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水利发电机常见故障分析

2015-09-15 10:09:27来源:论文网浏览: 评论:0

  水力发电厂的机电设备在使用的过程中,由于泥沙的淤积、机械自身的磨损、汽蚀损伤等原因,会受到不同程度的损坏,不仅影响了水利发电机的工作效率,还降低了水利发电机的使用寿命,甚至可能会造成各种安全问题。因此,为保证运行的可靠性和工作的稳定性,必须对水电机组的发电机进行及时检修与优化。文章对水利发电机常见故障的现象、原因、处理进行了分析。

  1 水利发电机检修现状

  计划检修在防范水利发动机组异常运行问题中起到了重要的作用,而且检修成本不高。然而随着对电能质量要求的日益提高,计划检修的不足之处也日益显现,不能满足设备维护的需求。因此,为了保证生产的安全进行,要兼顾检修的质量和检修的成本两个方面,在保证质量的同时,尽量降低检修的成本,及时地维护与控制可能出现的问题。

  2 水利发电机常见故障原因及后果

  制动器故障。制动器故障通常是由于防尘效果不好、制动块耐磨性差、排油不净、载荷不均等造成的,它会导致活塞受卡动作不灵、制动块寿命缩短,绕组绝缘强度降低、污染绕组等现象的发生。

  轴瓦损坏。当坏瓦温度过高、各瓦间温差过大、轴瓦烧损、轴瓦磨损或变形时,就会损坏轴瓦。导致轴瓦损坏的原因主要是各块瓦受力不均、冷却油温差过大、冷却系统故障等,轴瓦损坏会损伤轴颈、加大振动程度、造成定转子擦碰。

  定子线圈松动下沉。长期处于高温运行中的线圈、槽楔、垫条等,容易收缩造成松动,然后线圈在重力的作用下下沉。定子线圈松动下沉会导致主绝缘磨损,损坏线圈甚至引起短路。

  定子振动。定子铁心合缝不严或铁心松动,会破坏定子绕组绝缘及绕组紧固。

  水轮机故障。导叶漏水及空性、水轮机磨性破坏、主轴密封不良、水轮机叶片裂纹等,会导致水轮机效率降低、出力不足,甚至会损坏整个机组。

  阻尼绕组故障。阻尼绕组故障主要有阻尼环与连接板接触不良、阻尼环与阻尼条连接处局部开焊、阻尼条断裂等。如果失磁或频繁起动,在阻尼绕组中,就会有大电流及转子转动的离心力产生,振动与噪声因此而引发。

  转子引线故障。如果绝缘表面不干净、引线绝缘开裂、固定卡板松脱、焊锡面被破坏和腐蚀,或者由于受到离心力的影响,引线被甩出等,都可能导致转子接地、失磁等故障的出现。

  转子一点接地。如果线圈和铁心间绝缘被破坏,这时线圈直接与铁心接触或者局部绝缘电阻降低,很可能引起转子两点接地、转子绕组匝间短路等现象的发生。

  3 水利发电机故障现象及处理

  3.1 发电机过负荷

  发电机在运行中,如果定子电流超过额定值1.1倍,将会引起发电机的过负荷保护动作,继而发出报警信号,这时,需要立即进行处理,从而恢复发电机的正常运行。如果系统未发生故障,应该首先考虑适当减小励磁电流,减小发电机发出的无功功率。在系统电压较低的情况下,为了满足发电机功率因数的要求,如果尝试减小励磁电流,却仍然不能使定子电流降回额定值,那么只有采取减小发电机有功负荷的方法。如果系统发生故障,在短时间内,发电机过负荷运行也是可以允许的,其允许值需要根据制造厂家的规定运行。

  具体处理方法如下。当发电机定子电流超过额定值1.1倍时,发电机的过负荷保护动作,继而发出报警信号,警铃响,机旁显示“发电机过负荷”信号,计算机有报警信号;发电机有功、无功负荷及转子电流超过额定值。在进行故障处理时,一定要密切监视电压、频率及电流大小,是否已经超过允许值。当监视到电压或频率升高时,必须果断地降低无功或有功负荷,从而降低定子电流至额定值。经过调整后,如果仍然没有效果,就必须在最短的时间内查明原因,采取有效措施,达到消除过负荷的目的。如果过电压、频率正常或降低,这时应该优先选用减小励磁电流的方法,消除过负荷,但是有一点要注意的是,不可以使母线电压降至事故极限值以下,并且立即向相关人员报告情况。如果母线电压没有超过事故极限值,这时发电机还是存在过负荷,那么就要依据过负荷的具体情况,采取限负荷运行的方法进行处理,同时还必须联系调度,进而起动备用机组。

