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。文中分别对发电机损坏线圈故障原因、绝缘老化、转子线圈过热烧损、定子线圈温度分布等进行了详细的分析，并提出了具体的预防措施。
关键词：发电机；常见事故；成因分析
随着电厂的快速发展，发电机作为电厂运行过程中的重要设备之一，其故障诊断技术也得到了快速的发展。随着故障诊断水平的提高，在很大程度上为企业带来了很好的效益，在这种情况下，人们更加的关注发电机的故障诊断技术。近年来，科学技术的快速发展，使故障诊断技术发生了较大的改变，对日常发电机运行过程中的发生的故障及故障原因都能进行准确的诊断，有效的保证了设备的使用寿命及正常运行，对电厂的稳定运行起到了积极的作用。
1 发电机的种类
现阶段，我国的发电厂所使用的发电机种类一共有五种，分别为拖动型、供水型、轴承型、通风型以及励磁型。拖动型的发电机主要是利用汽轮机作为动力拖动汽轮转动的汽轮发电机。供水型的发电机主要是使用供用水对发电机进行冷却，利用供用水的势能来带动其载体，而且冷却水是经过独立的循环系统进行冷却，利用水的势能作为发电机的能量供给。轴承型的发电机是以汽轮拖动发电机为基础，利用座式的轴承来提供动力。通风型的发电机是在封闭的循环系统中构造一个通风窗口，再通风口利用气体冷却器将空气进行冷却，利用风能进行发电作业。励磁型发电机是指汽轮发电机中的励磁电流经由同一个轴承带动励磁机进行供给，来确保发电机中励磁电流的通畅。
2 发电厂发电机的常见故障
2.1 线圈故障
发电厂的发电机使用的时间一般都比较长，当使用一定年限后的发电机会比较容易发生定子线圈绝缘击穿和绝缘水平下降的故障，当线圈的绝缘部分出现故障，很容易导致发电机出现故障并造成严重的损失。发电机中的线圈是发电机最为核心的零部件之一，也是发电机在使用过程中使用最频繁的部件。因此，在发电机长时间的工作中，应该做好发电机的维护检修工作。当定子线圈的绝缘层被破坏的时候，会导致高电压击穿甚至是烧毁事故的发生，对于这种情况则应该在平时的发电机保养的时候要注意对绝缘层的清理工作，防止一些可导性物质进入到绝缘层中。
2.2 电气设备故障
随着我国的电力企业的不断发展，越来越多具有现代高科技的电气设备应用到发电厂中，这些电气设备相比传统的发电机的结构更为复杂。复杂的内部结构使得发电机日常的检修工作的难度提升。因为电气设备发生故障的时候会导致整个发电机停止运转，一般的情况下，电气故障的产生主要是因为发电机的有线套管的温度超过限额，导致发电机的内部轴承发生磁化反应从而导致发电机产生故障停止运转。
2.3 液压系统故障
当发电机的原动机的转速过低的时候，励磁回路的电阻过大会导致发电机的电压过低，从而导致液压系统出现问题。现阶段，我国仍然还是利用火力进行发电，汽轮机在火力发电中是一个重要的工具，如果汽轮机内部的液压系统出现了问题会导致整个发电工作的正常进行，现阶段的汽轮机出现液压问题一般是由于控制系统中的零部件损坏或者是汽轮机的控制油出现泄漏两种情况。
3发电机损坏线圈故障原因分析
3.1 对于使用十年左右的发电机来讲，极容易发生定子线圈绝缘击穿和绝缘水平下降的故障。一旦线圈绝缘部位损坏或是击穿，则会造成较为严重的损失。针对这种情况下所造成的烧毁进行维修时则需要较长的时间才能排除故障，使发电机恢复到正常的状态，同时，维修时的费用也较高。
3.2 由于定子线圈的烧损严重，对相复励的电机来说，严重的会烧毁电流互感器、电抗器、桥式整流器以及发电机转子线圈绕组，使转子线圈匝间短路及变形，振动增加。
3.3 当定子线圈的绝缘层受到破坏时，则会导致电压击穿或是接地烧毁事故的发生，这样则会直接影响到发电机组的正常运行，所以对于绝缘层或是绝缘线圈，在平时要注意清洁，避免外部的尘土、碎渣等颗粒性的物质或是水和油等浸入绝缘层或是绝缘线圈中，同时还要注意在线圈拐弯处的浸漆是否涂抹的完整，这样可以有效的避免定子线圈的绝缘层受到破坏，即使在电场集中时，也能承受较大的变应力，避免电压击穿和烧毁的事故发生。
1.4发电机在长时间的运行中，要做好检修和保养工作，电机的长时间的运转会使轴承一直处于不断的摩擦过程中，这样就会产生一定的磨损，一旦磨损到一定程度时则会造成转子扫膛，此种情况下定子就会长时间的处于高温状态，从而烧毁线圈，使发电机组无法正常工作。这也是造成线圈烧毁的另一个主要原因。
4绝缘老化分析
发电机的线圈在长期使用过程中，会发生老化情况，发绝缘老化时，接地电阻、匝间绝缘电阻及相间绝缘电阻则无法达到相关规定的最低耐压标准，这时处于正常运行的机组，则会发生电压击穿的情况。
4.1 运行年数久出现绝缘老化。目前我国大部分电厂由于建设的时间都较长，电厂内的机组运行的时间多数都在十年左右。由于这些发电机组在设计时的科学技术水平有限，机组上的各部件的材料无法与现在的材料相比，在长年累月的运行过程中，材料的挥发现象会导致绝缘层松散甚至老化，在这种情况下，一旦在强电场下，则会产生内游离与绝缘层脱离，只要在正常运行时则不会产生明显的变化，但是如果机组运行异常时，则会导致绝缘击穿事故的发生。
