1.低速運行時發(fā)電機勵磁繞組燒毀
(1)故障現象。柴油機從冷機起動至怠速時(600~900r/min),操作人員保持該轉速讓 柴油機運轉幾分鐘,發(fā)電機電壓達額定值,但沒多久發(fā)現勵磁繞組燒毀。
(2)原因分析。這是強勵磁作用的結果。因帶AVR的發(fā)電機低速運行時,AVR就已經投入工作,迅速加大勵磁電流,使發(fā)電機電壓達到額定值。這時的勵磁電流必然大大超過銘牌規(guī)定的額定值,轉速越低,要達到發(fā)電機額定電壓所需的勵磁電流越大,經柴油機怠速這一段時間,必然導致勵磁繞組燒毀。
(3)處理方法
①必須選用設有低頻保護環(huán)節(jié)的勵磁調節(jié)器,當發(fā)電機頻率低于下限設定值時,發(fā)電機電壓隨頻率下降而降低,勵磁電流也隨之減小,從而保護發(fā)電機各繞組在低頻時運行可靠。
②在勵磁電壓自動調節(jié)器未設置低頻保護環(huán)節(jié)情況下,應規(guī)定不允許發(fā)電機持續(xù)低轉速運行,并嚴格執(zhí)行。
2.空載時相復勵三相交流發(fā)電機變流器繞組發(fā)燙并燒毀
(1)故障現象。發(fā)電機達空載轉速(1545?1575r/min),出線端電壓為額定值,僅1? 2分鐘發(fā)現變流器副繞組發(fā)燙,繼而冒煙燒毀。
(2)原因分析。主要是變流器二次繞組匝間短路引起。在變流器鐵心柱中交變磁通作用下,在短路線匝中感應短路電流,引起劇熱;二次繞組中部分線匝短路后,有效匝數減少了,其感抗也相應減小,該相二次繞組電流比其他兩相大,相對較熱。這兩點原因必然導致繞組燒毀。
(3)處理方法
①更換燒毀的繞組,并重新進行浸漆、烘干處理。
②每個變流器繞組與山形鐵心組裝之前,都必須用匝間耐電壓試驗儀檢測匝間是否短路.并用兆歐表檢測繞組對鐵心及繞組之間的絕緣電阻,符合要求后方可組裝。
3.發(fā)電機定子鐵心過熱
(1)故障現象
①發(fā)電機整個定子鐵心過熱,有的出現在發(fā)電機空載時,有的出現在發(fā)電機負載時。
②發(fā)電機定子鐵心局部過熱,電壓正常。
(2)原因分析
發(fā)電機整個定子鐵心過熱的原因:
①定子電壓過高運行,鐵心損耗增加,導致鐵心過熱。
②定子繞組溫度高,該熱量傳導給鐵心。
③轉子勵磁電流過大,轉子繞組溫度高,熱傳導給定子鐵心。
④發(fā)電機低速帶載運行,整機散熱條件差,也引起鐵心發(fā)熱。
⑤有的定子鐵心疊裝不整齊,鐵心內圓打磨過多,造成鐵心大面積片間短路,運行中引發(fā)鐵心渦流而發(fā)熱。
⑥相復勵發(fā)電機定子副繞組與電抗變流器二次繞組錯相連接,空載時的負載端電壓比機 端電壓還低,為了提高負載端電壓,必須加大勵磁電流,定子副繞組電流隨之加大,導致定子鐵心發(fā)熱。
發(fā)電機定子鐵心局部過熱的原因:
⑦個別定子線圈組短路,短路線圈周圍鐵心發(fā)熱。
⑧定、轉子鐵心局部相摩擦,引起鐵心發(fā)熱。
⑨變流器某相二次繞組匝數少繞,該相二次繞組和定子副繞組電流偏大,其周圍的定子鐵心較熱。
(3)處理方法
①調節(jié)發(fā)電機電壓,保持在額定電壓運行。
②在額定工況運行的發(fā)電機,若定子繞組溫度過高,應適當降低發(fā)電機負載。
③調節(jié)發(fā)電機負載,使功率因數不超過銘牌規(guī)定值;調節(jié)勵磁電流,使發(fā)電機電壓不過高,以此控制發(fā)電機勵磁電流不超過規(guī)定值,排除因轉子繞組過熱對定子鐵心的影響。
④調節(jié)內燃機轉速,使發(fā)電機負載時處于額定轉速運行,確保良好的通風散熱。
