《装备制造技术｝２０１４年第４期 汽轮发电机的故障及检修 王 俊 （三峡电力职业学院，湖北宜昌４４３０００） 摘要：汽轮发电机是电力生产的重要设备。针对自行发电的大型工厂所使用的３０ＭＷ同步式汽轮发电机，详细分析 了发电机振动、发电机定子和转子故障、发电机发不出电压或电压不稳定等常见故障及其原因，并探讨了其维护检修 的方法。 关键词：汽轮发电机；故障；检修 中图分类号：ＴＭ３１ １ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１４）０４—０２５９－０２ 小型汽轮发电机广泛应用于自行发电的大型工 于短路或其他原因，造成系统电压太低，引起不稳 厂，以及中小型城市工业电源与照明领域，是电力生 定；汽轮汽调速器的调速不灵；自动调整励磁装置整 产的重要设备。由于其结构复杂，运行环境特殊，汽 定不良，引起无功负荷分配的振荡等。 轮发电机组经常出现各种故障，给电力生产带来巨 （３）发电机定子故障 大的危害。本文针对自行发电的大型工厂所使用的 汽轮发电机的定子主要有定子铁芯和定子绕 ３０ＭＷ同步式汽轮发电机，详细分析了其常见故障及 组。导致定子铁芯损坏的原因主要有：定子线圈击穿 原因，并探讨了其维护检修的方法。 时，烧毁定子硅钢片；由于施工或某些导磁零件造成 铁芯片间短路等。导致定子绕组线圈故障的原因主 １ 汽轮发电机的常见故障及原因 要是：绕组槽楔或端部垫块松动，引起绕组绝缘磨 损；由于过负荷或其他原因，引起定子绕组过热，造 一般汽轮发电机在正确的使用和维护下，不太 成绝缘老化；由于过电压，引起绕组绝缘击穿；定子 容易发生故障，但是由于使用不当、维护不佳、环境 铁芯松弛，引起绝缘损伤等。 不良等原因，也会造成故障。一般常见故障及原因主 （４）发电机转子故障 要有以下几５＂７ｙ面： 汽轮发电机的转子故障主要包括转子窜动和转 （１）发电机振动 子线圈故障。转子在运行中出现轴向窜动，其原因可 汽轮发电机振动太大将引起轴承损耗增大，甚 能是：发电机安装时，转子位置倾斜；或发电机运行 至引起电机某些部件的松动，以至损坏。引起汽轮发 时，定子中心和转子中心不符。导致发电机转子线圈 电机振动的原因可以分为电磁性原因和机械性原因 故障的原因主要有：转子线圈端部污秽，引起绝缘电 两大类。电磁性原因包括：发电机转子线圈匝间短路 阻下降；由于发电机突然空载，引起机组过速，以致 或是接地，造成磁场不平衡；定子和转子间空气隙不均 励磁电压升高，超过发电机转子电压，造成绝缘击 匀；转子线圈变形、移动等。机械性原因包括：转子本体 穿；转子线圈匝问短路或不稳定接地；由于不平衡或 不平衡；汽轮机与发电机连轴器的中心配合不正；由于 是异步运行，造成转子局部过热等。 基础下沉或其他原因造成基础与底板脱开等。 （５）其他故障 （２）发电机发不出电压或电压不稳定 汽轮发电机其他常见故障主要有轴承故障、发 导致发电机发不出电压的原因主要有：发电机 电机过热等。导致发电机轴承故障的原因主要有：轴 励磁回路发生两点接地以及励磁机发生故障。励磁 承座绝缘不良，造成轴电流通过轴承，引起轴承过热 机的故障包括：励磁机主极线圈断线或反接；旋转整 和侵蚀；油量调节不当或密封不良，引起轴承漏油 流装置的整流元件损坏或接点松动脱掉；电枢线圈 等。导致发电机过热的原因主要有：发电机过载运 短路或断线等。 行；发电机铁芯和绕组短路；空气冷却器或通风系统 导致发电机电压不稳定的原因主要有：系统由 发生故障等。 收稿日期：２Ｏ１４－０１－ｏ７ 作者简介：王俊（１９８２一），男，湖北宜昌人，讲师，博士，主要研究方向为新能源应用技术及材料，电机技术。 ２５９ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．４，２０１４ ２ 汽轮发电机的维护检修 汽轮发电机组的可靠运行与其制造工艺及保护 装置有关，但更重要的是取决于对机组的维护与检 修。因此，在运行中的发电机应根据现场条件，定期 进行检修。 绝缘或端部垫块位置村在较大移动的转子，应该重 新经过平衡校验。 （１）检修前的准备工作 发电机停机检修前，除应根据现场情况、运行中 的缺陷记录等编制检修项目、进度，准备必须的工具 （４）定子的检修 在没有抽出转子的情况下，检查定子线圈端部 及连接线的绝缘有无损坏，并且将油污赃物擦净。注 意检查定子线圈及连接线所有的焊接头处绝缘，有 无枯朽等过热迹象，并测量每一分支路直流电阻，比 较各支路，并与以前测量的数值比较、分析。检查端 部垫块，支架及引出线处垫块的绑扎有无松弛，端部 压块螺栓支架以及出线板处螺栓有无松动。检查埋 外，还应进行一些必要试验。