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[摘 要]国民经济的发展要求电力系统和单机容量不断增大，大电网、大机组对同步发电机的运行性能有了新的和更高的要求。由于发电机在运行中会不断受到振动、发热、电晕等各种机械力和电磁力的作用，加之设计、制造、运行管理以及系统故障等原因，会引起发电机温升过高、转子绕组接地、定子绕组绝缘损坏、励磁机碳刷打火、发电机过载等故障，针对发电机这些运行中的常见故障，通过日常运行中积累的经验对发电机常见故障及处理方法予以分析。
[关键词]同步发电机 升压 转子接地 失磁
中图分类号：P554 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）28-0015-01
一、 发电机温升问题
1、转子温度和进口风温正常，而定子温度升高
首先应分析是定子温度表失灵造成，因为测量定子温度用的电阻式测温元件的电阻值会在运行中逐步增大，甚至开路，这时就会出现某一点或者某些点温度突然上升的现象。
2、定子线圈温度和进口风温正常，而转子温度升高
①初步分析是转子温度表失灵，应对其做相应检查；
②发电机三相负荷不平衡超过允许值时，也会使转子温度升高，此时应立即降低负荷，调整三相负荷不平衡度，使转子温度降到允许范围之内。
3、进口风温和定子、转子温度都升高
可以判定是冷却系统发生了故障，这时应立即检查冷却器及冷却系统是否正常。
二、 发电机非同期并列
发电机准同期并列时，应满足待并侧和系统侧电压、频率、相位相同这，如果由于操作不当或其它原因，并列时没有满足这3个条件，发电机就会非同期并列，可能使发电机损坏，并对系统造成强烈的冲击，因此应注意防止此类故障的发生，这里分析一下待并侧和系统侧电压不一致而并网时会出现的情况。
当待并发电机与系统的电压不相同，其间就会产生电压差，并列时就会产生一定的冲击电流。一般当电压相差在±10%以内时，冲击电流不太大，对发电机也没有什么危险，但是当并列时电压相差较多，特别是大容量发电机并列时，如果其电压远低于系统电压，那么在并列时除了产生很大的电流冲击外，还会使系统电压下降，甚至使事故进一步扩大。
三、 发电机转子绕组接地
发电机转子因绝缘损坏、绕组变形、端部严重积灰等引起转子接地故障。转子绕组接地分为一点接地和两点接地，转子一点接地时，线匝与地之间尚未形成电气回路，因此在故障点没有电流通过，各表计指示正常，励磁回路仍能保持正常状态，只是继保信号装置发出“转子一点接地”信号，其发电机可以继续进行。但转子绕组一点接地后，如果转子绕组或励磁系统中任一处再发生接地，就会造成两点接地。转子绕组发生两点接地故障后，部分转子绕组被短路，因为绕组直流电阻减小，所以励磁电流将会增大。如果绕组被短路的匝数较多，就会使主磁通大量减少，发电机向电网输送的无功出力显著降低，发电机功率因数增高，甚至变为进相运行，定子电流也可能增大，同时由于部分转子绕组被短路，发电机磁路的对称性被破坏，它将引起发电机产生剧烈的振动（凸极式发电机更为显著）。 转子线圈短路时，因励磁电流大大超过额定值，如不及时停机，切断励磁回路，转子绕组将会烧损。 为了防止发电机转子绕组接地，运行中要求每个班值班人员均应通过绝缘监视表计测量一次励磁回路绝缘电阻，若绝缘电阻低于0.5MΩ时，值班人员必须采取措施。对运行中励磁回路可能清扫到的部分进行吹扫，使绝缘电阻恢复到0.5MΩ以上，当转子绝缘电阻下降到0.01MΩ时，就应视作已经发生了一点接地故障。 当转子发生一点接地故障后，就应立即设法消除，以防发展成两点接地。如果是稳定的金属性接地故障，而一时没有条件安排检修时，就应投入转子两点接地保护装置，以防止发生两点接地故障后，燒损转子，使事故扩大。 转子绕组发生匝间短路事故时，情况与转子两点接地相同，但一般这时短路的匝数不多，影响没有两点接地严重。 如果转子两点接地保护装置投入时，则继电器动作切断发电机主断路器，使发电机与系统解列并停机，同时切断灭磁开关，把磁场变阻器放在电阻最大位置，待停机后对转子和励磁系统进行检查。
四、发电机失磁
1、发电机失磁原因
运行中的发电机，由于灭磁开关受振动或误动而跳闸，磁场变阻器接触不良，励磁机磁场线圈断线或整流子严重打火，自动电压调整器故障等原因，造成励磁回路断路时，将使发电机失磁。
2、失磁时的现象
