王力強(qiáng)

摘 要：隨著科技的不斷進(jìn)步，我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，如今人們的生活無時(shí)無刻不在用電，再加上電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，我們國家的電網(wǎng)和機(jī)組結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，電力系統(tǒng)使用了更多的大電網(wǎng)、大容量機(jī)組，其中大型汽輪發(fā)電機(jī)更是主力，汽輪發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中中廠網(wǎng)連接的樞紐，它的運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。然而大型汽輪發(fā)電機(jī)也是經(jīng)常出現(xiàn)故障的功能部件，這些故障嚴(yán)重影響了機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。因此，對(duì)大型汽輪發(fā)電機(jī)故障模式分析是具有及其重要意義的。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)；故障分析；對(duì)策

1 大型汽輪發(fā)電機(jī)常見故障模式分析

1.1 大型汽輪發(fā)電機(jī)震動(dòng)故障模式分析

近年來，電力企業(yè)為了提高發(fā)電效率，投入了不少的大型汽輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組更加大型化和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，使得機(jī)組震動(dòng)故障也更加容易發(fā)生，較嚴(yán)重的震動(dòng)故障可能對(duì)國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大損失。對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)的早期故障，它的特征相對(duì)較弱，對(duì)系統(tǒng)所造成的影響也相對(duì)較小，維修成本也相對(duì)較小，所以我們應(yīng)該盡早發(fā)現(xiàn)并維修。然而，機(jī)組運(yùn)行過程中，往往面臨多故障原因的耦合，這使得汽輪發(fā)電機(jī)的震動(dòng)故障更不容易發(fā)現(xiàn)，所以為了盡可能少的減少損失，我們應(yīng)該對(duì)大型汽輪發(fā)電機(jī)的震動(dòng)故障模式建立完整的故障特征提取和故障診斷方法的系統(tǒng)。

1.2 大型汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組故障模式分析

在我國投運(yùn)的國產(chǎn)大型汽輪發(fā)電機(jī)中，定子繞組的故障率占據(jù)大半，故障形成的首發(fā)原因和機(jī)理均不相同，但是若不及時(shí)處理會(huì)造成定子燒損的嚴(yán)重事故。根據(jù)相關(guān)研究，定子繞組故障的原因比較復(fù)雜，有水路堵塞、電接頭焊接質(zhì)量差、疲勞斷線、斷股、定子水內(nèi)冷等，我們需要根據(jù)不同情況、采取不同的、有針對(duì)性的措施才能更快的見效。定子繞組出現(xiàn)問題時(shí)通常會(huì)有異常現(xiàn)象，比如轉(zhuǎn)子繞組匝部短路引起轉(zhuǎn)子電流增加、局部過熱、表面燒傷等，我們可以根據(jù)這些現(xiàn)象分析判斷定子繞組故障的位置，但是造成這些現(xiàn)象的原因我們尚且不能完全知道，需要進(jìn)一步的探究。

1.3 大型汽輪發(fā)電機(jī)碰摩故障模式分析

碰摩故障是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)器中常見的故障模式，尤其是在大型汽輪發(fā)電機(jī)中，隨著大型汽輪發(fā)電機(jī)組向著高效率、高參數(shù)、高性能方向的發(fā)展，其動(dòng)靜間隙越來越小，顯而易見，碰摩故障發(fā)生的幾率也越來越大。碰摩故障不僅能夠直接影響機(jī)組的工作狀態(tài)，還是產(chǎn)生其他故障的誘因，所以針對(duì)大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械碰摩故障的理論研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例分析顯得越來越重要，對(duì)碰摩故障的研究分析，對(duì)整個(gè)機(jī)組的故障預(yù)警和診斷有著重要的意義。

