電廠發電機常見故障原因分析及預防措施

靳西偉

（北京京西燃氣熱電有限公司，北京 100041）

電廠發電機常見故障原因分析及預防措施

靳西偉

（北京京西燃氣熱電有限公司，北京 100041）

電廠發電機是電廠發電過程中十分重要的機械設備，在運行過程中經常出現故障，在影響用電戶正常供電的同時，還會對電力系統安全運行、電力企業經濟效益提升造成嚴重影響。因此，需要對發電機的故障進行分析，并及時采取預防措施，防止故障發生。本文主要結合實際情況，就電廠發電機常見故障原因進行分析，并提出了預防措施。

電廠發電機；故障原因；預防分析

隨著電力事業不斷發展，發電機作為電廠發電過程中十分重要的設備之一，其故障診斷技術也得到了全面快速的發展，但依然存在很多不足。在電廠發電機組運行過程中，經常會出現這樣或者那樣的故障，故障種類繁雜。對電廠發電機組運行過程中故障需要找出故障發生原因，保證電廠發電機組安全運行，確保電力系統安全穩定生產。

1 發電機分類

電廠發電機種類繁多，不同類型的發電機承擔不同的發電任務，從而保證了整個電廠的高效運轉，提供高質量電能。發電機類型一般分為拖動型、供水型、軸承型、通風型和勵磁型等幾種。

首先，拖動型。主要利用汽輪機作為動力供給直接推動汽輪發電機運行。

其次，供水型。采用供水的形式對發電機進行冷卻，實現以水的勢能作為驅動力帶動載體運行。在整個設備運行過程中，冷卻水會經過獨立的循環系統運作，發電機冷卻水循環系統和發電系統是雙向結構，也就是利用水資源作為發電機系統的能量供給。

再次，軸承型。是基于汽輪發電機的基礎上，利用坐式軸承進行驅動，或者使用端蓋軸承驅動。

第四，通風型。設備采用封閉式循環系統構造的通風窗口，通過使用氣體冷卻器將由獨立入口進入的空氣或氫氣進行瞬間冷卻，整個過程在封閉的循環系統中進行，由于電機完全絕緣，所以保證了發電機的絕緣性能。

最后，勵磁型。在設備內部勵磁電流由同一個軸承驅動的勵磁設備供給，從而保證整個發電機內部勵磁電流持續供給。

2 電廠發電機常見故障分析

2.1 線圈出現故障

電廠發電線圈是設備十分重要的零部件，也是機組在發電過程中應用最為頻繁的一種零部件。線圈故障是電廠發電機常見故障，故障類型主要包含線圈因為使用時間過久而出現老化，轉子線圈經過多次摩擦之后存在嚴重磨損，定子線圈在持續運行過程中不間斷的運轉導致線圈溫度較高所致故障。

2.2 電廠發電機電氣故障

隨著電廠發電機內部結構越來越復雜，電氣設備中的空隙越來越小。在現代化、自動化、科技化和智能化技術推動之下，電氣設備一旦出現故障，就會對電廠發電機穩定運行造成嚴重影響，嚴重的還會導致電廠發電機整體運轉失靈。另外，電氣設備故障檢查的難度越來越大，給電力維修人員日常檢修工作帶來了巨大的挑戰。通常情況電廠發電機電氣設備出現的故障主要包含以下幾個方面：有線套管溫度過高，超過了其能夠承擔的最高溫度，發電機內部動力軸發生磁化反應。轉子發生電流連接失準或者在連接過程中存在故障以及勵磁回路發生偏移故障等情況。

2.3 液壓系統出現故障

在火力發電廠中發電機一般使用大型汽輪機組作為發電系統的重要工具，其已經得到了廣泛的應用。液壓系統是大型汽輪機十分重要的系統，在汽輪機組運行過程中，內部液壓系統經常會出現這樣或者那樣的問題，導致大型汽輪機組的功能難以發揮出來，部分故障還會導致整個汽輪機組運行故障的出現，從而影響到整個電力系統運行的穩定性。常見的液壓系統故障主要有汽輪機控制系統零部件發生磨損而出現液壓故障，或者在汽輪機高壓狀態下控制油出現泄漏而引發液壓系統出現故障。