发电机失磁后转子励磁电流突然降为零或接近于零，励磁电压也接近为零，且有等于转差率的摆动，发电机电压及母线电压均较原来降低，定子电流表指示升高，功率因数表指示进相，无功功率表指示为负，表示发电机从系统中吸取无功功率，各表计的指针都摆动，摆动的频率为转差率的1倍。
3、失磁后允许运行时间及所带负荷
发电机失磁后，是否可以继续运行，与失磁运行的发电机容量和系统容量的大小有关。大容量的发电机失磁后，应立即从电网中切除，停机处理。发电机容量较小，电网容量较大，一般允许发电机在短时间内，低负荷下失磁运行，以待处理失磁故障。 对于允许励磁运行的发电机，发生失磁故障后，应立即减小发电机负荷，使定子电流的平均值降低到规定的允许值以下，然后检查灭磁开关是否跳闸，如已跳闸就应立即合上。此时若仍未能恢复励磁，可以再试行换用备用励磁机供给励磁。经过这些操作后，如果仍不能使失磁现象消失，就可以判断为发电机转子发生故障，必须在30min以内安排停机处理。
五、发电机升不起电压
此类故障多发生在自激式同轴直流励磁机励磁的发电机上。
1、故障现象
发电机升速到额定转速后，给发电机励磁时，励磁电压和发电机定子电压升不上去或励磁电压有，而发电机电压升不到额定值。
2、故障原因
①励磁机剩磁消失；
②励磁机并励线圈接线不正确；
③励磁回路断线；
④励磁机换向器片间有短路故障，励磁机碳刷接触不好或安装位置不正确；
⑤发电机定子电压测量回路故障。
3、一般处理
当发电机冲转到额定转速后升压时，如励磁机电压和发电机电压升不起来，就应检查励磁回路接线是否正常，有无断线或接触不良，电刷位置是否正确，接触是否良好等。如以上各项都正常，而励磁机电压表有很小指示时，表示励磁机磁场线圈极性接反，应把它的正、负两根连线对换。如果励磁机电压表没有指示，则表明剩磁消失，应该对励磁机进行充磁。
六、 发电机过负荷运行
运行中的发电机应在规定的额定负荷或以下运行，否则发电机定、转子温度将超过其允许数值，使发电机定、转子绝缘快速老化而损坏，所以当发电机过负荷时，应进行调整，减低负荷。
当系统发生事故，造成电力不足或因系统运行情况突变而威胁到系统的静态稳定时，允许发电机在短时间内过负荷运行，此时值班人员应密切监视定、转子绕组温度，其数值不得超过正常允许的最高监视温度，但是对任何发电机，都禁止在正常情况下使用这些过负荷裕量。
参考文献
[1] 周德贵、巩北宁.同步发电机运行技术与实践.中国电力出版社. 2004.
[2] 姚晴林.同步发电机失磁及其保护.机械工业出版社.1981.
[3] 李德基.汽轮发电机短时不对称故障及分析.电力技术出版社.
[关键词]同步发电机 升压 转子接地 失磁
中图分类号：P554 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）28-0015-01
一、 发电机温升问题
1、转子温度和进口风温正常，而定子温度升高
首先应分析是定子温度表失灵造成，因为测量定子温度用的电阻式测温元件的电阻值会在运行中逐步增大，甚至开路，这时就会出现某一点或者某些点温度突然上升的现象。
2、定子线圈温度和进口风温正常，而转子温度升高
①初步分析是转子温度表失灵，应对其做相应检查；
②发电机三相负荷不平衡超过允许值时，也会使转子温度升高，此时应立即降低负荷，调整三相负荷不平衡度，使转子温度降到允许范围之内。
3、进口风温和定子、转子温度都升高
可以判定是冷却系统发生了故障，这时应立即检查冷却器及冷却系统是否正常。
二、 发电机非同期并列
发电机准同期并列时，应满足待并侧和系统侧电压、频率、相位相同这，如果由于操作不当或其它原因，并列时没有满足这3个条件，发电机就会非同期并列，可能使发电机损坏，并对系统造成强烈的冲击，因此应注意防止此类故障的发生，这里分析一下待并侧和系统侧电压不一致而并网时会出现的情况。
当待并发电机与系统的电压不相同，其间就会产生电压差，并列时就会产生一定的冲击电流。一般当电压相差在±10%以内时，冲击电流不太大，对发电机也没有什么危险，但是当并列时电压相差较多，特别是大容量发电机并列时，如果其电压远低于系统电压，那么在并列时除了产生很大的电流冲击外，还会使系统电压下降，甚至使事故进一步扩大。
三、 发电机转子绕组接地
