故障檢修與技術(shù)維護

發(fā)電機常見(jiàn)故障原因及排除方法

 

 

圖1 發(fā)電機故障診斷原理圖

 

 

一、 發(fā)電機不能發(fā)電

 

（1）故障現象

柴油發(fā)電機組運轉后，發(fā)電機轉速達到額定轉速時(shí)，將交流勵磁機定子勵磁回路開(kāi)關(guān)閉合，調壓電位器調至升高方向到最大值時(shí)，發(fā)電機無(wú)輸出電壓或輸出電壓很低。

（2）故障原因

① 發(fā)電機鐵芯剩磁消失或太弱

新裝柴油發(fā)電機組受長(cháng)途運輸顛振或發(fā)電機放置太久，發(fā)電機鐵芯剩磁消失或剩磁減弱，造成發(fā)電機剩磁電壓消失或小于正常的剩磁電壓值，即剩磁線(xiàn)電壓小于10V，剩磁相電壓小于6V。由于同步發(fā)電機定、轉子及交流勵磁機的定、轉子鐵芯通常采用1～1.5mm厚的硅鋼片沖制疊成，勵磁后受到振動(dòng)，剩磁就容易消失或減弱。

② 勵磁回路接線(xiàn)錯誤

檢修發(fā)電機時(shí)，工作不慎把勵磁繞組的極性接反，通電后使勵磁繞組電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與剩磁方向相反而抵消，造成剩磁消失。此外，在檢修時(shí)，測量勵磁繞組的直流電阻或試驗自動(dòng)電壓調節器AVR對勵磁繞組通直流電流時(shí)，沒(méi)有注意其極性，也會(huì )造成鐵芯剩磁消失。

③ 勵磁回路電路不通

發(fā)電機勵磁回路中電氣接觸不良或各電氣元件接線(xiàn)頭松脫，引線(xiàn)斷線(xiàn)，造成電路中斷，發(fā)電機勵磁繞組無(wú)勵磁電流。

④ 旋轉整流器直流側的電路中斷

由于旋轉整流器直流側的電路中斷，因此，交流勵磁機經(jīng)旋轉整流器整流后，給勵磁繞組提供的勵磁電流不能送入勵磁繞組，造成交流同步發(fā)電機不能發(fā)電。

⑤ 交流勵磁機故障無(wú)輸出電壓

交流勵磁機故障發(fā)不出電壓，使交流同步發(fā)電機的勵磁繞組無(wú)勵磁電流。

⑥ 發(fā)電機勵磁繞組斷線(xiàn)或接地

造成發(fā)電機無(wú)勵磁電流或勵磁電流極小。

（3）處理方法

① 發(fā)電機鐵芯剩磁消失時(shí)，應進(jìn)行充磁處理。其充磁方法為：對于自勵式發(fā)電機，通常用外加蓄電池或干電池，利用其正負極線(xiàn)往勵磁繞組的引出端短時(shí)間接通通電即可，但一定要認清直流電源與勵磁繞組的極性，即將直流電源的正極接勵磁繞組的正極，直流電源的負極接勵磁繞組的負極。如果柴油發(fā)電柴油發(fā)電機組控制面板上備有充磁電路時(shí)，應將鈕子開(kāi)關(guān)扳向“充磁”位置，即可向交流勵磁機充磁。對于三次諧波勵磁的發(fā)電機，當空載起勵電壓建立不起來(lái)時(shí)，也可用直流電源進(jìn)行充磁。

② 勵磁回路接線(xiàn)錯誤，查找后予以糾正。

③ 用萬(wàn)用表歐姆擋查找勵磁回路斷線(xiàn)處，并予以接通；接觸不良的故障處，用細砂布打磨表面氧化層，松脫的接線(xiàn)螺栓螺母應將其緊固。

④ 勵磁繞組的接地與斷線(xiàn)故障，可用500V兆歐表（搖表）檢查繞組的對地絕緣，找出接地點(diǎn)，用萬(wàn)用表找出斷線(xiàn)處，并予以修復。

 

圖2 發(fā)電機電路圖

 

 

二、發(fā)電機輸出電壓太低

 

（1）故障現象

在額定轉速下，磁場(chǎng)變阻器已調向“電壓上升”的最大位置，柴油發(fā)電機組空載時(shí)，電壓整定不到1.05倍額定電壓，表明發(fā)電機輸出電壓太低，并聯(lián)、并網(wǎng)或功率轉移時(shí)會(huì )遇到困難。

