摘要：灯泡贯流式机组的发电机组安装在密封的、外形酷似灯泡的壳体中，水轮机安装在灯泡的插口处，因此称这种机组为灯泡贯流式机组。这种机组发电机主轴与水轮机转轮水平连接。水流基本上轴向通过流道，轴对称流过转轮叶片，然后流出直锥形尾水管。机组的轴系支承结构、导轴承、推力轴承都布置在灯泡体内。由于灯泡贯流式机组适用水头范围广，效率高，较其他类型贯流式机组有突出的优点，因而在国内外得到广泛应用。故本文从灯泡贯流式机组的相关基本特点入手，对其一些常见的故障、故障的形成原因以及相关的防治措施进行具体的分析。
关键词：灯泡贯流式机组；常见故障；防治措施
1灯泡贯流式机组的基本特点
贯流式水轮发电机组属于一种能够有效开发并有效利用低水头、大流量的水力资源与潮汐能源的良好畸形，由于其转轮的效果较高、过流量也比较大、发电机的尺寸较小，加之电站土建的开挖工程量小、建设的周期较短，所需花费的总体投资较少等特点，使其被广泛的应用于在20m或以下的水头段区大大中型水电站，几乎完全取代了传统轴轮式机组，效果比较明显。由于水头较低，加之为了有效改善水流条件并提高机组运行的效率，故灯泡式水轮发电机的定子直径与转子的磁极空间普遍都较小，且转速较低，定子铁心相对也较长，而这些特点都导致灯泡贯流式机组存在着以下几个先天性的缺点：1）散热条件比较差，从而导致机组运行的温度普遍较高；2）转动惯量比较小，降低了系统动态的稳定性，而转子的过渡摆动也使得阻尼条产生较大的电力并承受较大的机械力，从而极易发生阻尼条过热或是断裂的情况；3）同一般的水轮发电机相比，其气隙较小，以产生较大单边磁拉力，严重时甚至出现转子扫膛故障；4）因转子的磁空间较小，使得励磁安匝数受到一定的限制，这样一来就只能少带无功功率，从而使得机组调相运行起来比较困难。
2灯泡贯流式机组常见的故障与措施
2.1定子铁心出现位移或松动故障
定子铁心出现位移或松动属于灯泡贯流式机组比较常见且较严重的一种故障，而且各个生产厂家电机在铁心松动部位与形式也会有所不同。如某水电厂的发电机，其定子铁心则普遍出现压指变形与压指下铁心的叠片出现松动的情况，而且铁心分瓣组合接缝处的叠片外圆侧也极容易出现波浪形的变形。一般情况下，定子铁心出现位移或是松动现象极容易切割或是磨损线棒使其绝缘，从而使其在运行或是试验中极易被击穿，最终导致机组在运行时产生较大的电磁噪音。而机组出现定子铁心松动的原因主要有一个几个：1）运行的温度太高。机组在运行时若温度太高，就会使定子铁心变形超出既定范围，进而使其出现翘曲变形现象；2）铁心的压指刚度不够。定子铁心齿部压紧一般是依靠其端部的压指实现的，若压指刚度不够，一档温度上升，就会将压指顶弯并使其出现永久性的变形，最终造成齿部因压力不足而出现松动。
因此，针对这种故障，必须定期检查定子铁心的端部叠片是否出现了位移，而铁性的表面是否出现了黄色铁锈粉，其齿部是否出现的松动、变色、变形以及断裂等迹象，并检查齿压板压指是否出现了松动与变形，而压指同铁心断片间手否出现了空隙，若在机组运行中发现机组出现异常振动情况并发出较大噪声，就需及时查明其原因，一旦发现异常现象就需及时处理。同时，由于机组定子出现故障的主要原因之一就是定子的运行温度过高而导致的，故在处理定子故障时，还必须切实解决定子的通风冷却问题。而且对于已经投入运行的发电机定子，需根据其发电机定子的具体结构及其存在的主要问题特点进行具体的分析，进而找出问题的症结所在，从而采取针对性的解决措施。如某水电站就直接将机组二次冷却系统改为了一次冷却，使得发电机的运行温度下降了15℃左右，结果发现改组后的发电机机组运行正常，再也没有出现定子因温度过高而出现故障的情况。
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2.2转子阻尼条断裂与定子绝缘损坏故障