⑤改進定子鐵心疊裝工藝,使鐵心整齊結實,鐵心不打磨或少打磨。
⑥更正定子副繞組與變流器接線,確保同名端相連接。
⑦用匝間沖擊耐壓試驗儀或短路探測器檢測繞組是否短路,短路的應予以絕緣處理,無法處理的重繞繞組。
⑧改進發(fā)電機裝配或適當磨削轉子鐵心弧面,消除定、轉子鐵心相摩擦部分。
⑨發(fā)電機處于空載發(fā)電運行狀態(tài),用交流電壓表檢測變流器二相二次繞組兩端電壓,電 壓低者為匝數少的繞組,應增補匝數。
4.發(fā)電機定子繞組過熱
(1)故障現象。發(fā)電機在額定工況下運行達熱穩(wěn)定后,定子繞組的溫升超過該發(fā)電機規(guī)定的溫升限值和絕緣材料的耐熱限值(此會導致發(fā)電機絕緣加速老化,縮短發(fā)電機壽命)。
(2)原因分析
①過負載。定子電流超過銘牌規(guī)定的數值,使定子繞組和鐵心過熱。
②發(fā)電機通風道被堵塞,鐵心和線圈表面被不易傳熱的粉塵或細纖維蒙蓋,紡織廠、水泥廠、造紙廠和木工廠常遇到這種情況。
③裝有傾斜風扇的發(fā)電機倒轉。小型柴油發(fā)電機一般裝著離心式風扇,而離心式風扇又分徑向葉片、前傾葉片、后傾葉片3種。對于后傾風扇,一旦發(fā)電機反轉,則通風惡化,影響發(fā)電機散熱,導致發(fā)電機定子繞組過熱。
④定子繞組短路或接地。己經用了很久的發(fā)電機,由于絕緣老化或環(huán)境潮濕,造成線圈 匝間短路或接地。久置未用的發(fā)電機,未經絕緣干燥處理而一下子發(fā)電帶負載,也容易發(fā)生線圈短路或接地。
⑤發(fā)電機定子絕緣不好,這種情況常發(fā)生在發(fā)電機大修時,嵌線后浸絕緣漆不透,烘干 后發(fā)電機定子槽內仍然充滿空氣保溫層;有的雖然浸透了絕緣漆,但烘干時升溫太快,造成槽外部絕緣漆結皮,但槽內絕緣漆始終潮濕,甚至發(fā)現一年多后拆開定子,槽內還是粘濕 的。這樣的發(fā)電機定子溫升較高,嚴重影響轉子散熱,因而定子繞組溫升更高。由用戶自行修理的發(fā)電機很容易發(fā)生這種現象。
(3)處理方法
①機組運行人員必須嚴格按發(fā)電機銘牌規(guī)定調節(jié)負載,避免過載。
②定期檢査并清除發(fā)電機內部阻塞物和覆蓋物,經常保持通風道淸潔,維持正常的散熱條件。
③不管內燃機和發(fā)電機連接方式如何,都要保證發(fā)電機按指示矢規(guī)定的指向旋轉,若一 定要倒轉,則必須相應改變風葉傾斜方向,以利通風散熱。
④用匝間耐壓檢査儀或短路探測器檢査定子繞組匝間是否短路,用兆歐表檢查定子繞組是否接地,對短路及接地的予以修復或更換繞組。
⑤一般用兆歐表檢査定子繞組對地絕緣電阻,不論是槽內漆未干或浸漆不透,在潮濕氣 候都表現出對地絕緣電阻明顯下降。對于浸漆不透的應重新浸漆、烘干,對于槽內粘濕的應重新嵌線后,再浸漆、烘干處理。
5.發(fā)電機轉子繞組過熱
(1)故障現象。發(fā)電機在滿載連續(xù)運行至熱穩(wěn)定時(3?4小時),手感定子外殼燙手,停機,用溫度計檢測定、轉子繞組表面,發(fā)現轉子繞組溫升超過規(guī)定的溫升限值和絕緣材料 耐熱限值(此會導致絕緣材料加速老化,縮短發(fā)電機壽命)。
(2)原因分析
①發(fā)電機在高于額定電壓下運行,為了按額定功率因數輸出額定功率,勵磁電流必然超過額定值,轉子繞組就會過熱。并網運行的發(fā)電機,常常由于電網電壓高,容易處于這種不正常運行狀態(tài)。
②發(fā)電機在低功率因數下運行,若發(fā)電機輸出額定功率,勵磁電流也要超過額定值。
