发电机是电力系统的“心脏”，其能否安全运行，将直接关系到电力系统的稳定和电能的质量。汽轮发电机的绝缘材料长期处在高温和潮湿的恶劣环境下，并且承受着巨大的机械应力，极易发生绝缘故障。与变压器相比，发电机增加了旋转部分，除了电气绝缘故障外，还有各种机械故障。另外，发电机本身机械结构复杂，还有庞大的辅机设备，使得发电机系统的任一部件发生故障都可能导致整个系统停止运行。
汽轮发电机的故障大致可归为以下几种典型故障：
(1)定子铁芯故障。
铁芯故障通常发生在大型汽轮发电机上。由于制造或安装过程中损伤了定子铁芯，形成片间短路，流过短路处的环流随时间逐渐增大，致使硅钢片熔化，并流入定子槽，从而烧坏绕组绝缘，最后因定子绕组接地导致发电机定子铁芯烧毁。小型发电机则可能由于自身振动过于剧烈、轴承损坏等原因，造成定、转子间摩擦而使定子铁芯损坏。这类故障的早期征兆是大的短路电流、高温和绝缘材料的热解。
(2)绕组主绝缘故障。
1)绝缘老化。主要发生在大容量的汽轮发电机定子槽内。环氧云母绝缘因存在放电而受损，最后引发绝缘事故。
2)绝缘的先天性缺陷。主绝缘中存在空洞或杂质而引起局部放电，局部放电进一步发展，从而引起绝缘故障。
(3)定子绕组股线故障。
绕组股线故障主要是股线短路故障，多发生在电负荷大，定子绕组承受较大的电、热以及机械应力的大型发电机中。定子线棒通常由多根股线组合而成，股间有绝缘，并需进行换位。在运行中，若发生严重的绕组振动，则可能损坏股线问的绝缘，导致股线问短路而产生电弧放电，进而侵蚀和熔化其他股线，破坏定子线棒的主绝缘，可能发生接地故障或相间短路故障。另外，当绕组振动过大时，也会引起槽口等处的定子线棒股线问的绝缘疲劳断裂，从而导致电弧放电。
(4)定子端部绕组故障。
发电机运行时，持续的机械应力或因暂态过程产生巨大的冲击力，可使定子端部绕组发生机械位移。大型汽轮发电机中，此类位移有时可达几毫米，从而使端部产生振动，引发疲劳磨损，使绝缘材料出现裂缝，从而发生局部放电。这类故障的先兆是振动和局部放电。
(5)转子绕组故障。
汽轮发电机转子绕组故障主要是由于电、热、机械应力引起的。譬如，转子离心力使转子绝缘损坏从而引起绕组匝间短路，造成局部过热，进而损坏主绝缘。匝间短路会使发电机转子出现磁通量不对称，转子受力不平衡，引起转子振动。可通过监测机组振动是否加大，气隙磁通波形畸变程度等现象来诊断该类故障。
(6)转子本体故障。
强大的离心力同样也可能引起转子本体故障。
例如：转子自重力的作用导致刚体疲劳，使转子本体及与之相连的部件的表面发生裂纹；进一步发展，将导致转子发生灾难性的故障。转子过热也会引起严重的疲劳断裂；电力系统突发暂态过程时，会对转子产生冲击应力，若发电机和系统之问存在共振条件时，转子会激发扭振现象。转子或联轴器发生机械故障时，会导致转子偏心引起振动，引发转子本体故障。
(7)冷却水系统故障。
因冷却水质不洁等原因会引起部分冷却水管道堵塞，导致汽轮发电机局部过热，并最后烧坏发电机绝缘。其先兆是定子线棒或冷却水的温度偏高，材料热解使冷却介质中产生杂质微粒，使发电机的放电量增加。
汽轮发电机的故障机理：
1、内部原因
1)在设计制造过程中，要根据发电机容量、工作环境和运行要求进行电磁设计，科学合理地加工部件和正确选择电机材料。譬如，发电机绝缘材料选用不当、材料不符合规定，都会造成绝缘材料磨损、腐蚀、变形、破裂和老化等。
2)汽轮发电机组自身的结构特点。例如，由于发电机冷却水系统的故障，引起部分冷却水管道堵塞或漏水，导致汽轮发电机局部过热或绕组受潮，并最后烧坏发电机绝缘。
3)汽轮发电机组自身的工作特点。汽轮发电机的绝缘材料长期处在高温和潮湿的恶劣环境下，并且承受着巨大的机电应力，极易发生绝缘故障。由于汽轮发电机与大电网相连，当电力系统突发暂态过程时，会对转子产生冲击。机电系统之间存在共振条件时，会引发破坏性的转子扭振现象。
2、外部原因
1)安装调试不到位。汽轮发电机组在运输、安装、调试的环节中出现问题，造成设备故障缺陷。譬如，汽轮发电机在安装或大修后，如果轴系对中不好，或者发电机定子和转子的中心不重合，极易引起轴系的弯曲振动，破坏机组转子本体及转子绝缘。
2)运行操作管理问题。运行人员没有按照操作规程正确调控发电机组，或者采取了错误的操作方法，造成人为故障等。譬如，使发电机组长期超负荷运行，会引起发电机过热，使发电机绝缘过早老化。
3)维护管理问题。维护人员没有严格按照维护规定的技术要求完成各项工作。在维修过程中，如果维修不当，没有达到修理技术要求，修理质量不高，很容易造成发电机组内部绝缘被人为损伤。
本文地址：http://www.xtmotor.cn/fdjwx/14429.html 转载请注明出处!
业务联系人：黄经理 Tel:13924002839 邮件：13924002839@163.COM
- 上一篇：电机维修时常见的几大类型问题
- 下一篇：大型汽轮发电机常见故障的检查
