探讨汽轮发电机的运行故障

探讨汽轮发电机的运行故障

卜兴详

广西投资集团北海发电有限公司  广西北海市536000

摘要：由于电力能源在社会中的影响越来越大，导致人们对电力资源的依赖性越强。汽轮发电机是一种比较常见的发电器，汽轮发电机在运转时，可以将其他形式的能源转变成电能，能够满足人们对绿色生产的需要。但从汽轮发电机的整个作用过程可以发现，它的实际运行仍存在着运行故障，这些会使汽轮发电机的性能下降，会严重影响电能生产的效率。因此，对汽轮发电机运行中存在的故障进行分析是非常有必要的。

关键词：汽轮发电机；运行故障；电力能源

前言

目前，火力发电是我国最常用的发电形式，与其他发电形式相比，火力装机的容量更高，可以达到8亿千瓦，这也是火力发电系统的重要内容。汽轮发电机是火力发电中的重要设备，如果在运行中汽轮发电机发生故障，将会直接影响到火力发电系统的运行，严重时会造成巨大的经济损失。

1汽轮发电机运作原理

汽轮发电机对于电能生产来说是非常重要的，其结构主要有定子、转子、端盖和轴承等单元。其中，汽轮发电机的轴承和端盖可以将发电机中的定子与转子连接起来。在这种模式下，转子可以在定子中旋转，定子的旋转会使发电机的内部产生切割磁力线运动，然后产生感应电势，接线端子将电势引出后，将会连接有关的回路，就能够产生电流。为了提高汽轮发电器的生产效率，在选择汽轮发电机的转子时，转子的直径要满足小于1.2m的要求，在这个基础上要尽可能的选择直径小的转子。此外，在选择转子的长度时，要对长度进行一定的控制，尽可能选择较长，但不能超过本身直径的5-6倍的转子，当直径过长时，汽轮发电机在运转的过程中会出现振动的现象。因此，在选择设备的转子时，要根据实际的生产需要进行选择转子的直径和长度。

2汽轮发电机运行中的主要故障类型

2.1定子绕组断路故障

定子绕组在汽轮发电机的定子布局中有着重要作用。在设备运行过程中，利用过氢作用，进而实现定子绕组和定子铁芯的冷却。但是实际生产时，会受到生产技术以及热应力的影响，导致定子绕组在运转时经常会发生断路，而发生的短路故障主要是接头损坏；以及定子绕组下降了绝缘性能等情况。

2.2转子绕组故障

转子绕组经常会出现对地绝缘和匝间短路两种故障形式。从故障机理来看，导致出现故障的因素有很多，但主要的原因有几个方面:第一，汽轮发电机运行会导致转子过热，因此转子的绝缘性能将会下降；第二，汽轮发电机冷却器有时会出现漏水等现象，可能导致导电灰尘和金属异物进入到转子绕组，这将会损坏转子绕组；第三，由于转子自身的质量问题，可能在运转时出现局部故障的问题；第四，热应力和机械自身的应力会破坏汽轮发电机的一些部件的绝缘性，进而影响转子的工作；第五，转子绕组有时会出现水内冷的现象，这将会导致堵塞和绝缘烧毁等问题。

2.3转子被负序电流烧毁

在运行时，汽轮发电机的三相负荷会是一个对称状态。这时，如果电力系统或汽轮发电机自身不稳定，那很可能导致其三相负荷变得不对称。同时，当电力系统发生单相接地、两相短路以及有单相重合闸时，都不能实施三相负荷切入或断开操作。当出现上面的情况时，汽轮发电机转子中不但有着正序电流和电压方面的问题，还会有负序、零序电流和电压的问题，尽管发生这种情况的时间会比较短，但还是会给转子带来一定的损害，进而导致安全事故。

2.4定子铁芯故障

汽轮发电机中的定子铁芯故障会严重影响到其运行。从汽轮发电机的运转角度出发，可能发现导致铁芯故障的主要因素是铁芯压装松弛或定子铁芯齿部过热引起的。此外，铁芯故障的发生也与扇形齿断裂和定子孔内的铁芯损伤有关。从定子铁心故障的原因来看，这些问题是由各种因素造成的。例如，在芯部压力松弛的情况下，硅钢片和油墨膜之间的摩擦会损坏油墨膜，间接引起芯部压力减弱。不仅如此，在设计阶段，如果铁芯的压紧力不受限制，锁定螺母将会发生松脱的现象，这在某种程度上会导致铁芯压装松脱的情况，进而损害到汽轮发电机的运转。