2 大型汽輪發(fā)電機(jī)常見故障模式的對(duì)策

2.1 大型汽輪發(fā)電機(jī)震動(dòng)故障模式的對(duì)策

實(shí)現(xiàn)汽輪發(fā)電機(jī)組震動(dòng)故障診斷的關(guān)鍵和基礎(chǔ)是對(duì)其故障機(jī)理的深入研究，通常是在相關(guān)學(xué)科研究的基礎(chǔ)上，通過動(dòng)力學(xué)分析、相關(guān)模型的建立及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等手段來揭示故障本質(zhì)，那么解決大型汽輪發(fā)電機(jī)組的震動(dòng)故障模式就需要對(duì)這些方面進(jìn)入深入研究。大型汽輪發(fā)電機(jī)組目前已知的震動(dòng)故障原因有原始質(zhì)量不平衡、轉(zhuǎn)子的熱彎曲、轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂紋、轉(zhuǎn)子動(dòng)靜部分碰摩等，這些震動(dòng)故障原因分類尚不全面，還需要相關(guān)研究單位進(jìn)行進(jìn)一步的研究分析，并且這些震動(dòng)故障模式具體引起故障的機(jī)制也不明確，還需要加大對(duì)詳細(xì)機(jī)制的研究。

2.2 大型汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組故障模式的對(duì)策

大型汽輪發(fā)電機(jī)的定子一旦燒損，將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故，所以必須高度重視。國內(nèi)從100～600MW發(fā)電機(jī)幾乎都發(fā)生過定子繞組水路堵塞現(xiàn)象，已知的造成堵塞的原因不盡相同，因此我們應(yīng)該擬定有針對(duì)性的反事故針對(duì)措施。大型汽輪發(fā)電機(jī)容易將定子繞組弄潮，所以要經(jīng)常檢查水路的流通性，定時(shí)替換水接頭的部件。定子繞組也容易發(fā)生滲漏水，漏水分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，靜態(tài)漏水的常見部位和原因是清楚的，但是動(dòng)態(tài)滲漏水的原因尚不明確，仍需要我們進(jìn)一步進(jìn)行研究。金屬異物也是一種常見的原因，這種故障比較容易解決，它需要維護(hù)人員盡職盡責(zé)來定時(shí)清除大型汽輪發(fā)電機(jī)。還有一種原因是振動(dòng)過大，這種故障的解決就又回到第一種故障模式了。

2.3 大型汽輪發(fā)電機(jī)碰摩故障模式的對(duì)策

近十年來，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者通過建立各種各樣的模型系統(tǒng)，并利用各種不同的分析方法，針對(duì)大型汽輪發(fā)電機(jī)做了大量的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)于每一種故障模型，建立健全的故障原因系統(tǒng)庫是很重要的，所以我們要收集大量的大型汽輪發(fā)電機(jī)碰摩故障的實(shí)例，并對(duì)這些實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)的分析、總結(jié)，將碰摩故障特征詳細(xì)的介紹記錄下來，以便以后對(duì)碰摩故障更容易診斷。大量的理論知識(shí)和實(shí)際工程研究證明目前最常用的故障診斷方法是振動(dòng)信號(hào)的分析，我們要加大這方面的研究，更加詳細(xì)的了解每一個(gè)振動(dòng)階段代表著的碰摩程度。我們也可以將碰摩故障位置的診斷方法用流程圖表示出來。還有，不管是大型汽輪發(fā)電機(jī)組的碰摩故障還是其他故障，想要解決問題，需要國家投入資金，進(jìn)行科學(xué)詳細(xì)的研究。

3 結(jié)語

近幾年，我國電力工業(yè)發(fā)展形勢(shì)良好，大批大型汽輪發(fā)電機(jī)在全國各地的投入使用，不僅滿足了人們對(duì)電力發(fā)展的需要，還很好的滿足了節(jié)能減排的要求，所以發(fā)展大型汽輪發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢(shì)。然而大型汽輪發(fā)電機(jī)大容量、高參數(shù)及機(jī)構(gòu)更復(fù)雜的特點(diǎn)也使大型汽輪發(fā)電機(jī)更容易出現(xiàn)故障，有震動(dòng)故障模式、定子繞組故障模式、碰摩故障模式分析等，還有汽輪發(fā)電機(jī)的各功能部件之間是相互聯(lián)系的，一個(gè)功能部件的故障不僅會(huì)影響部件本身，還能影響與它相關(guān)部件，甚至是整個(gè)系統(tǒng)。所以我們要認(rèn)真、耐心解決每一種模式的問題，為電力系統(tǒng)的未來良好發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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（作者單位：哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司）