发电机的常见事故及其处理

发电机的常见事故及其处理 水轮发电机的故障，必须及时排除，以确保机组安全发电。 一、 发电机不能建压或电压太低 小型水电站的发电机发不出电，或电压太低的原因，通常有以下十种： （1） 磁场回路开路或接触不良。 原因：磁场线圈断线，接头脱焊，磁场变阻器接触不良或断线，灭磁开关接触不良等。 处理：用万能表或其他仪器查明故障原因和部位，然后，给以重焊线头或磨光变阻器及灭磁开关的触点。 （2） 磁场回路反接。 原因：励磁机的磁场线圈和换向器的正负极接反了，这往往都是由于接线时搞错的。 处理：用万能表的直流电压挡在发电机空载额定转速附近时，核对其极性，否则，只要调换磁场绕组的头尾。 （3） 电刷接触不良，弹簧压力不足。 原因：前者是开机前未对滑环或整流子去污、除锈；后者是对弹簧未作调整引起。 处理：前者用00号玻璃砂布研磨滑环或整流子的表面，直到光滑无毛刺止；后者应调整弹簧压力到允许值。 （4） 刷架中心线外移。 原因：多为开机前未对刷架详细检查、调整之故。 处理：调整刷架中心线到厂家规定位置。调整方法是：松开刷架螺栓，把刷架向着电机旋转的顺或逆的方向慢慢移动，直到感应电势最大，且电刷火花最小止。然后，拧紧螺栓，并作好记号。 （5） 励磁机旋转方向相反。 原因：一般由于机组不配套（与水轮机同轴的发电机）或皮带反接引起。 处理：前者使励磁机的绕组接线正确；后者改变皮带传动方向。 （6） 发电机（或励磁机）剩磁消失或剩磁过小。 原因：由于发电机突然甩负荷，以及长途运输和长期不发电造成。 处理：如果发电机转速正常，而发电机（或励磁机）出线端子没有电压时，可能是剩磁消失。1）采用励磁机励磁的发电机。小容量的发电机一般采用开机充磁：把磁场变阻器转到电阻最小位置，起动机组到接近额定转速，然后用四、五节干电池串联起来（或汽车电瓶），把电池的正极和负极分别接到励磁机的“+”（S1端）和“－”（S2端）极。充磁时间一般几秒即可。当发现开始建立电压后，应迅速加大磁场变阻器的电阻，并立即断开充电电池电源，以免电压升高击穿发电机的绝缘。2）半导体励磁装置的发电机，只要把电池的正极和负极分别接到接线盒上的正极和负极即可。 （7） 转速太低或磁场电阻过大。 原因：多出现于水轮机未达到空载额定转速开度，或磁场变阻器未在空载位置。 处理：把水轮机开到额定空载转速，并继续减少磁场变阻器的电阻，使之在空载额定电压时的标准位置上。 （8） 部分或全部半导体硅整流管击穿或反接。 原因：前者一般因过电压或过电流事故以后而被损坏；后者可能是在厂家装配或检修时用规格不符的整流管而造成。 处理：先拆下硅整流管的两端接线，把万用表拨到电阻挡（R×100或R×1000挡），用其测棒的负极和正极分别搭到硅整流管的正极与负极上，测得电阻应在几十欧左右（正向电阻）。然后，调换万用表测棒正负极，这时测得电阻约为1000千欧以上（反向电阻）。如果测得正向电阻和反向电阻相差很大，表明硅整流管是好的；如果相差不大，且电阻都较小，说明半导体整流管已坏，则应调换同型号的硅整流管。如果测得正向电阻和反向电阻的阻值恰好与实际相反时，则说明硅整流管的极性相反。这时应予调换同型号的整流管或更正接线。 应该指出，半导体整流管的损坏与否，采用上述的方法测试，并非绝对有把握的。实践证明，有许多水电站用万用表检查硅整流管时，尚未发现损坏，但是，发电机往往仍然不能建压，或能建压但电压很低。