁回路接線圖，從圖中可以看出，勵磁機電樞正極S1與勵磁線圈LLQ的正極F1進行連接，負極H2通過勵磁變阻器FZ與LLQ的負極F2進行連接。在正確接線的情況下，在機器停止運行之后其剩磁方向和勵磁電流（即從F1流向F2點）方向正好能夠相對應。在解體檢修勵磁機的時候如果出現接線錯誤，將勵磁線圈正負極接反，如圖1（b）所示，那么在運行的時候，勵磁機勵磁線圈LLQ中流過的電流引起的磁場和鐵芯原有剩磁方向正好相反，使得剩磁被嚴重削弱甚至徹底消失，引起無法建立電壓。

圖1 勵磁機勵磁線圈接線圖

（2）處理措施。認真仔細檢查勵磁回路是否存在斷線問題，電刷位置正確與否，電刷接觸情況如何。檢查結果如果一切正常，但是勵磁電壓表還是無法正常顯示，說明勵磁線圈方向接錯，應該將勵磁線圈的正負極性進行對換。勵磁電壓表如果根本沒有指示，應該在勵磁機勵磁線圈上加上直流電源進行充磁，通常為蓄電池。進行充磁時直流電源正負兩極應該與勵磁線圈正負一一對應，如圖2所示，在此過程中應該將勵磁開關斷開，將勵磁電阻調到最大，避免出現高電壓。

圖2 勵磁機外加直流電源充磁接線圖

3 結束語

綜上所述，本文主要針對發電廠同步發電機在運行過程中經常出現的故障問題進行了分析，同時結合筆者自身實踐經驗提出了有針對性的解決措施。希望本文的寫作能夠有效處理電廠運行中出現的障礙，進一步提升發電機運行中維護水平，保障電廠的安全、穩定運行。

[1]趙永城.西門子IFC6無刷三相同步發電機常見故障及處理方法[J].煤炭技術，2016，32（05）：44～46.

[2]謝淑波.同步發電機運行中常見故障分析[J].煤炭技術，2015，21（11）：13～16.

[3]王天舒.淺談同步發電機常見故障及對策[J].電氣開關，2015，43（2）：25～27.

TM31

A

1004-7344（2016）25-0069-02

2016-8-18

周泉（1986-），男，本科，主要從事集控運行工作。