比如：停机前测量轴承 的振动；在去掉负荷和电压后，立即在额定转速、减 低转速直至停车时刻，分别测量转子的绝缘电阻；停 机后，立即测量定子线圈热态绝缘电阻；其他在检查 中认为有必要进行试验的项目，如空载特性、短路特 性、直流电阻等。 （２）轴承的检修 轴承的检修主要包括：测量轴承座与底板以及 进出的绝缘电阻，并予以清理擦净；检查转子轴 在轴承的位置，轴颈与轴承上部的间隙，两侧间隙以 及轴承与轴承的紧量；检查轴承巴氏合金与瓦胎的 接合面有无裂纹；检查轴承油室及是否清洁，必 要时予以清洗；检查轴承的用油质量和黏度，并且定 期予以更换。 （３）转子的检修 一般转子的检修工作包括：擦净整流元件和引 线周围的污秽；检查风扇紧固情况，并注意风叶和焊 缝有无裂纹；检查通风孔有无堵塞，并注意护环有无 其他异常现象；用灯照亮转子花鼓筒缺口，检查转子 线圈端部；检查轴颈表面情况。 在检修中，不一定需要抽出转子，但对于新机组 投入运行一年后，建议最好抽出转子，以便进行全面 的检修。此后，除在特殊情况检修项目涉及必须抽出 转子时，可以每三年抽出一次，进行全面检修。 在抽出转子后，检查转子表面有无变色锈斑，转 子本体与护环配合面处有无变色。检查转子槽楔是 否松动。抽出转子后，在宽敞的地方应进一步对风扇 与护环进行检查。 一般的大修项目不需要拔取护环。只有在判明 是转子线圈内部问题，若不拆卸护环就不能排除故 障的情况下，方准进行。拔出转子护环后，首先应寻 找和消除作为必须拔护环原因的故障；然后检查线 圈端部形状是否变形，端部垫块是否有移动；检查转 子绕组匝间、端部及接至整流元件的引线绝缘情况。 用无油质干燥的压缩空气吹扫线圈端部的灰尘，必 要时修理其绝缘，重新喷漆。对于转子线圈已经重新 在定子内的电阻测温元件的绝缘电阻。检查定子和 转子间的空气间隙，并注意定子槽楔有无凸出。 对于抽出转子的情况，应注意，凡是进入定子膛内 的作业，应在定子铁芯和线圈端部铺上绝缘纸板，以免 损坏或弄脏定子，更应严禁脚踏线圈端部，并注意机内 不应有其他金属物件，以免调入定子内部，每次工作完 毕，应检查工具是否全部取出，不能遗落在机内。 检查定子铁芯，应注意膛内表面有无锈斑或变 色锈斑，以确定铁芯有无松弛或由短路引起的局部 过热情况，并注意检查通风槽钢是否压紧。在检查风 道时，应注意风道如果有测温引线通过，不能碰坏 它。检查定子线圈的槽内部分时，应注意通风渠内线 圈绝缘有无显著胀出情况，槽楔是否松弛，个别地方 的槽楔和绝缘有无局部过热迹象。 最后，用无油质干燥的压缩空气吹扫定子铁芯 和线圈端部，并根据情况决定是否在线圈端部喷绝 缘漆。 （５）发电机完成检修后，必须进行干燥和复装 工作。 ３结束语 本文针对自行发电的大型工厂所使用的３０ＭＷ 同步式汽轮发电机进行分析，分析了发电机振动、发 电机定子和转子故障、发电机发不出电压或电压不稳 定等常见故障发生的原因，并详细论述了其维护检修 的方法。以某大型工厂自备电厂３０ＭＷ同步式汽轮 发电机为例，设备经过检修后，机组运行平稳、正常。 参考文献： 【１】黄文虎，夏松波，等．设备诊断原理技术及应用［Ｍ】．北京：科 学出版社，１９９６． ［２］施圣康．汽轮发电机组振动故障诊断技术的发展现状【Ｊ】．动 力工程，２００１（４）：１２９５—１２９８． 【３】陈发斌．汽轮发电机组故障停机原因分析及对策［Ｊ】．石油化 工安全环保技术，２００８，２４（３）：２３—２６． （下转第２６３页） 《装备制造技术）２０１４年第４期 点０之间的导电连续性的检验以及所选用的自动断 ４ 结束语 路器是否合适。采用－Ｉ－Ｉ’系统时各线路上都应有剩余 电流动作保护装置，起重机接地装置应于电源 设计者，安装、使用以及检验单位应根据不同电 中性点接地装置且起重机接地装置接地电阻Ｒｄ不 网采用不用的接地故障保护形式，包括防止出现危 大于１～４ Ｑ。 险接触电压（切除供电）和防止产出危险接触电压 （可导电部分的接触电压不大于５Ｏ Ｖ）。因此在设备 参考文献： 存续过程中应加强供电系统类型判断以及相应接地 【ｌ】ＧＢ ５００５４－－２０１ １，低压配电设计规范［ｓ】． 故障防护功能性验证。采用ＴＮ系统时应检验接地回 ［２】ＧＢ １４０５０－－２００８，系统接地的型式及安全技术要求［Ｓ］． 