发电机励磁碳刷运行故障检测方法分析

发电机励磁碳刷运行故障检测方法分析

刘祥峰 ,王宪春 ,崔迪

白山吉电能源开发有限公司    吉林 白山市  134301

摘要：励磁系统在发电机运行过程中发挥着非常重要的作用，如果励磁碳刷出现故障，必然会对整个发电系统的正常运转造成不利影响。基于此，本文对发电机励磁碳刷运行故障检测方法展开了分析和探讨，并提出了保障发电厂设备正常运转的有效措施，仅供参考。

关键词：发电机；励磁系统；故障检测

近些年，随着技术水平的提升，发电厂普遍采用了电气化的方式运行，通过高性能的励磁系统能够进一步提升电力生产效率。但是在发电厂电力设备快速发展过程中也暴露出了一定问题，最主要的就是励磁系统运行故障问题，在很大程度上影响着励磁系统和相关人员的安全性。所以需要通过针对性的检测方式进行故障分析及确定，从而采取针对性的措施进行解决，这对于确保发电厂励磁系统正常运行具有非常重要的意义。

1 发电机组励磁系统常用故障检测技术

目前较为常用的励磁系统故障检测技术主要包括如下几种：

1.1 电流分析法

所谓的电流分析法主要就是利用对于电流和电压幅值的检测或者实施波形检测的方式对于故障情况进行分析，利用此种方式能够检测到电力运转时电子转子绕组断条、转移不平衡以及气隙偏差等方面的故障。

1.2 振动诊断法

利用此种方法进行励磁系统故障诊断相对简单，由于在电气运转过程中一旦发生故障非常容易引发振动问题，所以可以在检测过程中可以利用听取振动生源的方式判定故障源所在，从而减小故障范围，最终确定故障所在区域。

1.3 绝缘诊断法

此种方法主要是利用试验的方式进行故障检测，通过试验判定励磁系统自身的绝缘性情况，也可以判定结构故障方面的情况。

1.4 温度诊断法

此种方法主要就是对于励磁系统运行过程中温度情况进行判定，以此来确定励磁系统运行正常与否。这主要就是记录励磁系统正常运行时温度的情况，之后通过观察励磁系统运行中的温度和正常温度的差异来判定电气故障情况。

2 发电厂励磁系统故障检测分析

2.1温度较高

对于发电厂来说，发电机设备是最为重要的励磁系统，能够为整个电厂运行提供驱动力，其使用频次较多，并且其处于长期持续性工作状态，这是造成发电机故障的根本原因。随着发电机长时间的工作，其中铁以及铜等金属会有较大损耗，这些损耗会转变成为热量，从而造成励磁系统在很短时间内温度上升较快。所示发电机长时间在较高温度下运行就会造成励磁系统表层绝缘体损坏，从而影响到其使用寿命。尤其是在运行温度超出临界点温度的情况下更是会缩短使用寿命，严重时会引发安全事故问题。通过温度诊断法就可以准确判定发电机温度故障问题，从而采取相应的冷却措施将热量及时排走，避免发电机故障发生。

2.2 励磁系统接地故障问题

对于发电厂来说，实施励磁系统的接地处理能够确保设备正常运行以及人员的安全性。但是随着现代社会用电量需求不断增加，供电电压也会大大上升，更容易引发设备短路故障问题。针对此故障问题可以通过电流分析法或者绝缘诊断法等方法进行检测。从目前情况来看，发电厂励磁系统接地故障主要集中在如下几方面：

第一，直流接地故障。对于直流接地情况来说，若是没有发生短路问题，那么熔断器就不会发生断熔情况，所以检修人员很难及时发现故障问题，这就会造成检修人员对于相应操作重视不足，从而引发电气直流接地故障。

第二，交流接地故障。一旦电动机的绕组受到潮气影响就容易引发接地故障问题，从现阶段来看绝大部分发电厂中所用的接地材料常常是钢材，主要采用扁钢作为接引线，这些励磁系统长时间运行会引发腐蚀和磨损的问题，从而造成接地故障。