（2）故障原因

① 原動(dòng)機（柴油機）的轉速太低，使發(fā)電機定子繞組感應的電勢太低。

② 定子繞組接線(xiàn)錯誤，感應電勢低，甚至三相不平衡。

③ 勵磁繞組接線(xiàn)錯誤，至少有個(gè)別相鄰磁極極性未接成N、S，嚴重削弱電機勵磁磁場(chǎng)，使發(fā)電機感應電壓低。

④ 勵磁繞組匝間短路，使電機勵磁磁勢削弱，發(fā)電機感應電壓低。

⑤ 勵磁機發(fā)出的電壓太低。

（3）處理方法

① 迅速調整同步發(fā)電機的原動(dòng)機轉速，使其達到額定值。

② 按圖紙規定更正定子接線(xiàn)。

③ 對于勵磁繞組接線(xiàn)錯誤，可用自測法或用南北磁針來(lái)鑒別錯誤極性并更正接線(xiàn)。

④ 對于勵磁繞組匝間短路，首先測量單個(gè)繞組的交流阻抗，若相差一倍以上，則應懷疑阻抗小的繞組有短路，應進(jìn)一步對單個(gè)繞組進(jìn)行短路試驗。

⑤ 對于勵磁機電壓太低，按上述各條進(jìn)行檢查和處理。

 

圖3 發(fā)電機輸出電壓示意圖

 

 

三、發(fā)電機輸出電壓太高

 

（1）故障現象

在額定轉速下，磁場(chǎng)變阻器已調向“電壓降低”的最小位置，柴油發(fā)電機組空載時(shí)，電壓整定仍超過(guò)1.05倍額定電壓，表明發(fā)電機輸出電壓太高。

（2）故障原因

① 發(fā)電機轉速高而使其端電壓過(guò)高。

② 分流電抗器的氣隙過(guò)大。

③ 勵磁機的磁場(chǎng)變阻器短路，致使變阻器調壓失靈。

④ 柴油發(fā)電機組出現“飛車(chē)”事故。

（3）處理方法

① 當發(fā)電機轉速過(guò)高時(shí)，應降低其原動(dòng)機的轉速。

② 改變分流電抗器的墊片厚度，以調整其氣隙至規定值。

③ 當勵磁機的磁場(chǎng)變阻器調壓失靈時(shí)，應仔細找出短路故障點(diǎn)并予以消除。

④ 當柴油發(fā)電機組出現“飛車(chē)”事故時(shí)，應立即設法停機，然后按柴油機“飛車(chē)”故障處理。

 

四、發(fā)電機輸出電壓不穩

 

（1）故障現象

柴油發(fā)電機組啟動(dòng)運行后，發(fā)電機空載或負載運行時(shí)電壓（電流和頻率）忽大忽小。

（2）故障原因

① 柴油機調速裝置有故障，使柴油機供油量忽大忽小，造成柴油發(fā)電機組轉速不穩定，使發(fā)電機輸出電壓和頻率引起波動(dòng)。

② 勵磁電路中，電壓調節整定電位器接觸不良或接線(xiàn)松動(dòng)，旋轉整流器接線(xiàn)松動(dòng)，使勵磁電流忽大忽小，引起發(fā)電機輸出電壓不穩定。

③ 勵磁繞組對地絕緣受損，電機運行時(shí)繞組時(shí)而發(fā)生接地現象使電壓波動(dòng)。

④ 自動(dòng)電壓調節器（AVR）勵磁系統電路有故障，使AVR對勵磁電流控制不穩定。

（3）處理方法

① 柴油發(fā)電機組轉速不穩定，應檢查柴油機的調速器調速主副彈簧是否變形；飛錘滾輪銷(xiāo)孔和座架是否磨損松動(dòng)；油泵齒輪和齒桿配合是否得當；飛錘張開(kāi)和收攏的距離是否一致；調速器外殼孔與油泵后蓋板是否松動(dòng)；凸輪軸游動(dòng)間隙是否過(guò)大。通過(guò)檢查找出故障原因，磨損部件予以更換，間隙不當的機件予以調整，使調速器恢復正常。

② 如果勵磁電流不穩定，引起發(fā)電機電壓、電流不穩，應停機檢查發(fā)電機勵磁回路調節電位器和旋轉整流器接線(xiàn)是否良好，確定后予以檢修。

③ 用500V兆歐表查找交流同步發(fā)電機或交流勵磁機勵磁繞組對地絕緣受損情況以及其接地是否良好，并予修復。

④ 對勵磁回路AVR電路故障，查明電路故障點(diǎn)，更換損壞的元器件。

 

五、發(fā)電機三相電壓不平衡

 

（1）故障現象

同步發(fā)電機輸出的三相電壓大小不相等。

（2）故障原因

① 定子的三相繞組或控制屏主開(kāi)關(guān)中某一相或兩相接線(xiàn)頭（觸頭）接觸不良。

② 定子的三相繞組某一相或兩相斷路或短路。

③ 外電路三相負載不平衡。

（3）處理方法

① 將松動(dòng)的接線(xiàn)頭擰緊，檢查控制屏主開(kāi)關(guān)三相觸頭接觸情況，并用00號砂布擦凈接觸面，若損壞應予更換。

② 查明斷路或短路處，予以消除。

③ 調整三相負載，使之基本達到平衡。

 

六、發(fā)電機絕緣電阻降低

 