3 電廠發電機常見故障原因分析

3.1 線圈故障原因分析

電廠發電機線圈故障種類很多，結合不同線圈故障情況可以對故障原因進行如下分析：首先，轉子線圈發生磨損。電廠發電機正常運行發電過程中，發電機通常都是高速運轉的，其負荷十分高，因此，在轉子高速運行過程中，對轉子的磨損是十分嚴重的，這就會導致轉子線圈出現嚴重的磨損，加速絕緣層老化，嚴重的還會導致線圈出現短路等故障，影響電力系統正常發電，導致大面積停電事故發生；其次，定子線圈發生磨損。電廠發電機內部定子和轉子之間存在摩擦，定子的磨損程度和轉子的運行轉速成正比關系，轉子速度越快，定子磨損程度越嚴重，絕緣層受到的破壞也就越嚴重，電壓擊穿定子的幾率也就越大。

3.2 電氣設備故障原因分析

引發電氣設備出現故障的原因有很多種，這就為電氣故障診斷和預防帶來了巨大的挑戰。在電廠發電機運行過程中，線套管的溫度升高，發電機無功負荷太高，發電機底部漏磁量就會顯著增加，進而通過磁感應生成次電流，導致線套管溫度不斷升高。我們在實際檢修過程中經常會發現汽輪機組常常會出現定子鐵芯端部過熱現象，出現這種故障主要是因為鐵芯端部存在很強的漏磁通，導致在鐵芯端部產生渦流，造成局部過熱現象。此外，在發電機組內部也存在磁場，磁場會產生渦流并能夠消耗和產生更多的熱量，從而引起線套管溫度升高。

3.3 液壓系統故障分析

首先，電廠發電機內部零部件出現老化會導致控制電纜出現老化現象。此外，線路接頭松動等問題也會進一步對機組的正常運行造成嚴重影響。由于發電機電壓不足，導致液壓系統運行出現紊亂。導致電壓過低的主要原因就是原動機轉速過低，勵磁回路的電阻增加，或者是定子繞組和勵磁繞組中存在短路或者接地故障；其次，密封元件腐蝕嚴重。通常情況下，液壓系統密封元件都是由耐高溫和耐腐蝕的橡膠元件組成的。但是常常因為密封元件的質量問題而導致密封失敗等現象，這也是高壓控油問題的主要因素。

4 電廠發電機常見故障的預防措施分析

4.1 線圈故障預防措施

為了更好預防線圈出現故障，就要求對線圈進行定期檢查和更換，保證線圈運行的穩定和安全。為了更好避免線圈故障的發生，電廠應該在最開始選擇線圈時就應該嚴格控制線圈質量，確保其能夠承受相應的電壓和電流負載能力，同時還要保證線圈絕緣層達到相應標準。電力檢修人員應該對線圈進行定期檢查和維護，查看線圈絕緣層是否完好，是否符合標準，能否承擔電機超負荷運行。避免轉子線圈和定子線圈之間的斷裂，用短路電流法對定子和轉子線圈進行干燥處理，定期清除線圈外部的灰塵，必要時將設備拆卸清理內部灰塵。同時，要改變磁場變阻器的的電阻，提高勵磁電流的強度，經常檢查發電機組是否存在斷線或者錯接的現象。

4.2 電氣故障預防措施

在電氣設備正式投入使用后，應該保證有完善的操作流程。可以使用勵磁系統對電廠發電機的電氣設備進行維護管理。利用勵磁系統對電氣設備進行維護能夠保證電機端口電壓維持在一個合理的范圍之內，當系統中電壓負荷發生變化之后，通過對磁場進行調整能夠保證電機電壓標準，從而更加合理的對功能和勢能進行分配。因此，使用勵磁系統能夠保證電機運行過程中的動態和靜態平衡。針對定子鐵芯過熱的問題，可以增大鐵芯端部的磁阻，減少漏磁通，設法降低溫度，同時還要強調電氣設備設計圖紙的重要性，保證施工能夠嚴格按照圖紙進行，確保電氣設備所使用的材料經過嚴格挑選，在保證材料質量前提下才能考慮材料價格。

4.3 液壓系統故障預防措施

在液壓控制系統故障檢修過程中，使用模糊控制和線性最優控制技術是保證維護精確性的一種重要技術手段，其能夠很好的改善發電系統的發電質量和工作效率，從而保證調度工作能夠順利進行下去。當前所使用的線性最優控制系統發展十分迅速，對實現電廠發電機控制自動化和數字化具有很好的促進作用，能夠加大勵磁電流，定期檢查系統是否存在障礙，發現問題及時解決。

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