2.3 励磁系统电压超载故障

对于励磁系统来说，在实际运行过程中电压的稳定性、合理性在很大程度上影响着励磁系统的效能，一旦电压过高或者过低都会影响到设备的正常运转，所以需要控制励磁系统电压保持在5%额定电压范围内。一旦电压超出额定值就会造成励磁系统容量的波动，会造成励磁的上升，随着转子电流的增加会进一步造成温度上升，从而加快其老化速度。另外，温度的上升也会增加铁铜等金属的消耗，引发相应故障。若是电压低于额定值也会影响到设备稳定性，从而造成发电机很难正常运行，甚至会引起发电机组的振动问题。

3 励磁系统故障解决措施

3.1 采用合适的冷却方式

对于发电机发热情况来说，可以从热量的排除、采取合适冷却方式等方面来解决发热问题。可以在发电机等相应设备上配置较好的散热系统，能够及时将运行中的热量排除，同时采取合理冷却方式进行处理。现阶段发电厂所采用的冷却方式主要包括如下几种：第一，进行有效的水冷却。此种冷却方式相对简单并且安全性较高，同时具有非常好的散热性能，所以水冷却的方式主要应用在较大发电量的发电机组当中。第二，进行有效的密闭空气冷却。采用此种方式进行冷却时先要建立起封闭性环境，所以其能够有效降低冷却介质和外部的接触，能够有效降低系统的堵塞，一定程度上影响到冷却性能。所以此种方式更多应用在发电环境相对复杂的火力发电厂中，但是此种冷却方式的成本相对较高，发电厂要按照自身具体情况来选择。

3.2 定期做好励磁系统的检修维护

发电厂的领导人员需要根据具体情况制定出较为完善的责任以及操作制度，确保相应工作人员严格遵照相应流程实施作业，将各部门职责进行明确划分，将相应责任落实到每个人，以便励磁系统发生运行故障时能够将责任追究到人。另外，要加强励磁系统定期的检修维护，检修过程中一定发现设备发生故障就要第一时间进行处理，同时要做好相应故障检修记录。另外对于目前没有故障隐患的设备也要加强其养护工作，从而避免问题发生后维修不及时以及费用较高的问题。而对于母线短路等内部故障来说，如果没有检查出较为明显的故障问题，那么可以通过电源重启的方式实施升压处理；如果发生外部故障问题，那么可以将励磁系统进行隔离处理。

3.3 进行实时监控，确保电压的稳定性

电压的稳定性直接影响着发电机等相应励磁系统运行的安全性、稳定性，对于确保其正常运行具有重要的保障作用。但是造成电压不稳定的因素较多，所以加强发电厂电压的实时监控是非常必要的。一旦励磁系统运行过程中发生电压值超载或较低的情况下，先要检查相应设备的运行情况，如果运行不正常就可以将负电荷切断，确保电压保持到正常状态。若是异常情况较严重，那么要直接将电源切断，从而确保励磁系统和人员的安全性。除此之外，为了确保电压稳定性，也要对各个励磁系统配备相应的电压保护装置，同时要按照所监控到的设备运行情况针对性的使用保护装置，一旦发生异常情况时能够第一时间启动保护装置，确保电压的稳定性。

3.4 对于接地线结构进行优化

励磁系统设置接地线的目的就是要确保设备和工作人员的安全性，但是受到其他各种原因的影响其也成为了设备故障的重要影响因素。所以为了防止故障的发生需要对接地线结构进行优化，就是指通过环路式接地结构来代替传统接地线结构，环路时接地结构可以有效提升设备运行安全性，能够大大降低对地电压，从而确保某接地线发生故障情况下不会影响到其余线路的正常运行，能够有效降低故障影响。

4 结语

综上所述，本文主要分析了发电厂励磁系统故障检测方面的内容，同时针对故障问题提出相应的解决措施。通过本文的介绍能够对发电厂励磁系统正常运行提供一定参考和帮助，对于确保发电厂的正常运行具有现实意义。

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