③發(fā)電機在低于額定轉速下運行,通風條件不良影響散熱;發(fā)電機在低轉速下要輸出額 定電壓,必須相應加大勵磁電流,二者都導致轉子繞組過熱。
④發(fā)電機通風不良。對于凸極式發(fā)電機,若轉子極間撐塊結構不合理,使極間軸向通風不暢,影響繞組冷卻。在使用方面,常由于定子鐵心徑向通風道被堵,阻礙轉子散熱。
⑤轉子繞組匝間短路或接地。
⑥轉子繞組浸絕緣漆不透或絕緣漆過稀,未能排除或填滿繞組內部空氣隙。
(3)處理方法
①發(fā)電機在高于額定電壓下運行時,應相應降低輸出功率,尤其是無功功率,保持勵磁 電流不超過額定值。
②在負栽功率因數低于0.8 (滯后)時,應以勵磁電流不超過額定值為限。
③應提高內燃機轉速,使發(fā)電機在額定轉速下運行。
④改進發(fā)電機通風結構,用戶在維護或小修時要注意清除發(fā)電機通風道灰塵,經常保持 通風道暢通。
⑤用匝間耐壓檢查儀或短路探測器檢測繞組匝間是否短路,用兆歐表檢測繞組是否接地,對短路繞組應修復或更換。繞組接地,若接地點在內部應更換繞組,接地點在外部予以修復。
⑥把轉子繞組重新浸絕緣漆,要求浸透后徹底烘干。
6.直流勵磁機電樞過熱
(1)故障現象。直流勵磁機在額定轉速下,電樞溫升超過允許值,電樞端部繞組表面顏 色由灰色變?yōu)榻裹S色,甚至換向器升高片的焊錫熔化而脫落。
(2)原因分析
①勵磁機輸出電流超過額定值,使整個電樞繞組普遍過熱。
②各磁極或換向極與電樞間氣隙不均勻,引起勵磁機磁場不勻稱,造成電樞繞組各并聯(lián) 支路感應電壓不一樣,電樞內部各支路間產生環(huán)流,導致電樞發(fā)熱,甚至勵磁機不帶負載, 電樞也因環(huán)流引起過熱,且伴有換向器電刷冒火花。
③電刷冒火花,熱量由換向器銅片傳至電樞繞組引起電樞過熱。
④勵磁機電樞繞組本身短路,相鄰換向片毛刺,造成片間短路或換向器相鄰升髙片相碰 短路,勵磁機電樞繞組感應很大的短路電流而劇熱。
⑤裝有傾斜式風扇的發(fā)電機倒轉,風扇效率低,導致風量、風壓減小,影響勵磁機電樞 正常散熱。
⑥勵磁機電樞繞組浸漆、烘干處理不好,影響散熱。
(3)處理方法
①降低勵磁機負載,使勵磁電流不超過銘牌規(guī)定值。
②增加或減少勵磁機定子主磁極或換向極與機座間墊片,使各極下的氣隙大小及氣隙均 勻度達到要求。調整墊片時切忌用銅片、鋁片等非磁性材料代替薄鋼片,同時也不能用各種絕緣材料,因只有鐵磁材料墊片才能增加或縮短磁路的真實氣隙長度。
③電刷冒火花應找出原因,并加以處理。
④用匝間耐壓檢査儀或短路探測儀査找短路部位,對短路處進行復修或更換短路的電樞 繞組,再進行浸漆,烘干處理。若系換向器相鄰銅片及升髙片相碰而短路,則應刮除銅毛刺或用起子推開相碰的升高片。
⑤按指示矢方向糾正勵磁機轉向。若用戶自行組裝的內燃發(fā)電機組要求發(fā)電機反轉,則必須配置倒轉的傾斜葉片的風扇。
⑥按浸漆、烘干工藝重新浸絕緣漆,或重新嵌線后進行浸漆、烘干處理。
7.發(fā)電機定子副繞組燒毀
(1)故障現象。定子副繞組有基波或三次諧波副繞組,它們作為自勵恒壓發(fā)電機的勵磁 定子副繞組往往因過熱而燒毀。
(2)原因分析
①與定子副繞組連接的整流元件全部或部分短路,此時定子副繞組處于短路狀態(tài),在發(fā)電機主磁場作用下,定子副繞組中感應的短路電流很大,若持續(xù)運行,很快將燒毀繞組。
②副繞組本身短路,運行中因繞組過熱而燒毀。
③繞組絕緣老化或過分潮濕、受鹽霧等腐蝕性氣體侵蝕,在運行中定子副繞組也容易 燒毀。
(3)處理方法