发电机转子因绝缘损坏、绕组变形、端部严重积灰等引起转子接地故障。转子绕组接地分为一点接地和两点接地，转子一点接地时，线匝与地之间尚未形成电气回路，因此在故障点没有电流通过，各表计指示正常，励磁回路仍能保持正常状态，只是继保信号装置发出“转子一点接地”信号，其发电机可以继续进行。但转子绕组一点接地后，如果转子绕组或励磁系统中任一处再发生接地，就会造成两点接地。转子绕组发生两点接地故障后，部分转子绕组被短路，因为绕组直流电阻减小，所以励磁电流将会增大。如果绕组被短路的匝数较多，就会使主磁通大量减少，发电机向电网输送的无功出力显著降低，发电机功率因数增高，甚至变为进相运行，定子电流也可能增大，同时由于部分转子绕组被短路，发电机磁路的对称性被破坏，它将引起发电机产生剧烈的振动（凸极式发电机更为显著）。 转子线圈短路时，因励磁电流大大超过额定值，如不及时停机，切断励磁回路，转子绕组将会烧损。 为了防止发电机转子绕组接地，运行中要求每个班值班人员均应通过绝缘监视表计测量一次励磁回路绝缘电阻，若绝缘电阻低于0.5MΩ时，值班人员必须采取措施。对运行中励磁回路可能清扫到的部分进行吹扫，使绝缘电阻恢复到0.5MΩ以上，当转子绝缘电阻下降到0.01MΩ时，就应视作已经发生了一点接地故障。 当转子发生一点接地故障后，就应立即设法消除，以防发展成两点接地。如果是稳定的金属性接地故障，而一时没有条件安排检修时，就应投入转子两点接地保护装置，以防止发生两点接地故障后，燒损转子，使事故扩大。 转子绕组发生匝间短路事故时，情况与转子两点接地相同，但一般这时短路的匝数不多，影响没有两点接地严重。 如果转子两点接地保护装置投入时，则继电器动作切断发电机主断路器，使发电机与系统解列并停机，同时切断灭磁开关，把磁场变阻器放在电阻最大位置，待停机后对转子和励磁系统进行检查。
四、发电机失磁
1、发电机失磁原因
运行中的发电机，由于灭磁开关受振动或误动而跳闸，磁场变阻器接触不良，励磁机磁场线圈断线或整流子严重打火，自动电压调整器故障等原因，造成励磁回路断路时，将使发电机失磁。
2、失磁时的现象
发电机失磁后转子励磁电流突然降为零或接近于零，励磁电压也接近为零，且有等于转差率的摆动，发电机电压及母线电压均较原来降低，定子电流表指示升高，功率因数表指示进相，无功功率表指示为负，表示发电机从系统中吸取无功功率，各表计的指针都摆动，摆动的频率为转差率的1倍。
3、失磁后允许运行时间及所带负荷
发电机失磁后，是否可以继续运行，与失磁运行的发电机容量和系统容量的大小有关。大容量的发电机失磁后，应立即从电网中切除，停机处理。发电机容量较小，电网容量较大，一般允许发电机在短时间内，低负荷下失磁运行，以待处理失磁故障。 对于允许励磁运行的发电机，发生失磁故障后，应立即减小发电机负荷，使定子电流的平均值降低到规定的允许值以下，然后检查灭磁开关是否跳闸，如已跳闸就应立即合上。此时若仍未能恢复励磁，可以再试行换用备用励磁机供给励磁。经过这些操作后，如果仍不能使失磁现象消失，就可以判断为发电机转子发生故障，必须在30min以内安排停机处理。
五、发电机升不起电压
此类故障多发生在自激式同轴直流励磁机励磁的发电机上。
1、故障现象
发电机升速到额定转速后，给发电机励磁时，励磁电压和发电机定子电压升不上去或励磁电压有，而发电机电压升不到额定值。
2、故障原因
①励磁机剩磁消失；
②励磁机并励线圈接线不正确；
③励磁回路断线；
④励磁机换向器片间有短路故障，励磁机碳刷接触不好或安装位置不正确；
⑤发电机定子电压测量回路故障。
3、一般处理
当发电机冲转到额定转速后升压时，如励磁机电压和发电机电压升不起来，就应检查励磁回路接线是否正常，有无断线或接触不良，电刷位置是否正确，接触是否良好等。如以上各项都正常，而励磁机电压表有很小指示时，表示励磁机磁场线圈极性接反，应把它的正、负两根连线对换。如果励磁机电压表没有指示，则表明剩磁消失，应该对励磁机进行充磁。
六、 发电机过负荷运行
运行中的发电机应在规定的额定负荷或以下运行，否则发电机定、转子温度将超过其允许数值，使发电机定、转子绝缘快速老化而损坏，所以当发电机过负荷时，应进行调整，减低负荷。
当系统发生事故，造成电力不足或因系统运行情况突变而威胁到系统的静态稳定时，允许发电机在短时间内过负荷运行，此时值班人员应密切监视定、转子绕组温度，其数值不得超过正常允许的最高监视温度，但是对任何发电机，都禁止在正常情况下使用这些过负荷裕量。
参考文献
[1] 周德贵、巩北宁.同步发电机运行技术与实践.中国电力出版社. 2004.
[2] 姚晴林.同步发电机失磁及其保护.机械工业出版社.1981.
[3] 李德基.汽轮发电机短时不对称故障及分析.电力技术出版社.