阻尼条断裂同样也是灯泡贯流式机组时常出现的一个故障，如某电厂4台机组就出现过阻尼条开裂或熔断的故障，且在检查中发现，按旋转的方向来看，位于磁极滑出边的阻尼条是受损最为严重的。而出现这种故障的原因主要有以下几个：1）电磁设计的不合理。一般情况下，阻尼条尺寸、槽距等都是按照原有的经验公式进行计算设计的，而故障的不断出现也就说明了这些经验公式存在着较多不合理的抵地方，必须进行必要的修正与运行验证；2）阻尼条松动了。当阻尼条在其槽内出现一定空隙时，因运转过程中出现的谐波电流就会使阻尼条在其槽内出现振动，而这些振动则极容易造成阻尼条的疲劳受损与即系磨损，亦或是在槽内形成火花，使阻尼条出现电话磨损现象；3）负荷摆动较大，且系统电压太高。灯泡贯流式机组因其转子转动惯量较小，故系统负荷出现波动时其转子所产生的摆动通常都会比一般水轮发电机组要大很多，从而使阻尼绕组中产生较大的电流感应，而当系统的电压太高时，发电机就必须降低其励磁电流，从而使得磁极滑出边的磁通增加，而阻尼条也出现有所增加，最终造成阻尼条的开裂或者是熔断。
而定子绝缘损害故障由于灯泡贯流式机组自身的结构上的限制使得该故障的出现频率比一般的水轮发电机要高，造成定子绝缘损坏故障的原因主要有以下几个：1）制造质量的低下。机组线圈在制造的过程中若对其质量控制不严谨，或者是在下线时对其工艺控制不佳都是有可能促使其出现绝缘损坏现象的，且一般表现为线圈股间或者是匝间的绝缘损坏与主绝缘处的局部损坏；2）机组定子铁心的松动。定子铁心在松动后极容易刮伤定子线棒使之绝缘，而硅钢片的折断飞出也同样会割伤定子线棒从而使之绝缘，加之线棒在松动之后，受到电磁力的作用而产生振动，也是极容易造成线棒绝缘磨损的。
因此，对于上述两种常见故障，就可采取以下几个防治处理措施：1）使水轮机调速器或者是发电机功率调节尽量处于平稳状态，以最大限度的避免差落较大的负荷调节；适时调节机组升压变压器运行的档位，从而避免机组在低励磁的状态下运行，以最大限度减小其气隙磁场的畸变；2）一旦发现阻尼条松动了，就需立即采取加固措施，如用冲子在阻尼的槽口部位对阻尼条进行挤压以增加其固定点，或是在阻尼槽内加入环氧树脂，减小其空隙，亦或是在阻尼环上加焊撒花姑娘固定块以有效阻止阻尼条的松动；3）认真检查并清理定子与转子中可能存在的残留物，如锯片、钻头、电焊条与焊渣等，以有效防止这些物件破坏转子或定子的绝缘；在机组停机备用的时候，需采取加热、通风等措施有效防止发电机出现绝缘受潮情况，并最大限度的保证机组的防护网完好无损，从而有效避免异物进入到发电机的机膛内，从而对机组运行造成一定损害。
3结论
综上所述，灯泡贯流式机组同一般水轮机组相比有着表现出较多的优势，但是其自身也存在着一定的缺陷，加之外在各种因素的影响使其在实际的运行过程中出现这样或那样的故障，因此必须采取有效的措施对其进行解决，从而使得灯泡贯流式机组能够在我国得到更好的运用与安全稳定的运行，为我国电力与经济建设作出更大的贡献。
参考文献
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作者简介：
欧宇（1970.1），男，广西梧州人，广西水电学校电气工程及其自动化专业 专科 ，工程师，单位：梧州桂江电力有限责任公司，研究方向:水电站设备运行维护及检修。
论文作者:欧宇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
标签：机组论文; 定子论文; 阻尼论文; 灯泡论文; 铁心论文; 流式论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第7期论文;