（1）故障現象

發(fā)電機在熱穩定狀態(tài)下絕緣電阻低于0.5MΩ，冷態(tài)下低于2MΩ。

（2）故障原因

① 柴油發(fā)電機組長(cháng)期存放在潮濕的環(huán)境內或者在運輸中電機繞組受潮。

② 進(jìn)行維護清潔衛生時(shí)電機繞組絕緣碰傷或電機大修嵌線(xiàn)過(guò)程中絕緣受損。

③ 周?chē)諝庵械膶щ妷m埃（例如冶金工業(yè)或煤炭工業(yè)區）或酸性蒸汽和堿性蒸汽（比如化學(xué)工業(yè)區）侵入電機中，腐蝕電機絕緣。

④ 發(fā)電機繞組絕緣自然老化。

（3）處理方法

① 受潮的交流同步發(fā)電機必須進(jìn)行干燥處理，否則使用時(shí)發(fā)電機可能會(huì )因絕緣損壞而燒毀，同時(shí)必須改善發(fā)電機存放環(huán)境的通風(fēng)條件，要備有良好的通風(fēng)設備。在寒冷季節，倉庫內必須備有取暖設備，以保證倉庫內溫度不低于5℃，嚴禁附近的水滴入發(fā)電機內部。對于半導體勵磁方式的發(fā)電機，測量勵磁回路的絕緣電阻時(shí)，應將勵磁裝置脫開(kāi)，或將每一個(gè)硅整流元件用導線(xiàn)加以短接，以防測量時(shí)被擊穿。

干燥處理的具體做法為：將發(fā)電機定子繞組三相出線(xiàn)頭直接短接，連接牢靠。將勵磁回路中調壓變阻器調至最大電阻位置，若阻值不夠大，應再另串接一只電阻，以增加阻值，后將發(fā)電機啟動(dòng)，注意慢慢加速到額定轉速，再緩慢調節勵磁電流。根據發(fā)電機受潮情況來(lái)決定勵磁電流大小，但是，定子繞組短路電流不得超過(guò)額定電流。利用此短路電流對發(fā)電機進(jìn)行干燥。短路干燥的時(shí)間，視所通短路電流的大小和發(fā)電機受潮情況而定。

② 更換絕緣受損的繞組或槽絕緣。

③ 應改善交流同步發(fā)電機的周?chē)h(huán)境或轉移發(fā)電機的安裝場(chǎng)所，使周?chē)h(huán)境中不得有導電塵?；蛩?、堿性蒸汽。

④ 如果交流同步發(fā)電機的繞組絕緣自然老化，則必須更換新的發(fā)電機或對發(fā)電機進(jìn)行大修，更換繞組和絕緣材料。

 

發(fā)電機定子繞組絕緣電阻測量方法1

發(fā)電機定子繞組絕緣電阻測量方法2

 

 

七、發(fā)電機勵磁繞組接地

 

（1）故障現象

發(fā)電機輸出端電壓低，調節磁場(chǎng)變阻器后無(wú)效，而且柴油發(fā)電機組振動(dòng)劇烈。

（2）故障原因

發(fā)電機轉子勵磁繞組接地是較為常見(jiàn)的故障之一。當轉子勵磁繞組一點(diǎn)接地時(shí)，由于勵磁繞組與地之間尚未構成電氣回路，因此，在故障點(diǎn)無(wú)電流通過(guò)，勵磁回路仍保持正常，發(fā)電機仍可繼續運行。如果轉子勵磁繞組發(fā)生兩點(diǎn)接地故障后，此時(shí)部分勵磁繞組被短路，勵磁電流必然增大。若繞組被短路的匝數較多，就會(huì )使發(fā)電機主磁場(chǎng)的磁通大為減弱，造成發(fā)電機輸出的無(wú)功功率顯著(zhù)下降。此外，由于轉子勵磁繞組被短路，發(fā)電機磁路的對稱(chēng)性被破壞，因此，發(fā)電機運行時(shí)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，凸極式轉子發(fā)電機尤為顯著(zhù)。

（3）處理方法

當柴油發(fā)電柴油發(fā)電機組停機后，將旋轉硅整流器與轉子勵磁繞組斷開(kāi)，用500V兆歐表（俗稱(chēng)搖表）測量勵磁繞組對地的絕緣電阻進(jìn)行檢查，找出接地點(diǎn)，在勵磁繞組線(xiàn)包與磁極間墊以新的絕緣材料，以加強相互間的絕緣。

 

八、發(fā)電機空載正常，接負載后立即跳閘

 

（1）故障現象

柴油發(fā)電機組啟動(dòng)后，發(fā)電機端電壓正常，但接通外電路后，負載自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)立即跳閘。

（2）故障原因

① 外電路發(fā)生短路。

② 負載太重。

（3）處理方法

① 查明外電路的短路點(diǎn)，加以修復。

② 減輕負載，以減小發(fā)電機輸出的負載電流。

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