电厂发电机常见故障原因及预防研究

发布时间：2020-07-29

　　摘要：电力行业的发展是关系全社会、全人类的民生问题，近年来，中国经济腾飞让电力行业发生了巨大改变，各种先进的电气设备不断投入使用，显著提高了发电厂的经济效益，但同时也让电力系统更加复杂。电气设备在长时间的运行过程中，难免会出现一系列故障和问题，这就需要按时检查、维护电气设备，及时发现故障，解决故障，在工作中不断总结故障的发生原因和维修经验，以保障发电厂电气设备的稳定运行。

　　关键词：电厂发电机;常见故障;原因及预防研究

　　引言

　　电厂发电机的运行环境温度高达45℃左右，长时间在高温环境下运行，发电机设备各个零部件性质也会发生改变，即“糯变”，出现变形或损坏后发电机会出现故障问题，进而影响使用。随着发电机功能、设备零件结构、设备应用范围的逐步完善和优化，发电机也开始加入了电子板、系统软件等部件，这属于发电机的“软件”，软件出现错误，发电机也会出现故障。

　　1电厂发电机常见故障及原因分析

　　1.1发电机温度过高

　　发电厂的发电量并非固定不变的，当电网的负荷发生改变时，发电量也会随之改变，以此保证发电厂的电气设备能够安全、正常、稳定地运行。要想获得更多的电能，必须使电气设备处于超负荷运行的状态，此时，电网同样会处于高负荷的状态，如果长时间、频繁地增加电网负荷，那么电气设备也会不堪重负出现损坏。调整电荷的过程中，电气设备会因为不断运行而产生热量，电机被过度使用，加快了电气设备的老化速度。电机的使用时间越长，发电效率就会越低，久而久之，对发电厂的正常运行产生了影响

　　1.2线圈故障

　　在发电机的内部动力组有一部分结构是由线圈组成的，线圈的类型不仅包括转子线圈和定子线圈，还有一部分其他类型的线圈。这些线圈随着发电机的运行而运转，因此可以说线圈受到磨损的时间就等于发电机运行的时间，在发电机长时间、高强度的工作和运行下这些线圈不可避免受到磨损而发生不同程度的故障。发电机线圈常见的故障之一就是绝缘层老化导致线圈绝缘失效，这是由于绝缘层老化而导致电压不能被阻挡进而造成电压击穿的故障。绝缘层老化的根本原因就在于其本身质量的下降，一方面是由于长时间的使用导致的绝缘层磨损，进而造成绝缘层质量的下降;另一方面就是在发电机的生产和制造中绝缘层材质的选取出现问题，选取不合适的材质当作绝缘层就会导致绝缘层使用有效期限短。发电机线圈常见的故障之二就是转子线圈在超负荷的情况下磨损发生故障。日益增多的用电量会导致转子随着发电机的高强度工作而超负荷运行，在这种情况下转子的摩擦会变得更加显著进而导致绝缘层的磨损破坏。绝缘层在磨损厉害的情况下电流就不能正常通行，这就会导致发电机处于停工的状态而不能正常进行工作。发电机线圈常见的故障之三就是定子线圈磨损严重导致的故障，在发电机内部定子和转子之间是紧紧相贴的，虽然定子是不动的，但是转子的高速运转会给定子带来很大的摩擦力，转子带来的摩擦力会使定子和定子的线圈带来极大的磨损，长此以往下去定子就会发生绝缘老化的问题。

　　1.3电气故障问题及原因分析

　　1.3.1线圈管受高温环境影响

　　对于发电机组来说，过高的电压、过高的电流，都会导致发电机组整个运行环境的温度升高，高温环境势必会诱发设备零部件性质的改变，所以除了定子线圈之外，线圈管在高温环境下，也容易出现故障。即便线圈管的抗高温能力较强，但是发电机底部的漏磁会与线圈管中的电流形成“正相关”影响，漏磁增加，电流功率就会增大，形成的磁场会阻碍电流按正常方向运转，进而导致线圈管功能受到影响和破坏。

