水電站發電機定子常見故障與維護

黃君婷

摘 要：近年來水利發電工作得到高速發展，然而在實際建設與發展中，尚且存在一定的問題，對水電站發展產生一定的制約。其中水電站發電機定子故障尤為突出。為此，本文將著重針對水電站發電機定子常見故障進行分析，并制定出相應的維護策略。

關鍵詞：水電站發電機；定子故障；維護策略

從水電站發電機定子的運行情況來看，繞組短路故障、鐵芯掃膛故障、接地等，均是水電站發電機定子的常見故障，嚴重影響到水電站發電機組的正常運行。

一、水電站發電機定子常見故障

（一）繞組短路故障

水電站發電機組主要由兩部分組成，即固定部分與轉動部分。其中，固定部分稱為“定子”，轉動部分稱為“轉子”，其中定子出現繞組短路現象，會導致水電站維護工作與運行工作無法順利開展，若不及時對其進行處理，將會對電網造成嚴重的沖擊，為電力行業帶來較大的經濟損失。根據定子繞組繞制形式以及定子繞組的嵌裝布線方式可將定子繞組分為“分布式定子繞組”和“集中式定子繞組”。其中，“集中式繞組”的線圈繞制形式和嵌裝方式十分簡單，但工作效率和運行性能相對較低。因此，“分布式繞組”是發電機組中應用最為廣泛的一種形式。受機組類型、線圈嵌繞工藝等因素的影響，發電機繞組技術參數有所不同，增加定子的維護難度。定子繞組作為發電機的主要部件，當定子繞組絕緣超過其耐熱能級和介電強度后將會出現異常，即定子繞組燒損，引發繞組短路。

電腐蝕是發電機組定子中常見的一種問題，也是導致定子繞組短路的原因之一。電腐蝕是指發電機槽內，定子線棒表面和槽壁之間，由于失去電接觸而產生高能電容性放電。這種高能量的電容性放電所產生的加速電子，對定子線棒表面產生熱和機械的作用，同時，放電使空氣電離而產生臭氧及氮的化合物，這些化合物與氣隙內的水分發生化學作用，因而引起線棒的表面防暈層、主絕緣、槽楔和墊條出現燒損和腐蝕的現象，輕則變色，重則防暈層變酥，主絕緣出現麻坑。

（二）鐵芯掃膛故障

相關調查研究顯示，運行人員經驗不足，運行過程中維護較少，導致軸瓦出現松動，軸瓦間隙達到一定程度后造成轉子掃膛，引起振動，鐵芯部分區域出現磨損現象，影響到水電站發電機組的正常運行。

（三）定子接地故障

定子接地故障也是發電機定子的一種常見問題，主要表現為勵磁停滯、回路跳閘等現象。當定子出現接地故障，導致空氣冷卻器出現問題、三相電壓值發生變化。

二、水電站發電機定子故障處理

（一）繞組短路故障處理

針對定子繞組短路問題，需要加強對定子繞組的全面檢查工作，確保定子繞組的完好性；不斷完善各項試驗項目，提高對發電機預防性試驗的重視；優化繞組施工工藝，增強定子繞組絕緣性能。

其一，通過利用機組A級檢修期間，對發電機定子繞組實施全面檢查，確保發電機定子鐵芯的完好性。首先，應對鐵芯槽進行檢查，保證鐵芯槽沒有出現松動現象，若鐵芯槽出現松動現象應及時對其進行壓緊處理，應先把鐵粉吹干凈，用壓縮空氣吹掃，并在生銹處涂上一層防銹漆。然后在松動硅鋼片間塞進鋼紙，鋼紙兩面涂漆，使其粘住或打入膠木制的楔子與鄰近的硅鋼片折彎處理。

其二，應全面落實發電機定子繞組短路的預防工作，不斷完善發電機預防性試驗工作。為防止定子繞組和端箍之間因絕緣性能降低而發生短路現象，應對端箍與接地點之間進行連接，了解定子繞組和端箍之間的絕緣情況，針對定子繞組和端箍之間存在的絕緣薄弱點進行提前處理，防止定子繞組在后期使用過程中出現問題。

其三，對定子繞組施工工藝進行革新，提高定子繞組絕緣性能。首先應落實對定子繞組的檢查工作。對定子繞組頂端絕緣部位進行全面檢查。絕緣包扎部位出現包扎不到位、引出線根部距離太小等，均會引起放電腐蝕現象。為此，技術人員應對放電腐蝕出現碳黑現象的部位進行著重標記。其次，應對繞組實施清理工作。根據國標對線圈絕緣性能的各項要求，對繞組炭黑部分進行著重處理，清除繞組表面的炭黑物質，并將拆除部位兩邊絕緣體削成坡口，利用酒精對其進行擦洗，確保炭黑物質能夠完全清除。值得注意的是，刮除、清理繞組炭黑部位時，應確保不會對繞組造成任何的傷害，僅是對繞組表面進行處理。利用2500V搖表對繞組炭黑部位、同相繞組進行絕緣性能檢查，確保繞組炭黑部位、同相繞組的絕緣值能夠保持在一個相對穩定的數值。若檢查過程中，搖表指針出現晃動現象，說面炭黑部位沒有清理干凈，需對炭黑部位進行進一步清理，直到搖表指針不再晃動為止。

（二）鐵芯掃膛故障處理

首先，應利用砂紙對定子掃膛部位進行打磨處理，使掃膛部位干凈、整潔，沒有任何的毛刺；然后，利用刀片狀的專用工具挑開定子鐵芯硅鋼片的縫隙，利用碘鎢燈照射鐵芯挑開部位，對鐵芯挑開部位進行加熱處理。其中，利用砂紙對定子掃膛部位進行打磨時，應根據掃膛部位的具體情況，選擇與之相匹配的砂紙類型；對定子進行加熱處理時，應控制好加熱溫度，當定子表面溫度超過50攝氏度后，應對加熱位置實施絕緣處理，將絕緣漆均勻涂抹到加熱表面，使絕緣漆能夠逐漸滲透到硅鋼片縫隙內部，待絕緣漆完全滲透到硅鋼片縫隙內部，方可停止加熱工作。利用自然風干的方式對定子的處理部位實施風干處理。

（三）定子接地故障處理

當發電機定子出現接地故障時，首先應對繼電保護裝置的運行狀態進行確認，例如發電機定子電流、電壓值、波形等；然后先進行二次系統排查工作，無法排查時再利用高壓試驗對其實施一次系統檢查，準確查找接地點，及時觀察理論電壓和實際壓變情況；其三，系統運行前，全面做好各項準備工作，確保系統能夠順利運行，最大程度上縮小系統實際數據與設備出廠數據之間的誤差，提高數據的精確度；其四，提高對投入運行前設備準備工作的重視，尤其要對空氣冷卻器和定子冷卻水系統進行著重檢查，規范操作流程，避免意外事故的發生。

總結：

綜上所述，水電站作為現代化社會發展的重要工程，為確保水電站能夠正常運行，需要提高對發電機定子的重視，全面落實對發電機定子的檢查工作，針對發電機定子存在的繞組短路故障、鐵芯掃膛故障、定子接地故障進行研究，落實各項預防措施，當定子出現故障時，根據故障的具體情況實施與之相匹配的解決措施，使發電機能夠在較短的時間內恢復正常，最大程度上降低發電機定子故障對水電站的影響。

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