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关于汽轮发电机运行故障诊断与预防的探讨

作者: 林丽萍

  [摘 要]随着不断发展国家经济,逐渐出现能源紧张问题,为了能够及时解决供应能源问题,应该不断改进发电方式,现阶段,火力发电已经逐渐成为比较重要的发电方式,汽轮发电机是火力发电中主要的构成部分,是否能够可靠运行会极大程度上影响系统稳定性和安全性,并且也会在一定程度上影响用户用电经济性和用电安全性,本文主要分析了运行汽轮发电机过程中的故障问题,并且基于此提出合理的解决对策,从而保证能够经济、安全、可靠的运行发电机。
  [关键词]汽轮发电机 运行故障 诊断 预防
  中图分类号:TM306 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)10-0289-01
  现阶段,国内主要发电方式就是煤炭发电,随着不断改变发电方式,开始逐渐投产运行高参数火电发电机组,促使我国开始进入新的火力发电阶段,其中比较重要的构成部分就是汽轮发电机,同时也是正常运行火力发电的主要设施。正常发展火力发电的过程中经常受到汽轮发电机事故或故障的影响,在并网运行大容量汽轮发电机以后,在运行监测、系统安全、维护检修等方面都会出现一定不足和缺陷,正式运行火力发电以后会因为损坏设备导致出现大面积停电问题,从而严重影响国家经济发展,并且也会严重危害电网运行的安全。为了能够及时有效解决上述问题,应该不断归纳总结先进经验,不断完善发电机结构,充分考虑日常维护和检修方面的可靠性和安全性。
  一、汽轮发电机运行故障诊断
  汽轮发电机运行时候因为存在比较复杂引发原因和比较发生故障部位,导致出现很种类汽轮发电机运行故障,但是不同种类故障存在一定严重性和多发性区别,基于此下文主要分析以下几种汽轮发电机运行故障。
  (一)定子绕组故障
  现阶段,大部分大型汽轮发电机经常使用的冷却方式都是水-氢-氢形式,也就是定子铁心氢冷、转子绕组氢内冷、定子绕组水内冷,因为制造工艺和设计比较落后,促使不能严格管理检验维修、生产流程、控制工序的质量,导致会由于热应力、机械应力等因素影响发电机运行,从而促使定子绕组短路故障和接地故障。一般情况下都是在绕组端部出现定子绕组故障。可以分为以下几方面,一是,不良焊接工艺初始损坏接头;二是,定子引线和线板铜体出现疲劳断裂;三是,定子绕组漏水;四是,磨损端部紧固件;五是,定子绕组上遗留金属异物;六是,堵塞定子绕组冷却水回路;七是,定子绕组出现绝缘故障。
  (二)定子铁芯故障
  由于装配工艺和制造工艺的限制和影响,例如,变成绝缘漆厚度和硅钢片厚度偏差、两端压指的高度偏差、铁芯压装中冷热压次数、铁芯压装中压力大小、去边缘和冲剪毛边工艺,此外在长期出土交变电磁力影响下的电机铁芯,会导致定子铁芯出现整体松弛或者局部松弛问题,从而严重名破坏铁芯绝缘能录,导致铁芯芯片出现局部过热和断路,严重的会导致出现定子绕组故障,从而会在一定程度上影响安全运行发电机。
  (三)转子绕组故障
  绕组故障基本上主要包括烧损集电环-电刷设备、热变形、匝间短路故障以及对地绝缘故障等。从以下几方面来分析转子绕组匝间短路和接地故障,转子绕组中进入焊渣、金属异物、导电粉尘;冷却器漏水;过热的转子绕组导致严重损坏绝缘;堵塞水内冷却转子绕组,促使出现局部股热问题,从而烧损匝间绝缘;由于机械应力和热应力损坏设备绝缘;粗糙的制造工艺促使出现局部缺陷。汽轮发电机云心规定时候因为机械作用和受热欧膨胀导致出现塑性形变,也就是所说的热变形或者残余变形。随着不断积累残余变形,导致损坏转子端部绝缘以及绕组槽部绝缘,从而导致设备初夏接地故障或者匝间短路,甚至出现断裂绕组的现象。针对有刷汽轮发电机来说,保证电机能够安全正常运行基础就是电刷和集电环之间的可靠接触。如果上述两部分出现不良接触会导致严重孙焕集电环绝缘、烧毁刷架、刷握等,从而出现接地故障[1]。
  (四)负序电流烧损转子
