大型汽轮发电机常见故障分析

《大型汽轮发电机常见故障分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、大型汽轮发电机常见故障分析傅自清目录第一节故障的分类·············（1）第二节机械故障特点及原因······（2）第三节过热故障···········（18）第四节铁心故障············（23）第五节定子绕组电气故障········（25）第六节转子绕组电气故障········（27）第七节转子部件热力和机械故障·····（33）第八节轴电流及其监测·········（37）40第一节故障的分类一、按故障性质的分类1．机械故障：汽轮发电机属高速旋转机械，机械故障占有较大的比例，主要表现为：(1)转子振动、轴承振动超标(2)转动部件松动、破裂、甩出(3)定子铁心

2、松动(4)定子端部线圈及引线振动(5)异常噪声(6)轴承、密封瓦磨损(7)漏氢、漏水及漏油（8）超速：分为事故超速（从危急保安器动作转速至3600r/min）和严重超速（大于3600r/min）两类。我国12台次毁机事故统计中70%为严重超速，30%为事故超速，其中3台为200MW机组（秦岭电厂，大同二电厂，阜新电厂）。2．热力故障：大型汽轮发电机电磁负荷大，600MW级汽轮发电机定子单根线棒电流已达10000A，定子电流密度已达9—11A/mm2,转子电流密度已达10—12A/mm2，材料利用率高，因此单位体积的发热量大，尤其是内冷发电机利用水或高氢压的氢气直接冷却，将损耗带走，

3、一旦冷却系统故障将迅速产生高温，若不及时发现，将烧坏绝缘，进而产生电气故障，造成严重的事故，这类故障主要表现为：(1)定子线圈及引线过热(2)定子铁心过热(3)转子线圈过热(4)集电环和电刷过热(5)转子结构件过热（负序引起）3．电气故障：大型汽轮发电机随着容量的增大，其额定电压逐步增加，目前600－1000MW级的发电机额定电压已高达24－26kV，要求发电机具有高强度的绝缘性能，一旦受到机械振动或高温过热的破坏，以及绝缘本身的污染或者老化，将会引起严重的电气事故，主要表现为：(1)定子绕组及引线绝缘击穿，接地、相间短路(2)转子绕组及引线绝缘击穿，接地、匝间短路(3)集电环接地

4、、正负极短路(4)轴电流和机组磁化电气事故尤其是定子绕组的电气事故是各类事故中破坏性最强的,可能造成毁机的严重后果，但是大多数电气事故的首发原因都不是电气绝缘故障，而是由机械故障和热力故障引发的，因此分析这类事故要抓着首发原因，早期发现和消除机械故障和热力故障，以避免重大电气事故的发生。二、按故障部位的分类1．定子绕组2．定子铁心3．转子绕组4．转子本体和轴承5．护环401．集电环和电刷（或无刷励磁机和旋转整流轮）2．辅助设备（水系统、氢系统、油系统）从国内外的各种统计数据可见定子绕组和引线（包括冷却水系统）的故障占第一位，其次是转子绕组。定子绕组常见的故障如下：(1)股线断裂(2

5、)漏水(3)冷却通道堵塞，水量不够或断水(4)接头焊接缺陷(5)线圈间存在遗留异物(6)手包绝缘缺陷(7)绝缘磨损上述故障的发展将导致电气绝缘击穿，造成接地短路事故，因此应大力加强定子绕组的在线监测和故障诊断，防止重大事故的发生。第二节机械故障特点及原因一、振动超标和异常1．振动的特征量汽轮发电机的振动（转子振动、轴承振动、定子铁心振动、定子机座振动、定子端部绕组振动等），通常都是由机械的、电磁的等多种因素造成的强迫复杂振动。采用快速付里叶算法（FFT算法）即可得到各种频率成分的谐波分量。常用的振动频谱分析仪可直接给出频谱图。第n次谐波分量可用下式表示：Xn＝XnmSin(ωnt+

6、ψn）式中Xnm――n次谐波振动位移ωn――n次谐波振动角频率＝2πfnψn――n次谐波振动相位角在振动分析中常用的特征量如下：（1）振动位移峰—峰值：振动的通频幅值AP-P(μm)如图2－1所示,即振动标准中考核的位移限值。图2－1振动位移峰—峰值（2）振动频谱图：常用的振动频谱分析仪可以给出二维谱图和三维谱图（见图2－2），可以得到在一定转速下或不同转速下的谐波分量，这对于振动故障诊断是十分有用的依据。40(a)二维谱图（b）三维谱图图2－2振动频谱图(3)基波和谐波幅值X1m和Xnm(4)基波和谐波频率f1和fn(5)基波和谐波相位ψ1和ψn上述特征量均可用测振仪以手动或自动

7、方式测量。1．检测方法(1)振动传感器及应用：目前广泛使用的有电涡流型、速度型和加速度型三种振动传感器。A.电涡流传感器：其外形见图2－3，当传感器头部线圈上通入高频（1－2MHz）电流时，线圈周围产生高频电磁场，在邻近的金属板表面产生电涡流，此电涡流产生的电磁场与原线圈的电磁场方向相反，相互迭加，改变了原线圈的阻抗，当线圈尺寸及金属板材料的电磁性质一定时，则线圈阻抗变化值便是线圈与金属板间距离d的单值函数，将传感器的涡流线圈接入振盪回路，经放大、检波、滤波后便可得到