　　1.3.2大轴的磁化和退磁现象

　　发电机组的电流周围都存在磁场，所以几乎所有设备和零件都需要在“磁场环境”下运行，大轴一端接地、一端与轴承底座绝缘，虽然运行状态比较独立，但依然要接受“磁化”。被磁化的大轴会干扰轴瓦的运行性能，一方面大轴周边的磁场和轴瓦周边的磁场形成对比关系，对抗电流的摩擦力，会成为轴瓦正常运行的阻碍;另一方面，大轴周边磁场形成的摩擦力，也会让大轴的功能受到影响，如：结构变形、外形破损、金属特性下降;还有在发电机运行过程中，在大轴上会产生感应电动势，形成回路会产生轴电流，轴电流过大会击穿油膜造成烧瓦事故的发生等。之所以大轴是容易受到磁化和退磁现象影响最大的一个电机组部件，其根本原因在于大多数发电机选用大轴的材质是比较特殊的，属于易被磁化物质。

　　2电厂发电机常见故障预防措施

　　2.1发电机温度过高故障解决措施

　　如果发电机系统能够保持正常的温度，那么发电机的绝缘系统便会处于正常运行状态，所以，解决发电机因温度过高而引起的故障，最有效、最直接的方案就是通过冷却来降低发电机温度，常用的冷却方法有三种，分别是水内冷却、封闭式空气冷却与氢气冷却。为了防止冷却介质过多地和空气接触造成污染，就需要构建一个完全封闭的冷却系统，以减少发电机堵塞的发生风险。水内冷却指的是通过水的散热功能来降低发电机的温度。氢气冷却的原理是：通过氢气来降低发电机的通风损耗，但氢气具有易燃易爆的特点，所以氢气冷却本身就有一定的风险性，操作时需要格外谨慎。

　　2.2线圈故障预防措施

　　由上述分析可知线圈故障大多是由于绝缘层失效导致的，因此绝缘层就可以作为制定线圈故障预防措施的关键所在。首先，保证线圈的质量是非常关键的，因此厂家需要在选择线圈的材料上做综合考虑。保障线圈的材质会使线圈能忍受摩擦的时间加长，绝缘效果保持的时间也会变长。此外，维修人员还需要定期检查线圈的磨损情况和绝缘效果以防止线圈有被电压击穿的可能。在发现线圈磨损严重时需要对线圈进行及时的更换以避免出现安全隐患。其次，线圈的磨损情况和工作时间是成正相关的，发电厂可以增加发电机的数量来分担每台发电机的任务量。从而在使供电要求得到满足的情况下增加线圈的使用寿命。

　　2.3电气故障的预防措施

　　2.3.1弱化高温环境的不利影响

　　发电机的任何设备都存在“高温糯变”的问题，所以，需要从高温处理上对发电机的运行环境进行处理，尤其是线圈管。一方面，合理调配供电量和供电设备的适应关系，另一方面，对设备或发电机组周边设置散热装置或冷却装置，以消耗高温诱发的漏磁现象，促进线圈管发挥最佳功能，不被电流所阻碍。

　　2.3.2解决漏磁、涡流问题

　　用导电屏蔽漏磁或磁化现象，如：在电机组上安装铁芯端板，如果磁场过强，则铁芯端板会发出警告，或采用降低供电量、降温处理等方式，均衡处理漏磁或磁化现象对发电机组大轴产生的不利影响，让轴瓦能够按照既定的运行方式工作。同时，可以选用高科技材料，改变大轴材料的属性，从金属改变成为对磁化、磁场影响性小的材料，可以降低磁化现象的影响，使大轴的运行状态相对独立。

　　结束语

　　总而言之，电厂发电机常见故障的问题是客观存在的，其问题原因的产生是采取预防措施和办法的依据，随着技术应用的不断创新、设备功能与范围的不断拓宽，实操中使用预防措施的应用效率会更加完整、更有效率。——论文作者：朱卉

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