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    水利發電機常見故障分析

       日期:2015-09-15     來源:中國節能在線    瀏覽:101    

      水力發電廠的機電設備在使用的過程中,由于泥沙的淤積、機械自身的磨損、汽蝕損傷等原因,會受到不同程度的損壞,不僅影響了水利發電機的工作效率,還降低了水利發電機的使用壽命,甚至可能會造成各種安全問題。因此,為保證運行的可靠性和工作的穩定性,必須對水電機組的發電機進行及時檢修與優化。文章對水利發電機常見故障的現象、原因、處理進行了分析。

      1 水利發電機檢修現狀

      計劃檢修在防范水利發動機組異常運行問題中起到了重要的作用,而且檢修成本不高。然而隨著對電能質量要求的日益提高,計劃檢修的不足之處也日益顯現,不能滿足設備維護的需求。因此,為了保證生產的安全進行,要兼顧檢修的質量和檢修的成本兩個方面,在保證質量的同時,盡量降低檢修的成本,及時地維護與控制可能出現的問題。

      2 水利發電機常見故障原因及后果

      制動器故障。制動器故障通常是由于防塵效果不好、制動塊耐磨性差、排油不凈、載荷不均等造成的,它會導致活塞受卡動作不靈、制動塊壽命縮短,繞組絕緣強度降低、污染繞組等現象的發生。

      軸瓦損壞。當壞瓦溫度過高、各瓦間溫差過大、軸瓦燒損、軸瓦磨損或變形時,就會損壞軸瓦。導致軸瓦損壞的原因主要是各塊瓦受力不均、冷卻油溫差過大、冷卻系統故障等,軸瓦損壞會損傷軸頸、加大振動程度、造成定轉子擦碰。

      定子線圈松動下沉。長期處于高溫運行中的線圈、槽楔、墊條等,容易收縮造成松動,然后線圈在重力的作用下下沉。定子線圈松動下沉會導致主絕緣磨損,損壞線圈甚至引起短路。

      定子振動。定子鐵心合縫不嚴或鐵心松動,會破壞定子繞組絕緣及繞組緊固。

      水輪機故障。導葉漏水及空性、水輪機磨性破壞、主軸密封不良、水輪機葉片裂紋等,會導致水輪機效率降低、出力不足,甚至會損壞整個機組。

      阻尼繞組故障。阻尼繞組故障主要有阻尼環與連接板接觸不良、阻尼環與阻尼條連接處局部開焊、阻尼條斷裂等。如果失磁或頻繁起動,在阻尼繞組中,就會有大電流及轉子轉動的離心力產生,振動與噪聲因此而引發。

      轉子引線故障。如果絕緣表面不干凈、引線絕緣開裂、固定卡板松脫、焊錫面被破壞和腐蝕,或者由于受到離心力的影響,引線被甩出等,都可能導致轉子接地、失磁等故障的出現。

      轉子一點接地。如果線圈和鐵心間絕緣被破壞,這時線圈直接與鐵心接觸或者局部絕緣電阻降低,很可能引起轉子兩點接地、轉子繞組匝間短路等現象的發生。

      3 水利發電機故障現象及處理

      3.1 發電機過負荷

      發電機在運行中,如果定子電流超過額定值1.1倍,將會引起發電機的過負荷保護動作,繼而發出報警信號,這時,需要立即進行處理,從而恢復發電機的正常運行。如果系統未發生故障,應該首先考慮適當減小勵磁電流,減小發電機發出的無功功率。在系統電壓較低的情況下,為了滿足發電機功率因數的要求,如果嘗試減小勵磁電流,卻仍然不能使定子電流降回額定值,那么只有采取減小發電機有功負荷的方法。如果系統發生故障,在短時間內,發電機過負荷運行也是可以允許的,其允許值需要根據制造廠家的規定運行。

      具體處理方法如下。當發電機定子電流超過額定值1.1倍時,發電機的過負荷保護動作,繼而發出報警信號,警鈴響,機旁顯示“發電機過負荷”信號,計算機有報警信號;發電機有功、無功負荷及轉子電流超過額定值。在進行故障處理時,一定要密切監視電壓、頻率及電流大小,是否已經超過允許值。當監視到電壓或頻率升高時,必須果斷地降低無功或有功負荷,從而降低定子電流至額定值。經過調整后,如果仍然沒有效果,就必須在最短的時間內查明原因,采取有效措施,達到消除過負荷的目的。如果過電壓、頻率正常或降低,這時應該優先選用減小勵磁電流的方法,消除過負荷,但是有一點要注意的是,不可以使母線電壓降至事故極限值以下,并且立即向相關人員報告情況。如果母線電壓沒有超過事故極限值,這時發電機還是存在過負荷,那么就要依據過負荷的具體情況,采取限負荷運行的方法進行處理,同時還必須聯系調度,進而起動備用機組。