这时，如果带上一定的负荷，那么，发电机的电压就迅速下降，增大调整器开度后，电压仍不能回升。此时，如无法对硅整流管进行伏安特性试验时，即可停下发电机，用手去摸其硅整流管，当发现某一只管子的温度显著升高时，则说明已坏。 （9） 电抗器气隙过小。 原因：多为电抗器铁芯固定螺丝松脱或大修中装配不慎，而又未经调试时引起。 处理：改变气隙垫片厚度，拧紧螺丝，并试车检查空载电压和自励性能。 （10） 发电机或励磁系统的绕组短路、接地。 原因：多数由于发电机事故以后，未查明原因立即开机，或在大修时线头接错，及拆装过程造成机械磨损等原因引起。 处理：用万用表、摇表等仪表，核对各绕组的接线是否正确，查明短路、接地的部分，进行修复。 二、 电刷严重冒火 电刷冒火有机械和电气两种原因，一般在以下十种情况下，均要引起冒火。 （1） 励磁机电枢绕组部分开路、短路或焊接松脱。 原因：一般是励磁过载，绕组严重发热等引起的。 处理：用万用表、电桥、摇表等仪表，检查电枢绕组，找出开路、短路、脱焊的故障点，然后进行补焊、连接或加强绝缘等处理。 （2） 电刷压力不适合或压紧弹簧失去弹力。 原因：前者多为在运动前未进行调整引起，后者多是电刷过热引起弹簧过热退火所致。 处理：当查得电刷压力不合适时，应调整电刷的弹簧压力，压力的大小，一般应保持在0.20~0.25公斤/平方厘米左右，并应尽可能保证各电刷的压力一致，其差值不应超过±10%左右。电刷压力不得过大或过小，过小了会使电刷出现严重跳动，引起接触不良；过大了会使电刷和换向器或滑环容易磨损发热造成冒火。压紧弹簧失去弹力时，需调换弹簧。 （3） 电刷接触不良。 原因：一般均属换向器、滑环表面有严重积垢或刷迹，以及电刷太短或破裂等情况引起。 处理：前者用干净的布浸少许酒精或汽油（工业用）擦拭去积垢或刷迹。严重者，可用00号砂布进行研磨。擦拭与研磨时必须十分细致，严防火花落到布上引起燃烧事故。后者，应调整或更换同型号的电刷，更换后的电刷与其滑环或换向器的接触面经研磨后，应在60%以上接触时才可使用。研磨电刷的方法是：在换向器或滑环上，放一张00号砂布，有砂的一面朝着电刷，加大弹簧压力，用手把砂布沿着电机旋转的方向移动，使电刷底部磨得和换向器或滑环的弧度相符。磨好后，吹净或用毛刷刷净炭屑。 更换电刷时，在同一时间内，每个刷架上只许调换一只电刷。电刷与刷保持0.1~0.2毫米的气隙，刷架与换向器间应保持2.5~3毫米的距离。 （4） 电刷规格型号不符。 原因：属维护与检修时搞错。 处理：重新调换规格型号相符的电刷。 （5） 电刷中性线外移。 原因：多为运行前未经检查或拧紧固定螺栓造成。 处理：调整电刷位置。 （6） 换向器表面凹凸不平。 原因：维护不当，电刷质料不符，机组轴线摆动大或励磁机转子偏心。 处理：调换同质电刷，或拆下转子上车床光平（也可以就地立刀具光平），锉光后的换向器的偏心度不应超过0.02毫米。然后，用锯条 低云母片，约比换向器表面低1毫米左右，并将铜片两侧倒角。如由机组摆度、振动引起，应查明原因，作出正确处理。 （7） 换向器铜片间有导电杂物。 原因：电刷材质过硬或过软，电刷严重受潮等引起。 处理：刷清或吹净片间导电物质，然后，再用细砂皮纸磨光表面。 （8） 换向器的云母片损坏或短路。 原因：励磁机严重过载或其他事故引起。 处理：修理换向器。 （9） 定子或转子绕组短路。 原因：发电机产生外部或内部故障或修理错误。 