  3.2 发电机转子一点接地

  发电机转子接地方式有两种,即一点接地和两点接地。按照接地的时间还可以分为瞬时接地、永久接地、断续接地等。因为一点接地的情况下,并不能形成回路,这时并没有电流通过故障点,短时间内励磁系统仍然可以工作。但是转子一点接地很容易引发两点接地故障,这是由于转子正极对于地电压和负极对于地电压发生改变。进而导致转子磁拉力不平衡,机组产生振动和转子发热。故障发生时,警铃鸣响,发电机旁发“转子一点接地”信号,同时计算机发出报警信号,表记指示正常。具体处理方法是,首先判断转子一点接地信号能不能复归。如果是瞬时接地就可以复归,如果是永久接地就无法复归,并且转子一点接地保护正常。接下来利用转子电压表,对转子正对地、负对地电压值进行测量,发生一点接地的判定条件是,某极对地电压降至零,另一极对地电压升至全电压。最后对励磁回路进行检查,根据接地性质和部位进行处理,如果是非金属性接地,就应该做好停机准备,并且把情况报告给调度。如果是金属性接地,则必须启动备用机组,解列停机,并且迅速报告调度。检查处理时间应该控制在两个小时之内,否则应停机处理。

  3.3 转子回路两点接地

  发电机转子两点接地的情况下,形成回路,这时有电流通过故障点。故障发生时,警铃鸣响,发电机旁发“转子一点接地”信号,同时计算机发出报警信号;转子电流非正常增大,转子电压下降;无功功率表指示下降,功率因数可能进相,有功负荷可能降低;机组会伴随剧烈的振动声,这是磁场不平衡导致的。转子回路两点接地造成的损害较大,这时因为转子电流的加大会损坏励磁回路设备。尤其要注意的是,如果是在转子绕组内部发生接地,就会引起转子绕组过热。机组剧烈振动损坏设备,这时必须紧急停机,并报告调度。

  3.4 发电机温度过高

  发电机的温度是其在运行时需要密切监视的指标,时刻注意定子、转子或者铁心温度,避免超过规定值。故障发生时,上位机会发出 “机组温度过高”报警信号。这时要根据具体情况进行判断,采取相应的处理措施。如果发电机的有功负荷或定子电流超过了额定值,就需要进行适当调整,直到其在额定范围之内。如果是由于测温装置没有正常工作产生的,就需要退出故障测点,并采取相应措施。调节空冷器进、出水阀开度,判断是不是开度不够的原因。如果发现机组冷却水压较低,应该对供水泵进行检查,并且加入机组冷却备用水,令水压恢复正常。如果发现水路不畅,这是由于空冷器堵塞了,可以采取在短时间加压供水或者倒换机组冷却水的措施。如果空冷器进出水阀阀芯分离,这时应该转移机组负荷,调节合适的冷、热风温度。对机组的有、无功负荷进行适当分配。如果故障依然无法排除,定子线圈、铁芯温度高于120℃,就应联系调度停机。

  3.5 发电机转子回路断线

  故障发生时警铃发出鸣响,发“失磁保护动作”信号,计算机发出报警信号;发电机转子电流表指针向零方向摆动,励磁电压升高;定子电流迅速降低,有功、无功为零;如果磁极断线,风洞会有烟冒出,伴随焦臭味,并且发出很大噪声。这种现象发生时必须立刻停机,对FMK动作情况进行检查,并通知调度。如果起火,应该立刻灭火,以免造成人员和财产的损失。

  4 结束语

  文章对水利发电机在运行中常见的故障进行了分析,对于故障出现时的现象,故障的判断方法,故障处理措施进行了论述,从而为机组的安全运行做好保障。

 

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