发电机故障及不正常运行状态分析与解决方案

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：定子绕组的相间短路对发电机的危害最大。同时,还会引起定子绕组电流增加及转子局部过热,威胁发电机安全。此外,发电机的不正常工作状态还有励磁绕组过负荷、发电机的失步等。

11.1.1.1 发电机的故障类型

发电机的故障类型主要有以下几种。

1.定子绕组相间短路

相间短路时产生很大的短路电流使绕组过热,故障点的电弧将破坏绕组绝缘,烧坏铁芯和绕组。定子绕组的相间短路对发电机的危害最大。

2.定子绕组匝间短路

定子绕组匝间短路时,被短路的部分绕组内将产生环流,从而引起局部温度升高,绝缘破坏,并可能转变为单相接地和相间短路。

3.定子绕组单相接地短路

故障时,发电机电压网络的电容电流将流过故障点。当此电流较大时,会使铁心局部熔化,给修理工作带来很大的困难。

4.励磁回路一点或两点接地短路

励磁回路一点接地时,由于没有构成接地电流通路,故对发电机无直接危害。如果再发生另一点接地,就会造成励磁回路两点接地短路,可能烧坏励磁绕组和铁心。此外,由于转子磁通的对称性被破坏,将引起机组强烈振动。

5.励磁电流急剧下降或消失

发电机励磁系统故障或自动灭磁开关误跳闸,会引起励磁电流急剧下降或消失。此时,发电机由同步运行转入异步运行状态,并从系统吸收无功功率。当系统无功不足时,将引起电压下降,甚至使系统崩溃。同时,还会引起定子绕组电流增加及转子局部过热,威胁发电机安全。

11.1.1.2 发电机的不正常工作状态

发电机的不正常工作状态主要有以下几种。

1.定子绕组过电流

外部短路引起的定子绕组过电流,将使定子绕组温度升高,会发展成内部故障。

2.三相对称过负荷

负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷会使定子绕组过热。

3.转子表层过热

电力系统发生不对称短路或发电机三相负荷不对称时,将有负序电流流过定子绕组,在发电机中产生相对转子的2倍同步转速的旋转磁场,从而在转子绕组中感应出倍频电流,可能造成转子局部灼伤,严重时会使护环受热松脱。

4.定子绕组过电压

调速系统惯性较大的发电机,因突然甩负荷,转速急剧上升,使发电机电压迅速升高,将造成定子绕组绝缘击穿。

5.发电机的逆功率

当汽轮机主气门突然关闭,而发电机出口断路器还没有断开时,发电机将变为电动机的运行方式,从系统中吸收功率,使发电机逆功率运行,将会使汽轮机受到损伤。

此外,发电机的不正常工作状态还有励磁绕组过负荷、发电机的失步等。