汽輪發電機運行故障診斷與預防

王宏生

摘 要：近年來，我國經濟發展過程中出現了能源供應緊張的問題，為了更好的解決能源供應問題，對發電的方式要進行不斷的發展。現在，我國電能的主要發電方式還是火力發電，在火力發電中，汽輪發電機是主要的部件，其運行可靠性對火力發電系統具有很大的影響，主要對電力系統的穩定性以及高效性進行影響，同時，對用戶用電的安全性以及經濟性也產生了一定的影響。文章對汽輪發電機運行過程中出現的故障類型進行了總結，同時針對不同的故障類型提出了解決的措施，對保障火力發電系統的安全性以及經濟性有很大作用。

關鍵詞：汽輪發電機；故障診斷；故障預防

引言

在我國，燃煤火電仍然是主要的發電方式，雖然，近年來發電方式有了很大的改變，在大容量、高參數火電機組相繼投產運行以后，我國的火力發電進入到了新的發展階段。在火力發電中，汽輪發電機是重要的組成部分，也是火力發電廠能夠正常運行的重要設備。一直以來，火力發電系統的正常發展都受到了汽輪發電機的故障以及事故嚴重影響，在大容量汽輪發電機并網運行以后，系統的安全運行、檢修維護以及運行監測方面都出現了很多的問題。火力發電廠在運行以后出現了設備損壞而導致大面積停電的情況，導致國民經濟發展受到了很大的損失，電網運行安全也受到了威脅。為了能夠對出現的問題進行解決，要對先進的經驗技術進行吸收，同時，對電機的結構也要進行不斷的完善，在日常維護方面以及維護方面都要保證發電系統的安全性以及可靠性，同時，對經濟性也要進行重視。

1 汽輪發電機運行故障診斷

汽輪發電機發生故障的部位通常比較多，同時導致其出現的原因也非常多樣，汽輪發電機的故障類型種類比較多，而且具有多發性以及嚴重性的特點，因此，文章對汽輪發電機的運行故障進行了分析，希望能夠找到更好的解決方法。

1.1 定子繞組故障

在我國，大型汽輪發電機的冷卻方式上通常都是采用“水-氫-氫”的方式，分別是對定子繞組水內冷、轉子繞組氫內冷以及定子鐵芯氫冷。汽輪發電機的設計以及制造工藝方面存在著很大的差別，在工序控制、生產流程以及檢驗維修質量管理方面都存在著很大的差別，因此，發電機在運行過程中經常會受到機械應力以及熱應力等原因的影響，導致定子繞組接地以及短路故障出現。

定子繞組故障經常會發生在繞組端部位置，可以分為以下幾種形式：定子線棒以及引線的銅導線斷裂；在焊接過程中因為焊接工藝不良導致的接頭損壞問題；定子在冷卻水回路方面出現堵塞問題；端部緊固件出現磨損問題；定子繞組出現漏水問題；定子繞組的絕緣方面出現故障。

1.2 定子鐵芯故障

汽輪發電機在使用過程中，受制造以及裝配工藝影響，硅鋼片在厚度以及表層絕緣厚度方面會出現很大的偏差，同時，在兩端壓指的高度方面也會出現偏差，這樣電機在長期處于交變電磁力作用下會導致定子鐵芯疊片在局部或者是整體上出現松弛的故障，在情況比較嚴重的情況下，會導致定子繞組出現故障，對發電機的運行安全將會產生很大的影響。

1.3 轉子繞組故障

轉子繞組故障通常包含以下幾個方面，分別是對地絕緣故障、匝間短路故障、熱變形以及集電環-電刷裝置出現燒損問題。轉子繞組故障在發生時通常是由于以下原因導致的：轉子繞組在使用過程中出現了過熱的情況，導致絕緣出現了破壞的情況；或者是冷卻器出現了漏水問題；轉子繞組在運行過程中出現導電粉塵或者是金屬異物進入其中；轉子繞組在制造過程中出現制造工藝比較粗糙的情況，也會導致局部缺陷出現；轉子在運行過程中出現應力過大的情況也會導致絕緣出現破壞的情況。