      3.2 發電機轉子一點接地

      發電機轉子接地方式有兩種,即一點接地和兩點接地。按照接地的時間還可以分為瞬時接地、永久接地、斷續接地等。因為一點接地的情況下,并不能形成回路,這時并沒有電流通過故障點,短時間內勵磁系統仍然可以工作。但是轉子一點接地很容易引發兩點接地故障,這是由于轉子正極對于地電壓和負極對于地電壓發生改變。進而導致轉子磁拉力不平衡,機組產生振動和轉子發熱。故障發生時,警鈴鳴響,發電機旁發“轉子一點接地”信號,同時計算機發出報警信號,表記指示正常。具體處理方法是,首先判斷轉子一點接地信號能不能復歸。如果是瞬時接地就可以復歸,如果是永久接地就無法復歸,并且轉子一點接地保護正常。接下來利用轉子電壓表,對轉子正對地、負對地電壓值進行測量,發生一點接地的判定條件是,某極對地電壓降至零,另一極對地電壓升至全電壓。最后對勵磁回路進行檢查,根據接地性質和部位進行處理,如果是非金屬性接地,就應該做好停機準備,并且把情況報告給調度。如果是金屬性接地,則必須啟動備用機組,解列停機,并且迅速報告調度。檢查處理時間應該控制在兩個小時之內,否則應停機處理。

      3.3 轉子回路兩點接地

      發電機轉子兩點接地的情況下,形成回路,這時有電流通過故障點。故障發生時,警鈴鳴響,發電機旁發“轉子一點接地”信號,同時計算機發出報警信號;轉子電流非正常增大,轉子電壓下降;無功功率表指示下降,功率因數可能進相,有功負荷可能降低;機組會伴隨劇烈的振動聲,這是磁場不平衡導致的。轉子回路兩點接地造成的損害較大,這時因為轉子電流的加大會損壞勵磁回路設備。尤其要注意的是,如果是在轉子繞組內部發生接地,就會引起轉子繞組過熱。機組劇烈振動損壞設備,這時必須緊急停機,并報告調度。

      3.4 發電機溫度過高

      發電機的溫度是其在運行時需要密切監視的指標,時刻注意定子、轉子或者鐵心溫度,避免超過規定值。故障發生時,上位機會發出 “機組溫度過高”報警信號。這時要根據具體情況進行判斷,采取相應的處理措施。如果發電機的有功負荷或定子電流超過了額定值,就需要進行適當調整,直到其在額定范圍之內。如果是由于測溫裝置沒有正常工作產生的,就需要退出故障測點,并采取相應措施。調節空冷器進、出水閥開度,判斷是不是開度不夠的原因。如果發現機組冷卻水壓較低,應該對供水泵進行檢查,并且加入機組冷卻備用水,令水壓恢復正常。如果發現水路不暢,這是由于空冷器堵塞了,可以采取在短時間加壓供水或者倒換機組冷卻水的措施。如果空冷器進出水閥閥芯分離,這時應該轉移機組負荷,調節合適的冷、熱風溫度。對機組的有、無功負荷進行適當分配。如果故障依然無法排除,定子線圈、鐵芯溫度高于120℃,就應聯系調度停機。

      3.5 發電機轉子回路斷線

      故障發生時警鈴發出鳴響,發“失磁保護動作”信號,計算機發出報警信號;發電機轉子電流表指針向零方向擺動,勵磁電壓升高;定子電流迅速降低,有功、無功為零;如果磁極斷線,風洞會有煙冒出,伴隨焦臭味,并且發出很大噪聲。這種現象發生時必須立刻停機,對FMK動作情況進行檢查,并通知調度。如果起火,應該立刻滅火,以免造成人員和財產的損失。

      4 結束語

      文章對水利發電機在運行中常見的故障進行了分析,對于故障出現時的現象,故障的判斷方法,故障處理措施進行了論述,從而為機組的安全運行做好保障。

     
    標簽: 水利發電
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