2.5漏氢及氢气湿度超标

氢气泄漏和超过标准的氢气湿度是涡轮发电机故障的主要原因。在生产实践中，影响氢气泄漏和氢气湿度超标的主要因素有:第一，设备密封瓦油路发生堵塞的情况；第二，密封瓦与转轴之间的距离过大，且密封瓦和瓦座之间的间距也大；第三，由于设备使用时间比较长，发电机内部的冷却器所使用的密封条会慢慢老化，并发生开裂的情况，因此导致氢气泄露和氢气湿度超标的情况。

3汽轮发电机运行故障的主要处理对策

3.1定子绕组故障处理

想要解决定子绕组断路的问题，可以使用优化定子绕组线棒胶化与成型工艺两种方法。在这个工艺系统中，不但能够对端部渐开线进行有效固定，还可以对鼻部的切向和径向进行固定。例如，在对接头损坏的情况进行处理时，对其适当的优化能够提高焊接的质量，这可以加强定子绕组端部和鼻部的固定性。且当这部分的接线固定好后，加强对空心铜线的检验，可以进一步的提高定子绕组绝缘导水管的设计，此外，在进行部分放电量的检测过程中，可以有效提高定子绕组的绝缘性。

3.2转子绕组故障处置

为了有效地排除汽轮发电机转子绕组的故障，还应注意以下技术要点的有效控制:首先，在转子设计中，应系统地设计其透风结构；同时，应检查导体，保证导体的通风口没有堵塞；不仅如此，还要对转子部分的铜实施打磨，以保证铜线大体光滑，没有杂质。其次，要对绕组上端匝间的绝缘性进行加强；在这个过程中，应注意转子电路中的磁场情况，以避免转子绕组内的绝缘部分发生电压威胁。最后，在使用汽轮发电机时，要对绕组绝缘部分进行仔细的检查，如果发现构件老化的情况，要及时的进行换新。此外，在发电机运转时秘钥加大对发电机的维护，重点关注转子绕组内的高温和振动情况，这样才能有效改善转子绕组的运行质量，保证汽轮发电机运行的稳定性和安全性。

3.3加大负序电流的处置

当汽轮发电机出现负序电流时，转子容易被烧坏，会严重影响到设备的运行质量。为解决这个问题，在使用的过程中，首先要注意负序保护装置的有效配置。通过适当的保护装置，可以实现对负序电流进行实时监测。其次，可以添加报警设备，利用报警设备能够有效控制短路器的质量，这样在断路器运行期间，就可以有效地检测到与断路器闭合或断开的三相状态，能够防止汽轮发电机部件中断路器关闭不标准的情况。最后，运行中的汽轮发电机有时会发生断路器失灵的问题。针对这一问题，要增加一定的保护装置。设备运行时，如果三相断路器不能同时断开或闭合，保护装置将运行以实现输出功率和励磁电流的有效控制，其进一步实现负序电流的有效控制，以满足汽轮发电机的工作需要。

3.4规范处置定子铁芯故障

对汽轮发电机进行铁芯故障处理时，要先做好对定子铁芯的检查工作。实际检查时，要对特性发热情况进行实时检测。在进行检测时如果出现铁芯短路的情况，要及时对其处理，以免影响到设备的稳定性。此外，要加大转子结构部件的检查，检查时应注意转子结构部件的松散以及开裂情况等。要重点注意端部的紧固件的优化，例如使用绝缘材料或非磁性材料来保障端部的绝缘性能，还要对端部实施锁紧控制，以防止铁芯发生松动。在此基础上，要加大对汽轮发电机定子膛的检查，保证膛中没有杂物，这能够有效避免扇形齿部折断和铁芯被打断的情况。

3.5漏氢和氢气湿度超标问题处置

对汽轮发电机的机壳进行全面的处理，可有效防止设备在运行时，出现氢气泄露和氢气湿度超标的情况。在对机壳进行处理时，可以着重对以下几个部分进行处理：由于机座与两侧端罩间结合的面积比较大，这加大了设备密封性的控制难度，因此，要把这部分的处理作为发电机泄露氢气和氢气湿度超标的重要防范点。在进行相关处理时，首先选择5-6mm的钢板，经过规格、尺寸以及形状的调整，然后将其焊成C形的密封罩。除此之外，可以在发电机应用的过程中，添加针对氢气进行除湿的装置以及冷凝式的干燥器等，这可以有效防止氢气湿度超标，能够对氢气的湿度进行有效控制，进而满足氢气除湿的需求。

结语

综上所述，汽轮发电机广泛应用于现代的电力生产，但由于其运行故障会直接影响到其自身运行的稳定性，给电力的生产带来不利。因此，从事电力的工作人员要尽可能的了解汽轮发电机的运行原理，进一步加强设备常见的故障分析，并对设备进行标准化的处理，这样才能够有效改善汽轮发电机组的运行质量，使电力产生可以稳定的发展。

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