处理：检查绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻，排除发电机故障。 （10） 发电机过负荷运行。 原因：励磁电流可能显著超过了额定值。 处理：除允许过负荷以外，应减少负荷，降低励磁电流。 三、 励磁机逆励磁 励磁机逆励磁后有以下两种现象： （1） 发电机在建压时，励磁电流表、励磁电压表的指针与通常相反。 （2） 在运行时，励磁电流表、励磁电压表突然指向相反方向，其余仪表都保持正常。 造成逆励磁的原因大致有以下四方面： （1） 在做试验（如测量直流电阻）时，加入一个直流电源后，把剩磁方向改变了（第一种现象时）。 （2） 磁场回路突然开路，继而又重新接通，如磁场变阻器接触不良，炭刷和整流器片接触不良等。 （3） 当负荷突增，或外部发生突然短路时，由于定子电流随之突增，会在转子中感应出一个直流分量的电势，且和励磁场方向相反，当这个电势略高于励磁机电枢的电势时，就有可能出现逆励磁（无自动励磁调整装置或失灵时出现）。 （4） 励磁机突然短路时，由于刷架不在几何中心线上，很强的电枢反应，去磁作用超过了主磁场。 励磁机的逆励磁，对发电机运行是并无危险的，值班人员不必慌张，不需要作停机解列检查处理。只要在仪表盘内，把这两只表的线头对调一下就可以了。在发电机计划停机后，再把励磁机的磁场绕组予以逆励磁，将其极性改变过来，同时并重新调回励磁电流表、励磁电压表的线头即可。 四、 发电机失去励磁 引起发电机失去励磁的主要原因大致有以下几方面： （1） 灭磁开关误操作（分闸）或误动作。 （2） 磁场变阻器接触不良或断线。 （3） 磁场线圈断线，励磁自动调整装置故障。 当失去励磁后，发电机变同步为异步，转输送无功为吸收无功运行，且转速高于系统的同步转速。这时，就会出现下列情况： （1） 励磁电流表、励磁电压表突然下降到零，并有摆动。 （2） 三相定子电流急剧升高，功率因数表进相。 （3） 无功功率指示为负，其余仪表均摆动。 （4） 单机运行发电机仪表盘的所有仪表指示为零，同时，机组严重过速。 当发现以上现象时，就可以断定发电机已失去励磁状态，这时，运行人员应立即做好下面几方面工作： （1） 应迅速减少负荷，使电流在额定值以下。 （2） 检查灭磁开关有无跳闸，如已跳闸应迅速合上。 （3） 查明自动励磁调整装置是否失灵，否则应立即切除，并改用变阻器手轮增大励磁。 （4） 如采取以上三个措施后，仍无效者，这可能是变阻器或磁场绕组已断线，应立即停机解列检查，待恢复后再开机并列。 （5） 单机运行发电机，应立即关闭水轮机导水叶，停止转动，进行检查处理。 五、 发电机有严重噪声或强烈振动 运行时发电机发出的噪声和振动，有下列几种情况： （1） 地脚螺栓松动，或机组沉陷。 处理：紧固螺栓。重新校正同心度。 （2） 发电机转子和水轮机转轴不同心。 处理：校正同心度 （3） 皮带盘偏心（木制） 处理：削正木制皮带轮，保证同心。 （4） 轴承壁缺油磨损或损坏。 处理：修理轴承或更换新的同型号轴承。 （5） 转子与定子摩擦。 处理：找出摩擦地点和原因，给予消除。 （6） 风扇或转子磁极松动。 处理：拧紧风扇及磁极的螺栓。 （7） 转子线圈局部短路、两点接地或接线有错误。 处理：检查滑环及转子线圈对地的绝缘，或通直流电检查各线圈的电压降、绕线方向和接线方法，查明故障原因，加以消除。 （8） 换向器凹凸不平或云母片凸出。