  一般情况下,都是在三相对称负荷状态下运行汽轮发电机。但是如果出现不对称发电机或者电力系统故障点时候,可以暂时运行在不对称三相负荷状态中。如果电力系统运行的过程中出现两相短路、单项接地故障以及系统单相重合闸的时候,此外,在发电机正常出口或者故障情况下不能同时在三相负荷中断开和切入相关操作过程。不对称运行发电机,除了电子绕组总正序电压和电流以外,还会出现零序和负序电压和电流。负序电流形成的反向旋转磁场,可以在转子铁芯、阻尼绕组、励磁绕组中形成耳背电流,从而导致出现铁耗和铜耗,以至于会严重降低发电机运行效率,甚至烧毁设备转子。负序电流有可能导致定子振动和转矩脉动。虽然是短暂不对称运行,但是如果不能及时正确处理故障或者动作,会导致烧毁发电机,从而出现安全事故[2]。
  二、汽轮发电机运行故障的预防
  (一)定子绕组故障预防措施
  改变定绕组成型工艺和线棒胶化技术,提高径向和切向固定以及端部渐开线。焊接完线棒接头以后需要及时检车是否合格,合格以后需要整形处理导线,并且应该光滑过度接头。利用超声波流量计或者热水流实验来检车是否堵塞定子水路,必要的时候应该严格控制符合实际运行需求的内冷水质,保证能够正确进行水冷检温指示。在进行定期维修单时候,应该及时禁锢紧固件、检查定子端部县区,查看是否出现磨损绝缘或者松动的问题,此外需要及时有针对性更换紧固件[3]。
  (二)定子铁芯故障预防措施
  监测制造的时候需要进行严格监控,对冲压以后的硅钢片进行去边毛处理。叠压制造的时候,应该尽可能合理控制压装力度,避免损坏绝缘,保证安装定子芯片质量。大修机组的过程中应该及时检查穿心螺杆以及定位螺杆是否出现松动现象,并且依据损耗试验和铁芯温升来对定子铁芯进行故障检查,还可以依据红外热像仪来及时检车定子内部铁芯温度分布情况。
  (三)转子绕组故障预防措施
  适当改变转子绕组通风实际结构,及时检测是否堵塞风孔。对于转子绕组铜线上出现的金属颗粒以及毛刺应该及时去除。改变运行过程中明转子灭磁作用,避免出现影响转子运行的过电压现象。改变绕组但不内部匝间绝缘技术。绕组设备进行大修的时候应该及时分析绝缘老化问题;提高维护运行力度,从而可以在一定程度上避免长期运行出现过热转子绕组或者振动的问题。依据微分探测线圈技术来检测转子绕组是否出现短路,保证能够平稳接触电刷和集电环,以至于确保能建立光洁表面的氧化碳薄膜层[4]。
  (四)负序电流烧损转子预防措施
  设备上应该合理安装负序保护装置,以便于能实时监测负序电流稳定状态,并且也应该安装一定报警设备。实际运行的时候应该及时控制断路器质量,并且还需要及时检查是否全部断开或者别和三相断路器,适当的安装一定失灵保护设备。如果出现不能同时闭合或者断开三相断路器的时候,应该尽可能降低发电机励磁电流和汽轮机输出功率,然后最大限度降低负序电流,定期检测灭磁开关卡涩问题,必要的时候及时更换设备器件[5]。
  结束语
  综上,火力发电系统中汽轮发电机是十分重要的,随着不断提高单机容量,更加关注设备运行安全和可靠性,本文主要分析了汽轮发电机运行故障诊断与预防。
  参考文献
  [1] 王宏生.汽轮发电机运行故障诊断与预防[J].科技创新与应用,2015(13):110-110.
  [2] 李郭洋,袁东辉.论汽轮发电机故障诊断系统的开发[J].科学与财富,2011(8):256-256.
  [3]尹文俊,王淑华.1000 MW汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的诊断与分析[J].黑龙江电力,2014,36(1):71-73,77.
  [4] 武玉才,李永刚.基于功率期望原理的汽轮发电机励磁绕组短路故障诊断[J].中国电机工程学报,2014(33):5934-5940.
  [5] 孙立基.汽轮发电机的主要故障诊断与预防措施[J].建筑工程技术与设计,2014(8):370-370.
论文来源:《中国科技博览》 2016年10期
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