路导电连续性，即电气设备的接地端子与电源中性 Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｎ Ａｂｎｏｒｍａｌ Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃａｓｅ ｏｆ Ｃｒａｎｅ ＷＡＮＧ Ｚｈｉ－ｊｉｅ （Ｆｕｊｉｎ ａＳｐｅｃｉｌａ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｂｒａｎｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｆｕｊｉａｎ ３５２１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｏｉｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｈｏｃｋ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ ｏｃｃｕｒｒｅｄ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｈｏｃｋ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｏｆ ｃｒａｎｅ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｆｉｅｌｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎａｌａｙｓｉｓ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｃａｕｓｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ，ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ，ａｖｏｉｄ ｓｉｍｉｌｒ ａａｃｃｉｄｅｎｔ ｔｏ ｈａｐｐｅｎ ａｇａｉｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｃｃｉｄｅｎｔ ｃａｓｅｓ；ｃａｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ （上接第２６０页） Ｔｕｒｂｏ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｆａｉｌｕｒｅ ａｎｄ Ｒｅｐａｉｒ ＷＡＮＧ Ｊｕｎ （Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｆ ｏＥｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｙｉｃｈａｎｇ Ｈｕｂｅｉ ４４３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｕｒｂｏ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｉｓ ａｌｌ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｆａｕｌｔｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｃａｕｓｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｔａｔｏｒ ａｎｄ ｒｏｔｏｒｆａｉｌｕｒｅ，ｎｏ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｒ ｖｏｌｔｇｅ ａｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｏｒ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ３０ＭＷ ｔｕｒｂｉｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｉｎ ｌｒｇｅ ｐｌａａｎｔｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｇｅｎｅｒａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅｉｒ ｏｗｎ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｎｄ ａｏｖｅｒｈａｕｌ ｏｆ ｉｔｓ ａｐｐｒｏａｃｈ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｒｂｏ ｔｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｆｉｌａｕｒｅ；ｒｅｐａｉｒ ２６３
