郑磊
河北大唐国际王滩发电股份有限公司，河北省 唐山市 063000
摘要：随着电厂电气技术水平的显著提高，发电机的日常维护和故障维修工作显得更加重要。传统发电机已经不能适应快速的发展步伐和不间断的作业生产要求，高负荷作业、不规范用电以及日常维护工作不到位等因素常常造成发电机故障和损坏。因此，只有采取合理有效的发电机故障检修措施和维护方式，才能进一步提高发电机作业质量，提升电厂的业务能力，增强企业影响力。
关键词：发电机；常见事故；成因分析
随着电厂电气技术的不断发展，各个方面的问题就逐渐显露出来，这其中就包括发电机在日常运行及检修工作中发现的各类问题。随着用电量的增多，各火力发电机厂运行周期较长，汽轮发电机极易发生各类故障，一旦发生停机事故，将给企业带来巨大损失。所以发电机定期维护、检修质量的高低不仅决定了发电机能否正常运转，还与提升发电机工作的质量和效率密切相关，所以在做好发电机定期维护工作的同时，还要结合发电机运行工况及时开展发电机定期检修工作。近几年，我国对发电机维护、检修工作在持续完善，其稳定程度已经达到了预期的目标，已经能够很好地保障汽轮发电机的安全稳定运行。
1、电厂发电机常见故障及原因分析
1.1线圈故障及原因
在发电机内部，定子线圈及转子线圈是发电机动力组的重要组成部分，随着发电机的长周期运行，线圈发生故障的概率将逐渐增大。其主要原因有三个方面；其一是线圈绝缘失效，主要表现为绝缘层老化，不能阻挡电压，所以经常以电压击穿故障的形式出现。绝缘层只有本身质量不会下降，就不会有老化的机会。所以在实际中老化是伴随着质量问题出现的，一方面线圈长时间使用，外面的绝缘层质量自然会随着磨损等原因而下降，另一方面线圈本身材质没有选对，所以绝缘层使用有效期限将极大缩短。其二是转子线圈磨损严重所引发的线圈故障。伴随着发电机长周期运行，发电机转子始终处于高速旋转状态，在此状态下转子线圈在转动期间本身就会发生摩擦，高速运行，摩擦效果会更加显著，如果在高速运行期间在伴有汽轮机、发电机轴系的不规则振动、超标振动等现象，将会加剧转子线圈绝缘层的磨损，长时间运行后绝缘层会逐渐磨损破坏，最终导致绝缘击穿事故的发生。其三是异物、金属铁屑引起的绝缘损坏事故。由于各种原因造成发电机内存有异物及金属铁屑，对定子、转子线圈造成的危害极大，发电机在正常运行中转子高速旋转，一旦发电机内存有异物，在定子、转子间狭小的气隙内，各类杂质将产生巨大的摩擦力，对绝缘层造成极大伤害。特别是金属铁屑一旦进入转子线圈，将直接对转子线圈产生磨损，严重危及发电机的安全运行。另外线圈绝缘层和保护对象之间要形成一个密闭的保护空间，保护对象才不会有被电压击穿的机会。但相关人员总是会忽视对保护对象的绝缘层进行清洁工作，所以在灰尘等杂质的覆盖腐蚀下，绝缘效果也会逐步弱化。
1.2电气设备故障原因分析
引发电气故障的原因有许多，集中体现在定子端部线圈温度过高、出线套管温度过高等。出线套管的温度太高，发电机无功负荷过大，在电机底部漏磁发生就会增加，进而生成电流，导致线套管的温度也随之升高。某电厂的发电机常会出现定子铁芯端部过热的现象，其主要是由于定子铁芯端部存在很强的漏磁通，致使铁芯端部产生很大的涡流，造成局部过热。此外，在发电机组内有磁场存在，产生涡流能够消耗更多热量，进而引起线套管升温。
1.3定子铁芯故障原因分析
发电机定子铁芯是发电机的重要组成部分，一旦发现定子铁芯出现故障必须及时进行修复。定子铁芯产生故障的原因主要有两点，一是定子铁芯在整体装压的过程中压紧力不够、压紧次数未达到工艺标准，这将导致末端铁芯存在松动的安全隐患，在发电机运行中极易发生铁芯损坏事故的发生。二是铁芯硅钢片绝缘强度不够，定子铁芯整体是由硅钢片一张一张叠压而成，一旦单张硅钢片绝缘强度不够，在运行中就容易发生铁芯局部温度过高的问题，长时间运行后，铁芯片间绝缘将被击穿，出现定子铁芯局部灼伤的现象。
