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摘要：随着我国的经济取得了突飞猛进的发展，人们的物质文化生活得以快速的提高，人们对电能的需求量不断的增加，我国的电厂也进入了快速的建设阶段。电厂的快速建设，在一定程度上缓解了人们用电量不断增加与供电需求之间的矛盾。但电厂在运行过程中，其发电机在长时间的运行中会发生一些经常性的故障，这样不仅影响到了人们的正常用电需求，同时对企业的经济效益也造成较大的影响。所以在电厂的运行过程中，需要针对发电机常见的故障原因进行必要的分析，从而制订出预防的措施，从而保证发电机的正常运行。
关键词：发电厂发电机；运行故障；解决措施
引言
电厂在运行过程中其发电机组在长时间的运行中会发生一些经常性的故障这样不仅影响到了人们的正常用电需求,同时对企业的经济效益也造成较大的影响。所以在电厂的运行过程中需要针对发电机常见的故障原因进行必要的分析从而制订出预防的措施从而保证发电机组的正常运行。
1发电厂发电机常见故障分析
1.1发电机电量故障
1.1.1发电机电压故障
发电机正常运行时的端电压，容许在额定电压±5％范围内变化，此时发电机的视在功率可以保持在额定值不变。
电压高，发电机转子表面和转子绕组温度升高，主要是由于漏磁通和高次谐波磁通的增加而引起附加损耗增加的结果，且电压越高，损耗越大，使转子发热越厉害，转子温度越高，可能超过允许值。电压高，发电机定子铁芯温度升高，主要是铁芯本身损耗和定子绕组传热引起，一般情况下电压不超过10%额定，造成的铁芯发热威胁不显著。电压高，磁通密度增加，铁芯的饱和程度加剧，使发动机结构部件产生涡流，可能造成局部过热。电压高，对发动机绝缘产生威胁，正常情况下发电机耐受1.3倍额定电压，但对运行多年绝缘已老化或本身有潜伏性绝缘故障的机组，电压高易造成绝缘击穿事故。
电压低，降低发电机运行的稳定性。电压低，为保持视在功率不变，必须增加定子电流，使定子绕组温度升高。此外，电压低影响发电厂厂用电动机的出力和安全运行，使发电机的出力减少，从而将影响电力系统稳定性。
1.1.2发电机电流故障
发电机电流故障分对称和不对称故障，但发生最多的故障是不对称故障。当发生不对称故障或三相负荷不对称时，汽轮发电机定子绕组会出现负序电流，此时，转子的所有金属部件（包括转子本体、槽楔、阻尼条、护环）上会出现倍频电流。在发电机转子表面产生负序旋转磁场，时发电机转子发热和机组振动增加，造成严重的设备损坏。所以对机组本身而言，不希望出现负序电流，或者使负序电流尽量小些。一般规定：允许长期运行的负序电流数值为5％—10％IN。
1.2发电机非电量故障
1.2.1氢气冷却系统故障
漏氢和机内氢湿度过大是氢内冷发电机常见的故障。漏氢一般发生在端盖、气体冷却器、引出线的瓷套管、氢气分离器、密封油箱、用橡皮或封泥密封的结合处、螺丝连接处以及氢气管道的各种连接处。漏氢严重会引起氢气着火，还会引起发电机内部氢气纯度降低而气体系统中氧气含量增大，如遇排污管出口附近有火星则会造成氢爆。漏氢量大的原因主要是制造加工质量不良，结合面工艺粗糙不平整，其次是安装水平不高。机内氢气湿度大会造成绕组绝缘水平降低，易使发电机发生短路故障，还会加速转子护环的应力腐蚀。
1.2.2定子冷却水系统故障
（1）发电机在运行中定冷水在相同压力下流量降低。发电机在运行中由于定子冷却水泵故障、发电机定子线棒堵塞、定子冷却水系统泄漏等原因，均会导致发电机定子冷却水流量降低。
（2）发电机漏水。通常漏水的原因有：绝缘引水管破裂；空心导线与接头间焊接处开焊破裂；空心导线由于长时间受冷热温差的影响，或质量问题，造成破裂；定子端部元件、汇流管的接头断裂等。
1.3发电机转子故障
1.3.1发电机失磁
发电机由于自动励磁系统故障、灭磁开关误跳闸、励磁回路开路以及转子回路短路等，导致发电机失去励磁。失磁后将导致发电机失步，进而进入异步运行，机组振动增加，发电机定子电流增加，定子绕组发热温度升高。所以发电机失磁后，应立即检查原因尽快恢复励磁。
1.3.2发电机转子绝缘故障
发电机转子由于制造质量、发电机长时间运行，导致转子绝缘老化、进而引发转子匝间短路、转子接地等故障。
发电机长时间备用期间，由于天气潮湿、转子碳刷积粉等原因导致转子回路在机组备用期间绝缘降低。
2发电厂发电机常见运行故障相对应的措施
2.1电压故障解决措施