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4.2 浸胶不良，绝缘脱壳，股线松散。当绝缘漆发生脱壳、股线松散进，则会导致电压在起动时无法调上去，这种情况多数时候都会发生在一些使用年限较长的机组上，并且这种情况还要经过一段时间后才能恢复到正常的水平。当发生这种情况时，如是处于较强的电场中，那么导线和绝缘层则会在内游离的作用下脱离，当绝缘层与导线脱壳后，这时所产生的电磁力和机械力会处于相互摩擦状态下，在这个过程中股线极易发生短路或是击穿。另外在浸漆不透时，也会导致这种情况发生。
5转子线圈过热烧损分析
在电厂的长期运行过程中，发电机长时间的处于高度运转状态，同时为了保证电力的正常供应，部分时间发电机还要处于超负荷的运行状态下，这种情况时间一长，同会导致绝缘老化，从而引起短路、机组发生较大振动等。所以在发电机运行过程中，线圈的耐温系数的提高对发电机的正常运行具有十分重要的意义。
6定子线圈温度分布的分析
6.1 首先分析槽内单层线圈的情况。最初假设线圈的全部横断面上的电流密度是一样的。那么从槽底到槽口的磁密度应当是直线增大的。但是，涡流也产生自己的交变磁场，方向与原主电流建立的磁场相反，削弱原主电流建立漏磁场。从槽底到槽口的密度是逐步增大的，靠槽底的导线感应电动势最小，靠槽口的感应电动势最大。因此，涡流的电流密度沿槽高度分布是不均匀的，槽底导线的电流密度最小，槽口导线电流密度最大。
6.2 轴向温度分布。发电机定子线圈槽部和端部的损伤是不同的，严格的说由于端部各部分的漏磁密度不等，部端各部分的损坏也是不同的，另一方面，沿轴向长度。每一小段的散热情况是不一样的，比如，槽部的径向通风量不一定相等。端部有绑线沿线圈长度的风量分布就更加不均匀了。再加发电机底部线圈因受泥沙、油污的浸蚀，堵满了槽口，因此沿外圆端部的散热情况也是不同的。
7构建发电机组的状态监测
7.1机组运行状态的实时监测
为了提高发电机组实时运行状态的监控与障碍诊断的时效性、稳定性，一般水火电厂的机组采用立体化的跟踪处理方法。主要目的是为了获取机
组的瞬时状态，对比实际状态，为故障诊断提供信息和数据支持。
其系统由主要由以下四部分组成。利用实时的测控网络系统，将子系统串联起来，从而达到将信号集中上传到主控系统中，对信号总体管理，从而达到对汽轮发电机组运行状态智能预测分析的作用。(1)振动监测系统具有实时数据采集、数据记录、趋势分析、事故追忆等功能.(2)定子绝缘控制需要监测以下几方面：发电机定子绝缘、温升、冷却介质的温度与湿度等.(3)以机组轴瓦为主体的轴承监测系统，它的安全性主要由瓦温决定，因此，监测瓦就显得十分重要.(4)发电机工况监测系统的检测量包括定子电流、电压；厂用电电压以及定子、转子温升；励磁电流、电压；主变高压侧电流、电压等。
7.2故障智能诊断系统
故障智能诊断系统是多种形式的知识和动态信息相结合的神经网络技术，对机组状态做进一步的精确分析和诊断，从而实现在线故障诊断。它主要依据机组监测各个子系统提供的检测数据， 将信号处理、特征分析等分析手段与基于专家经验推理相结合，从而对机组状态做进一步的精确分析和诊断。系统由数据库、知识库、推理机、解释器等实现对机组系统的检测功能。智能地识别机组系统的运行状态，快速的获取其信息症状。通过智能识别和动态信息跟踪，利用理论推理和神经网络并行数值分析的方法，可以实现智能化判断，保证系统稳定有序，提高系统的可靠性。
8发电机事故预防措施
8.1 线圈故障预防方案
对于线圈故障这种问题，其预防方案首先应该对线圈进行定期的检修以及保养工作，使用时间较长的线圈应该进行更换。在线圈的选用阶段应该严格按照标准的质量来选择，主要的从线圈的绝缘层的厚度以及密度两个方面进行选择。在使用的过程中，发电机的保养人员在检修的时候应该注意到绝缘层的厚度和密度是否能够负载发电机的电压电流。另外，在对绝缘层进行保养的时候应该要注意到绝缘层的除尘工作。
8.2 电气设备故障预防方案
电气设备在使用的过程中应该严格遵守标准的操作流程，对于电气设备的日常维护工作可以利用励磁系统进行维护。励磁系统对于提升电气设备的稳定性具有重要的作用，能够控制整个电力系统，保证发电机在使用的过程中处在动态平衡中。另外，电力企业应该对电气设备检修人员进行安全教育，提高检修人员的安全意识，在工作中严格按照标准来对电气设备进行检修。
8.3 液压系统故障预防方案
对于液压系统的故障，在实际的检修工作可以使用模糊控制与线性最优控制技术来对液压系统进行检修，线性最优控制技术能够改善发电系统的发电质量，还可以提高发电的效率。当发电机的电压过低的时候，应该要保证原动机的转速达到其额定值，避免因为磁场变阻器的电阻变大导致发电机的电压过低的情况发生。
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，从而有效的避免或是减少故障的发生，保证电厂的稳定运行。
参考文献:
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[3]陈昌宏.日古利电站水轮发电机组诊断系统[J].水利建设，2007（12）.
论文作者:宋磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/1
标签：发电机论文; 线圈论文; 机组论文; 定子论文; 故障论文; 电厂论文; 发生论文; 《基层建设》2018年第27期论文;