2、发电机故障预防措施
2.1线圈故障预防措施
为了防止线圈出现故障，要对线圈进行定期检查，并及时更换受损的线圈，保障线圈能够在安全的状态下完成作业。为了防止线圈故障现象的出现，电厂在最开始选用线圈时就要严格把控线圈的质量，以其合适的电压电流负载能力来进行使用，并查看绝缘层是否达到标准。工作人员要对线圈进行定期检查和维护，查看线圈的绝缘层密度和厚度是否在可控标准范围之内，能否有效承担发电机的负荷变化，从而避免发电机由于负荷过重发生的内部绝缘层破损，最终导致线圈的断裂；在发现发电机线圈受潮时，可用短路电流法进行定子线圈或者转子线圈的驱潮干燥工作。发电机检修时应使用吸尘器清洁线圈表面的灰尘及杂质，若发现转子线圈出现铁屑时，应及时返厂拆开转子护环，抬出全部转子线圈进行全面清理、检查；为防止集电环故障，应定期调整电刷压力并将刷握调整到适当的位置，及时更换磨损到限的电刷，同时定期用纱布擦拭刷握内表面，去除电刷磨损产生的碳粉。在针对线圈的日常维护和检修工作上，可以利用在线状态的评价系统，其不仅实现了从线圈的数据分析到预警报告的全流程管理，更可以有效发出报警，提前发现发电机线圈存在的安全隐患，避免发电机损坏事故的发生。
2.2电气故障预防措施
2.2.1 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，在发电机组周边设置散热装置或冷却装置，加强对氢冷发电机组氢气冷却装置的监控，提升氢气冷却效果，以消耗高温诱发的漏磁现象，促进线圈管发挥最佳功能。
2.2.2 解决漏磁、涡流问题
采用屏蔽层降低漏磁或磁化现象，如在发电机定子铁芯端部安装铁芯端板，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定子端部铁芯及转轴产生的不利影响。同时，可以选用高科技材料，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。
2.2.3 加强电刷的检查与维护
电刷作为整套设备的重要组成部分，直接影响发电机运行工况，在日常检查工作中要重点做好电刷的检查与维护工作，每日查看电刷运行温度、各电刷电流的分配情况，当发现电刷温度过高时要及时检查是否是由于电刷接触不良引起温度升高，此时应及时调整刷握与集电环的间距，或检查电刷压簧压力是否达标；当发现电刷电流分配不均时，应检查电刷铜辫是否存在损坏，同时检查电刷是否磨损到限，若发现电刷已不满足使用要求应及时更换电刷，消除安全隐患。
2.3定子铁芯故障预防措施
在发电机检修工作中，定子铁芯的检查工作尤为重要，为避免铁芯故障发生应重点做好以下工作。一是检查定子铁芯各部是否存在异物，若发现异物存在首先应查明异物的种类，判断出产生异物的原因是否由于其他部件损坏所致，以扩大检查范围，同时将异物及时清理；二是检查定子铁芯是否存在温度过高的痕迹，若发现铁芯出现灼伤痕迹应查看是否因为铁芯片绝缘层损坏，若发生铁芯片间绝缘损坏应在损坏处加入云母片，以增加片间绝缘强度，消除安全隐患；三是结合电气试验查验铁芯健康状况，可采用定子铁芯铁损试验法，在规定时间范围内用热成像仪查看定子铁芯局部温升情况，若温升满足规程要求则试验通过。
3、结语
发电机作为电厂运行的核心设备，在其运行与管理中起到至关重要的作用。随着中国高科技技术不断进步和用电总量不断提升，电厂发电机组开始朝着自动化、大型化与智能化方向发展，故障检测和诊断处理工作更加重要。因此，相关人员应当不断提升和加快对发电机的故障研究深度，通过提前预防，提前治理减少故障发生率。
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