1.低速運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組燒毀
(1)故障現(xiàn)象。柴油機(jī)從冷機(jī)起動(dòng)至怠速時(shí)(600~900r/min),操作人員保持該轉(zhuǎn)速讓 柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘,發(fā)電機(jī)電壓達(dá)額定值,但沒多久發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁繞組燒毀。
(2)原因分析。這是強(qiáng)勵(lì)磁作用的結(jié)果。因帶AVR的發(fā)電機(jī)低速運(yùn)行時(shí),AVR就已經(jīng)投入工作,迅速加大勵(lì)磁電流,使發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到額定值。這時(shí)的勵(lì)磁電流必然大大超過銘牌規(guī)定的額定值,轉(zhuǎn)速越低,要達(dá)到發(fā)電機(jī)額定電壓所需的勵(lì)磁電流越大,經(jīng)柴油機(jī)怠速這一段時(shí)間,必然導(dǎo)致勵(lì)磁繞組燒毀。
(3)處理方法
①必須選用設(shè)有低頻保護(hù)環(huán)節(jié)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率低于下限設(shè)定值時(shí),發(fā)電機(jī)電壓隨頻率下降而降低,勵(lì)磁電流也隨之減小,從而保護(hù)發(fā)電機(jī)各繞組在低頻時(shí)運(yùn)行可靠。
②在勵(lì)磁電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)器未設(shè)置低頻保護(hù)環(huán)節(jié)情況下,應(yīng)規(guī)定不允許發(fā)電機(jī)持續(xù)低轉(zhuǎn)速運(yùn)行,并嚴(yán)格執(zhí)行。
2.空載時(shí)相復(fù)勵(lì)三相交流發(fā)電機(jī)變流器繞組發(fā)燙并燒毀
(1)故障現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)達(dá)空載轉(zhuǎn)速(1545?1575r/min),出線端電壓為額定值,僅1? 2分鐘發(fā)現(xiàn)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(yīng)短路電流,引起劇熱;二次繞組中部分線匝短路后,有效匝數(shù)減少了,其感抗也相應(yīng)減小,該相二次繞組電流比其他兩相大,相對(duì)較熱。這兩點(diǎn)原因必然導(dǎo)致繞組燒毀。
(3)處理方法
①更換燒毀的繞組,并重新進(jìn)行浸漆、烘干處理。
②每個(gè)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(yàn)儀檢測(cè)匝間是否短路.并用兆歐表檢測(cè)繞組對(duì)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(jī)定子鐵心過熱
(1)故障現(xiàn)象
①發(fā)電機(jī)整個(gè)定子鐵心過熱,有的出現(xiàn)在發(fā)電機(jī)空載時(shí),有的出現(xiàn)在發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)。
②發(fā)電機(jī)定子鐵心局部過熱,電壓正常。
(2)原因分析
發(fā)電機(jī)整個(gè)定子鐵心過熱的原因:
①定子電壓過高運(yùn)行,鐵心損耗增加,導(dǎo)致鐵心過熱。
②定子繞組溫度高,該熱量傳導(dǎo)給鐵心。
③轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流過大,轉(zhuǎn)子繞組溫度高,熱傳導(dǎo)給定子鐵心。
④發(fā)電機(jī)低速帶載運(yùn)行,整機(jī)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(nèi)圓打磨過多,造成鐵心大面積片間短路,運(yùn)行中引發(fā)鐵心渦流而發(fā)熱。
⑥相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)定子副繞組與電抗變流器二次繞組錯(cuò)相連接,空載時(shí)的負(fù)載端電壓比機(jī) 端電壓還低,為了提高負(fù)載端電壓,必須加大勵(lì)磁電流,定子副繞組電流隨之加大,導(dǎo)致定子鐵心發(fā)熱。
發(fā)電機(jī)定子鐵心局部過熱的原因:
⑦個(gè)別定子線圈組短路,短路線圈周圍鐵心發(fā)熱。
⑧定、轉(zhuǎn)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(shù)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(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓,保持在額定電壓運(yùn)行。
②在額定工況運(yùn)行的發(fā)電機(jī),若定子繞組溫度過高,應(yīng)適當(dāng)降低發(fā)電機(jī)負(fù)載。
③調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)負(fù)載,使功率因數(shù)不超過銘牌規(guī)定值;調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流,使發(fā)電機(jī)電壓不過高,以此控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流不超過規(guī)定值,排除因轉(zhuǎn)子繞組過熱對(duì)定子鐵心的影響。
④調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速,使發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)處于額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,確保良好的通風(fēng)散熱。
⑤改進(jìn)定子鐵心疊裝工藝,使鐵心整齊結(jié)實(shí),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(yàn)儀或短路探測(cè)器檢測(cè)繞組是否短路,短路的應(yīng)予以絕緣處理,無法處理的重繞繞組。
⑧改進(jìn)發(fā)電機(jī)裝配或適當(dāng)磨削轉(zhuǎn)子鐵心弧面,消除定、轉(zhuǎn)子鐵心相摩擦部分。