①整流元件短路時,發(fā)電機輸出電壓突然下降,此時應立即停機,用萬用表檢査整流元件,更換損壞的元件。
②用匝間沖擊耐壓試驗儀或短路探測器檢測定子副繞組,找出短路點,修復或換上新繞組。
③用500V兆歐表定期檢査發(fā)電機繞組對地絕緣電阻,及時發(fā)現絕緣老化情況,以便進行大修。
8.無刷發(fā)電機交流勵磁機電樞繞組燒毀
(1)故障現象。無刷發(fā)電機在出廠試驗或在運行中,有時發(fā)現交流勵磁機電樞繞組突然燒毀,發(fā)電機電壓突然降落,造成嚴電故障而停電。
(2)原因分析。用于無刷發(fā)電機的交流勵磁機電樞繞組一般為三相星形接法,它與旋轉整流元件直接連接,整流方式有三相橋式和三相半波兩種,不管哪一種方式,只要有一個旋轉整流元件因過壓或過流損壞而短路,都將造成此故障?,F以圖3-251的三相橋式連接的交流 勵磁機電樞回路為例說明。若整流元件VD10 損壞,當電樞繞組電壓Uab或Uac為最大值時,三相整流橋可正常工作,而在其他情況下三相整流橋都不能正常工作。例如,Ubc為最大正值 時(即b點電位最高,a點電位最低,電流回路一定是b—VD12—VD10—a,而不可能是 b—VD12—F1—F2—VD11—a。這就造成兩種結果:其一,發(fā)電機轉子繞組F1F2得不到勵磁電流;其二,整流元件VD12將因電樞電壓Uba輸出回路b—VD12—VD10—a短路而過電 流,直至燒毀。同理,可分析其他時刻的整流情況??傊?,三相整流橋VD10?VD15中某個硅元件損壞,必然使轉子繞組F1F2的平均電流減小,從而使發(fā)電機端電壓下降,并有可能擴大故障,使其余整流件相繼損壞,導致勵磁機電樞繞組因持續(xù)過流而燒毀。
(3)處理方法
①合理選擇整流元件的電流、電壓等級,并采取有效的保護措施。過壓保護一般采用在直流側并接阻容或過壓保護電阻。圖3-251的R為并接在硅整流橋直流側的過壓保護電阻, 實踐證明其過壓保護作用有效、可靠。
②對于已損壞的元件,必須換上同型號、規(guī)格新的元件。若一時無備品可換時,作為應急措施,拆除VD10和移補故障元件(見圖3-257a、圖3-258a)后,接好電路可繼續(xù)發(fā)電, 此時可能由于整流后直流電壓減小,發(fā)電機電壓略為降低。
9.電抗移相式相復勵變流器、電抗器發(fā)熱
(1)故障現象。相復勵發(fā)電機帶負荷運行時,相復勵變流器發(fā)熱厲害,有時電抗器響聲大,發(fā)熱也很厲害。
(2)原因分析。發(fā)電機的相復勵變流器、電抗器嚴重發(fā)熱,除制造質量差外,主要由下列原因造成:
①電抗器三相氣隙大小相差很大,三相磁路嚴重不平衡,或電抗器鐵心上軛部的鎖緊螺母松動,造成振動和氣隙嚴重不均勻,使電抗器發(fā)熱、噪聲大。
②由于三相負荷不平衡,尤其是單機運行的小機組,三相負荷分配往往相差很大,造成變流器三相合成激磁磁勢嚴重不平衡,因而導致變流器三相磁路嚴重不平衡,使變流器 發(fā)熱。
③變流器由于接線錯誤造成電流線圈與電壓線圈相序不一致,使變流器三相合成激磁磁 勢嚴重不平衡,此時變流器發(fā)熱,且可能造成無功輸出不足。
(3)處理方法
①調整電抗器氣隙,使三相氣隙大小均勻,并鎖緊電抗器上軛部的鎖緊螺母,防止其松動。
②調整發(fā)電機三相負荷,使其達到基本平衡。
③檢査變流器電壓線圈和電流線圈的相序,并改正錯誤接線。相序是否一致,可用鉗形電流表測量變流器輸出線圈的各相電流進行檢査(應在三相負載平衡條件下進行),若三相電流大小基本一致,則相序一致。也可用萬用表交流電壓擋測量三相空載電壓,若有明顯差異,說明兩線圈相序錯誤,應予以更正。