当发电机电压超过1.05额定时，必须适当降低发电机的出力。因为此时励磁电流和发电机的磁通密度显著增加，而近代大容量内冷发电机在额定值运行时，其定子铁芯就已在比较高的磁通密度下工作，所以即使电压提高不多，但会使铁芯磁密进入过饱和，并导致定子铁芯温度升高和转子及定子结构件中附加损耗增大。发电机连续运行的最高允许电压，应遵守制造厂的规定，但最高不得大于额定电压值110％。
当电压降低值超过5％,即电压低于95％uk时，定子电流不应超过额定值的5％，此时发电机要减小出力，否则定子绕组的温度将超过容许值。发电机的最低运行电压，应根据系统稳定运行的要求来确定，一般不应低于额定值的90％。因为电压过低，不仅会影响并列运行的稳定性，还会使厂用电动机的运行情况恶化，转矩降低，出力下降，从而使机炉的正常运行受到影响。
2.2电流故障解决措施
为了保证机组安全，又要适应系统要求，现在大型机组，都在设计结构和材料上考虑了这些能力，600MW发电机转子都有阻尼绕组，长、短期的负序能力都能满足以上要求。从电网方面也要采取措施，以保证大机组安全，如防止断路器失灵而造成非全相运行。一旦发生非全相运行，发电机应迅速和电网解列并灭磁。一般发电厂，发电机与主变压器、厂用总变压器连接的发电机—变压器组系统，发电机均未装出口断路器，一旦主变压器出口高压断路器发生非全相运行，唯一的保护是励磁断路器跳闸，即使正常跳闸，也由于大型发电机时间常数很大，通过发电机的I22t值仍然很大，超过允许值，仍然会对发电机有一定危害。如励磁断路器拒跳，将造成严重后果。因此，主变压器高压侧断路器应选用性能良好、三相联动操作的断路器，并应将非全相运行、负序、断路器失灵等保护投入运行。
当发电机运行负载不平衡时，如果持续负序电流不超过额定电流的8%，且每相电流不大于额定电流，允许发电机长期运行。
在极短时间内，发电机能够承受事故状态下的不平衡负荷。为了防止负序电流产生的损耗引起转子磁极表面和护环的局部过热和烧损，必须严格控制事故状态下的不平衡负荷及其时间。因此规定负序电流标幺值的平方与事故时间的乘积不许大于10 s，即 ( I 2／I N ) 2•t ≤10 s。
2.3冷却系统故障解决措施
对发电机的冷氢温度及湿度进行检测。发电机内部的冷氢温度，是由氢气冷却器吸取和带走热量的能力决定的，应当监视氢气平均温度和冷却水平均温度之差，两者温差取决于所吸取的损耗。这样，当发电机的负荷增大时，不改变氢气压力或冷却水的条件，氢气和冷却水之问的温差必然增大，冷氢温度随之升高。当负荷一定时，如果氢气压力增大，发电机内的氢气温升降低，通过冷却器的氢气温降亦有所减小，这将使冷却氢气的温度略微降低。氢气的湿度过高，特别是在停机时可能会引起结露，将严重威胁定子绝缘及转子护环的安全运行。机内湿度，折算到大气压力下，应控制露点在-5℃—-25℃之间。在正常运行情况下，应投用氢气干燥器，或补入干燥的新氢气以降低湿度。新氢气的露点不得高于-50℃。
加强发电机定子冷却水系统检查和维护。当定子冷却水压力降低时，及时恢复冷却水运行，如果不能及时恢复流量及压力，发电机保护应动作跳闸，否则及时停运。如果定子绕组及引线有明显的漏水现象，危及安全运行时及时停运。若发电机定子绕组温度普遍升高，控制定子绕组上、下层间温度不超过85℃，否则减负荷处理。当定子槽内线棒层间最高与最低温度差≥14℃或同层定子线棒出水温度之间温差≥12℃，或者或任一定子槽内层间测温元件温度超过90℃或出水温度超出90℃时，在确认测温元件无误后，应立即手动停机。
2.4发电机转子故障的措施
做好机组运行维护工作，机组运行加强转子绝缘、转子电流、转子电压的监视，发现异常及时分析，及时处理。在机组停运检修期间通过实验分析转子状况，及早分析问题及时处理。在机组停机备用期间，定期测量转子绝缘，不合格时，及时处理。
3结语
发电机作为电厂的核心设备，在电厂的运行中具有极其重要的作用。随着科学技术的快速发展，电厂的发电机组也开始向大型化、自动化、智能化的方向发展，对这类高科技的发电机组的故障诊断更是提出了更高的要求。所以我们需要加快对发电机故障的产生机理的研究力度，做到提前预防及检修，从而有效的避免或减少故障的发生，保证电厂的稳定运行。
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论文作者:杨彦军
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/23
标签：发电机论文; 定子论文; 转子论文; 氢气论文; 故障论文; 电压论文; 绕组论文; 《基层建设》2017年4期论文;