发电机运行中主要故障检查及分析

  仪器信息网 ·  2009-08-02 21:40  ·  27266 次点击
摘要:我国大型汽轮发电机近年来发生的性质严重、影响较大且在一定程度上带有普遮性的运行故降和事故进行分析。结合现场工作实践,提出了最适用和最有效的手段和预防措施。
关键词:发电机,运行故障,检查
汽轮机故障诊断的研究对于提高汽轮机运行的安全性、经济性及可靠性具有重要意义。汽轮发电机组的故障比较复杂,很难用单一的分解策略,建立精确的分解层次。在实际应用中先按照模式特征分解成机组轴系机械故障、发电机电气故障、汽轴机热力故障及其它部件故障四个子集。
1.发电机转子接地故障
发电机转子绕组出现一点接地,一般认为并不影响发电机的正常运行。如果在绕组内部或励磁回路发生另一点接地,构成两点接地时,转子绕组、转子铁心或护环可能被短路的直流电流烧损,同时因部分短路匝而形成的磁路不对称,会造成机组振动增大,甚至会造成转子本体磁化。
转子绕组发生接地的可能原因有以下几个:
a.制造和检修工艺不良。如导线焊接质量不良、槽衬受损、转子绕组至滑环的引线及导电螺钉绝缘受损、遗留焊渣、导电粉尘等异物。
b.运行维护不当。如氢气湿度大、氢中含油,集电环与轴之间的绝缘筒、集电环与引线连接处积存碳粉、污垢等。
c.设计结构缺陷。如老式结构转子主绝缘外敷保护钢甲,运行中在发热膨胀和机械作用下,主绝缘受损,导致接地故障。
d.选材质不好。制造厂选用的导线、绝缘材料质量不好,存在先天缺陷。
e.运输保管不当。转子在运输保管过程中绝缘受潮、赃污或通风孔进入异物。
2.发电机在检修过程中出现的机械电气故障
由于各电厂加强了检修和运行的技术监督工作,并进行了一些行之有效的新项目试验,如端部线圈“电位外移”测量,检查定子端部固定情况的“振动摸态试验”等,先后发现重要缺陷12台次,主要有以下几种类型:
(1)检修中测量位移电位偏高,多次手包绝缘不良有5次,对这些缺陷都在检修中处理合格了。在300MW机检修中,定子线圈绝缘受潮严重,采用热水干燥法对其进行了处理。
(2)检修时在预防性试验直流耐压时定子线圈被击穿2台次,大部分槽楔松动,部分已脱落,同时发现端部固定支架与铁心压圈的接触面上有黑色油泥。经过端部线圈进行振动模态试验表明,汽侧发现有102Hz、105Hz的模态频率,说明其固有频率已十分接近发电机的倍频振动100Hz可以认为槽楔松动、端部固定支架与铁心压圈的接触面上的黑色油泥,均与端部线圈运行中发生较大的振动有关,绝缘支架的磨损产物与油污形成了油泥。由于这种振动作用,槽楔松动,引起线圈绝缘的磨损,导致线圈绝缘强度下降,从而在预防性试验直流耐压时击穿。
(3)发电机定子端部固定螺栓松动3台次,端部绑扎2台次。100MW的汽轮发电机以前就发生过,螺栓与螺母脱落后落在槽口的线圈之间,在电磁振动的作用下,使绝缘产生磨损,导致定子一点接地而被迫停机处理。另侧一引线与垫块绑扎松动,并且因运动中的振动作用而磨损绝缘出现许多黄粉。
3.汽轮发电机组的轴电压、转轴的磁化与退磁
3.1轴电压产生的原因及危害
轴电压是汽轮发电机运行中一个值得注意的问题。大型汽轮发电机,如对轴电压抑制或防护措施不当,将会产生电机大轴、轴瓦及汽轮机动静部分磁化及烧伤的严重后果。
轴电压主要是由于以下4种原因产生:
(1)汽轮机低压缸静电荷引起的轴电压;
(2)发电机制造或运行中因磁路不对称引起的轴电压断
(3)静止励磁系统脉动分量引起的轴电压;
(4)转子绕组匝间短路产生的单极电势。

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