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簡述發電機的工作原理以及常見故障

簡述發電機的工作原理以及常見故障

發布日期:2017-07-04 01:26 來源:http://www.babykeysday.com 點擊:

   貴州發電機

  

一、結構和原理

1、結構

同步發電機主要由定子、轉子和其他部件組成。

定子部分包括定子鐵芯、定子繞組、機座;

轉子部分包括轉子鐵芯、勵磁繞組和滑環(隱極式轉子還有套箍、心環,凸極式轉子有磁極、磁軛、轉子支架);

其他部件包括電刷裝置、端蓋、軸承和風扇等。

  2、工作原理

貴州發電機" href="/index.html" target="_self">貴州發電機是根據電磁感應原理工作的,它通過轉子磁場和定子繞組的相對運動,將機械能轉變為電能。

當轉子在外力帶動下,轉子磁場和定子導體作相對運動,即導體切割磁力線,因此在導體中產生感應電動勢,其方向可根據右手定則判定。

由於轉子磁極的位置使導體以垂直方向切割磁力線,所以此時定子繞組中的感應電動勢最大。

當磁極轉過90度後。磁極成水平位置,導體不切割磁力線,其感應電動勢為零。轉子再轉90度,定時定子繞組又以垂直方向切割磁力線,使感應電動勢達到最大值,但方向與前相反。

當轉子再轉90度,感應電動勢又變為零。這樣轉子轉動一周,定子繞組的感應電動勢也發生正、負變化。如果轉子連續勻速旋轉,在定子繞組中就感應出一個周期性不斷變化的交變電動勢。
 二、故障診斷與排除方法

 1、發電機過熱

(1)發電機沒有按規定的技術條件運行,如定子電壓過高,鐵損增大;負荷電流過大,定子繞組銅損增大;

頻率過低,使冷卻風扇轉速變慢,影響發電機散熱;功率因數太低,使轉子勵磁電流增大,造成轉子發熱。應檢查監視儀表的指示是否正常。如不正常,要進行必要的調節和處理,使發電機按照規定的技術條件運行。

(2)發電機的三相負荷電流不平衡,過載的一相繞組會過熱;

若三相電流之差超過額定電流的10%,即屬於嚴重蛄相電流不平衡,三相電流不平衡會產生負序磁場,從而增加損耗,引起磁極繞組及套箍等部件發熱。應調整三相負荷,使各相電流盡量保持平衡。

(3)風道被積塵堵塞,通風不良,造成發電機散熱困難。應清除風道積塵、油垢、使風道暢通無阻。

(4)進風溫度過高或進水溫度過高,冷卻器有堵塞現象。應降低進風或進水溫度清除冷卻器內的堵塞物。在故障未排除前,應限製發電機負荷,以降低發電機溫度。

(5)軸承加潤滑脂過多或過少,應按規定加潤滑脂,通常為軸承室的1/2~1/3(轉速低的取上限,轉速高的取下限),並以不超過軸承室的70%為宜。

(6)軸承磨損。若磨損不嚴重,使軸承局部過熱;若磨損嚴重,有可能使定子和轉子摩擦,造成定子和轉子避部過熱。應檢查軸承有無噪音,若發現定子和轉子摩擦,應立即停機進行檢修或更換軸承。

(7)定子鐵芯絕緣損壞,引起片間短路,造成鐵芯局部的渦流損失增加而發熱,嚴重時會使定子繞組損壞。應立即停機進行檢修。

(8)定子繞組的並聯導線斷裂,使其他導線的電流增大而發熱。應立即停機進行檢修。

 2、發電機中性線對地有異常電壓

(1)正常情況下,由於高次諧波影響或製造工藝等原因造成各磁極下的氣隙不均、磁勢不等而出現的很低電壓,若電壓在一至數伏,不會有危險,不必處理。

(2)發電機繞組有短路或對地絕緣不良,導致電設備及發電機性能變壞,容易發熱,應及時檢修,以免事故擴大。

(3)空載時中性線對地無電壓,而有負荷時出現電壓,是由於三相不平衡引起的,應調整三相負荷使其基本平衡。

3、發電機電流過大

(1)負荷過大,應減輕負荷。

(2)輸電線路發生相間短路或接地故障,應對線路進行檢修,故障排除後即可恢複正常。

 4、發電機端電壓過高

(1)與電網並列的發電機電網電壓過高,應降低並列的發電機的電壓。

(2)勵磁裝置的故障引起過勵磁,應及時檢修勵磁裝置。 

5、功率不足

由於勵磁裝置電壓源複勵補償不足,不能提供電樞反應所需的勵磁電流,使發電機端電壓低於電網電壓,送不出額定無功功率,應采取下列措施:

(1)在發電機與勵磁電抗器之間接入一台三相調壓器,以提高發電機端電壓,使勵磁裝置的磁勢逐漸增大。

(2)改變勵磁裝置電壓磁通勢與發電機端電壓的相位,使合成總磁通勢增大,可在電抗器每相繞組兩端並聯數千歐、10W的電阻。

(3)減小變阻器的阻值,使發電機的勵磁電流增大。

 6、定子繞組絕緣擊穿、短路

(1)定子繞組受潮。對於長期停用或經較長時間檢修的發電機、投入運行前應測量絕緣電阻,不合格者不準投入運行。受潮發電機要進行烘幹處理。

(2)繞組本身缺陷或檢修工藝不當,造成繞組絕緣擊穿或機械損傷。應按規定的絕緣等級選擇絕緣材料,嵌裝繞組及浸漆幹燥等要嚴格按工藝要求進行。

(3)繞組過熱。絕緣過熱後會使絕緣性能降低,有時在高溫下會很快造成絕緣擊穿。應加強日常的巡視檢查,防止發電機各部分發生過熱而損壞繞組絕緣。

(4)絕緣老化。一般發電機運行15~20年以上,其繞組絕緣老化,電氣性能變化,甚至使絕緣擊穿。要做好發電機的檢修及預防性試驗,若發現絕緣不合格,應及時更換有缺陷的繞組絕緣或更換繞組,以延長發電機的使用壽命。

(5)發電機內部進入金屬異物,在檢修發電機後切勿將金屬物件、零件或工具遺落到定子膛中;綁緊轉子的綁紮線、緊固端部零件,以不致發生由於離心力作用而鬆脫。

(6)過大電壓擊穿:

1)線路遭受雷擊,而防雷保護不完善。應完善防雷保護設施。

2)誤操作,如在空載時,將發電機電壓升得過高。應嚴格按操作規程對發電機進行升壓,防止誤操作。

3)發電機內部過電壓,包括操作過電壓、弧光接地過電壓和諧振過電壓等,應加強繞組絕緣預防性試驗,及時發現和消除定子繞組絕緣中存在的缺陷。

 7、定子鐵芯鬆馳

由於製造裝配不當,鐵芯沒有緊固好。如果是整個鐵芯鬆馳,對於小型發電機,可用兩塊小於定子繞組端部內徑的鐵板,穿上雙頭螺栓,收緊鐵芯。待恢複原形後,再將鐵芯原來夾緊螺栓緊因。如果局部性鐵芯鬆弛,可先在鬆弛片間塗刷矽鋼片漆,再在鬆弛部分打入硬質絕緣材料即可。

 8、鐵芯片間短路

(1)鐵芯疊片鬆弛,當發電機運轉時鐵芯產生振動而損壞絕緣;鐵芯片個別地方絕緣受損傷或鐵芯局部過熱,使絕緣老化,就按原計劃條中的方法進行處理。

(2)鐵芯片邊緣有毛刺或檢修時受機械損傷。應用細銼刀除去毛刺,修整損傷處,清潔表麵,再塗上一層矽鋼片漆。

(3)有焊錫或銅粒短接鐵芯,應刮除或鑿除金屬熔接焊點,處理好表麵。

(4)繞組發生弧光短路,也可能造成鐵芯短路,應將燒損部分用鑿子清除後,處理好表麵。 

9、發電機失去剩磁,起動時不能發電

(1)停機後經常失去剩磁,是由於勵磁機磁極所用的材料接近軟鋼,剩磁較少。當停機後勵磁繞組沒有電流時磁場就消失,應備有蓄電池,在發電前先進行充磁。

(2)發電機的磁極失去磁性,應在繞組中通入比額定電流大的直流電流(時間很短)進行充磁,即能恢複足夠的剩磁。 

10、自動勵磁裝置的勵磁電抗器溫度過高

(1)電抗器線圈局部短路,應檢修電抗器。

(2)電抗器磁路的氣隙過大,應調整磁路氣隙。

  11、發電機起動後,電壓升不起來

(1)勵磁回路斷線,使電壓升不起來。應檢查勵磁回路有無斷線,接觸是否良好。

(2)剩磁消失,如果勵磁機電壓表無批示說明剩磁消失,應對勵磁機充磁。

(3)勵磁機的磁場線圈極性接反,應將它的正、負連接線對換。 (4)在發電機檢修中做某些試驗時誤把磁場線圈通以反向直流電,導致剩磁消失或反向,應重新進行充磁。

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