汽輪發電機的繞組在運行過程中承受著熱膨脹以及機械力的作用，會導致塑性變形的出現，在出現這種情況下，轉子繞組的槽部或者是頂端會出現絕緣損壞的情況，進而導致匝間短路或者是接地故障出現，在比較嚴重的情況下會出現繞組斷裂的情況。

1.4 負序電流燒損轉子

一般情況下，汽輪發電機在運行過程中一般都是處于三相負荷對稱的狀態下，因此，在電力系統或者是發電機出現不對稱的情況下，會導致汽輪發電機出現不運行的情況，發電機出現不對稱的情況，會導致定子繞組中出現負序、零序、電流以及電壓情況，負序電流會導致反向旋轉磁場的出現，進而導致二倍頻電流出現，對銅耗和鐵耗都會產生一定的影響，導致發電機的運行效率出現過低的情況，同時，轉子也會出現過熱的情況，在情況比較嚴重時會導致轉子出現燒毀的情況。

2 汽輪發電機運行故障預防

2.1 定子繞組故障預防措施

改善定子繞組線棒膠化與成型工藝，加強端部漸開線及鼻部的切向和徑向固定；線棒接頭焊接完并檢驗合格后，應對導線整形處理，并使接頭光滑過渡；采用熱水流試驗或超聲波流量計檢測定子水路有無堵塞現象，嚴格控制內冷水質符合運行要求，并確保水冷系統檢溫計指示準確；定期檢修過程中，檢查定子端部線圈及緊固件的緊固和磨損情況，有無松動及絕緣磨損痕跡，從而針對性地采取緊固措施或部件更換。

2.2 定子鐵芯故障預防措施

嚴格監測制造過程，硅鋼片沖壓后認真去除邊緣毛刺；疊壓過程中，控制壓裝力度防止絕緣損壞，保證定子鐵芯壓裝質量；機組大修時檢查定位筋螺桿及穿心螺桿的螺母松動問題，利用鐵芯溫升和損耗試驗檢查定子鐵芯故障或利用紅外熱像儀測量定子內膛鐵芯表面溫度分布查找故障點。

2.3 轉子繞組故障預防措施

改善轉子繞組通風結構，檢查導體通風孔錯位或堵塞問題；嚴格去除轉子繞組銅線上的毛刺及金屬顆粒、雜物等；改善繞組端部匝間絕緣工藝；改善運行中轉子回路滅磁效果，防止出現危及轉子繞組絕緣設備的過電壓；大修時檢查繞組絕緣老化問題；加強運行維護，避免轉子繞組過熱或在劇烈振動狀態下長期連續運行；利用微分探測線圈法在線監測轉子繞組是否存在匝間短路及嚴重程度；保證集電環與電刷滑動接觸平穩，保證環表面光潔度并建立氧化碳素薄膜層。

2.4 負序電流燒損轉子預防措施

配備負序保護裝置，實時監測穩態負序電流，并加裝報警設備；嚴格控制斷路器制造質量，運行操作時認真檢查斷路器三相是否全部閉合或全部斷開，并加裝斷路器失靈保護裝置；當出現斷路器三相不能同時斷開或閉合時，對汽輪機的輸出公路和發電機勵磁電流進行減小，然后將負序電流降到最低，對滅磁開關卡澀問題要進行定期檢查，對高質量的器件也要進行改進和更換，采取有效的措施對滅磁效果進行改善。

3 結束語

汽輪發電機是火力發電系統中比較核心的設備，在單機容量不斷提高的情況，設備運行的可靠性以及安全性受到了關注，文章對汽輪發電機運行的主要故障進行了分析，并且針對不同的故障介紹了相應的解決措施，為以后火力發電系統的更好發展提供了保障。

參考文獻

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