⑨發(fā)電機(jī)處于空載發(fā)電運(yùn)行狀態(tài),用交流電壓表檢測(cè)變流器二相二次繞組兩端電壓,電 壓低者為匝數(shù)少的繞組,應(yīng)增補(bǔ)匝數(shù)。
4.發(fā)電機(jī)定子繞組過熱
(1)故障現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)在額定工況下運(yùn)行達(dá)熱穩(wěn)定后,定子繞組的溫升超過該發(fā)電機(jī)規(guī)定的溫升限值和絕緣材料的耐熱限值(此會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)絕緣加速老化,縮短發(fā)電機(jī)壽命)。
(2)原因分析
①過負(fù)載。定子電流超過銘牌規(guī)定的數(shù)值,使定子繞組和鐵心過熱。
②發(fā)電機(jī)通風(fēng)道被堵塞,鐵心和線圈表面被不易傳熱的粉塵或細(xì)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(fēng)扇的發(fā)電機(jī)倒轉(zhuǎn)。小型柴油發(fā)電機(jī)一般裝著離心式風(fēng)扇,而離心式風(fēng)扇又分徑向葉片、前傾葉片、后傾葉片3種。對(duì)于后傾風(fēng)扇,一旦發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn),則通風(fēng)惡化,影響發(fā)電機(jī)散熱,導(dǎo)致發(fā)電機(jī)定子繞組過熱。
④定子繞組短路或接地。己經(jīng)用了很久的發(fā)電機(jī),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(jī),未經(jīng)絕緣干燥處理而一下子發(fā)電帶負(fù)載,也容易發(fā)生線圈短路或接地。
⑤發(fā)電機(jī)定子絕緣不好,這種情況常發(fā)生在發(fā)電機(jī)大修時(shí),嵌線后浸絕緣漆不透,烘干 后發(fā)電機(jī)定子槽內(nèi)仍然充滿空氣保溫層;有的雖然浸透了絕緣漆,但烘干時(shí)升溫太快,造成槽外部絕緣漆結(jié)皮,但槽內(nèi)絕緣漆始終潮濕,甚至發(fā)現(xiàn)一年多后拆開定子,槽內(nèi)還是粘濕 的。這樣的發(fā)電機(jī)定子溫升較高,嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)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(jī)很容易發(fā)生這種現(xiàn)象。
(3)處理方法
①機(jī)組運(yùn)行人員必須嚴(yán)格按發(fā)電機(jī)銘牌規(guī)定調(diào)節(jié)負(fù)載,避免過載。
②定期檢査并清除發(fā)電機(jī)內(nèi)部阻塞物和覆蓋物,經(jīng)常保持通風(fēng)道淸潔,維持正常的散熱條件。
③不管內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)連接方式如何,都要保證發(fā)電機(jī)按指示矢規(guī)定的指向旋轉(zhuǎn),若一 定要倒轉(zhuǎn),則必須相應(yīng)改變風(fēng)葉傾斜方向,以利通風(fēng)散熱。
④用匝間耐壓檢査儀或短路探測(cè)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(duì)短路及接地的予以修復(fù)或更換繞組。
⑤一般用兆歐表檢査定子繞組對(duì)地絕緣電阻,不論是槽內(nèi)漆未干或浸漆不透,在潮濕氣 候都表現(xiàn)出對(duì)地絕緣電阻明顯下降。對(duì)于浸漆不透的應(yīng)重新浸漆、烘干,對(duì)于槽內(nèi)粘濕的應(yīng)重新嵌線后,再浸漆、烘干處理。
5.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組過熱
(1)故障現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)在滿載連續(xù)運(yùn)行至熱穩(wěn)定時(shí)(3?4小時(shí)),手感定子外殼燙手,停機(jī),用溫度計(jì)檢測(cè)定、轉(zhuǎn)子繞組表面,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)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(huì)導(dǎo)致絕緣材料加速老化,縮短發(fā)電機(jī)壽命)。
(2)原因分析
①發(fā)電機(jī)在高于額定電壓下運(yùn)行,為了按額定功率因數(shù)輸出額定功率,勵(lì)磁電流必然超過額定值,轉(zhuǎn)子繞組就會(huì)過熱。并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī),常常由于電網(wǎng)電壓高,容易處于這種不正常運(yùn)行狀態(tài)。
②發(fā)電機(jī)在低功率因數(shù)下運(yùn)行,若發(fā)電機(jī)輸出額定功率,勵(lì)磁電流也要超過額定值。
③發(fā)電機(jī)在低于額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,通風(fēng)條件不良影響散熱;發(fā)電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下要輸出額 定電壓,必須相應(yīng)加大勵(lì)磁電流,二者都導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組過熱。
④發(fā)電機(jī)通風(fēng)不良。對(duì)于凸極式發(fā)電機(jī),若轉(zhuǎn)子極間撐塊結(jié)構(gòu)不合理,使極間軸向通風(fēng)不暢,影響繞組冷卻。在使用方面,常由于定子鐵心徑向通風(fēng)道被堵,阻礙轉(zhuǎn)子散熱。
⑤轉(zhuǎn)子繞組匝間短路或接地。
⑥轉(zhuǎn)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(nèi)部空氣隙。
(3)處理方法
①發(fā)電機(jī)在高于額定電壓下運(yùn)行時(shí),應(yīng)相應(yīng)降低輸出功率,尤其是無功功率,保持勵(lì)磁 電流不超過額定值。
②在負(fù)栽功率因數(shù)低于0.8 (滯后)時(shí),應(yīng)以勵(lì)磁電流不超過額定值為限。
③應(yīng)提高內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速,使發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。
④改進(jìn)發(fā)電機(jī)通風(fēng)結(jié)構(gòu),用戶在維護(hù)或小修時(shí)要注意清除發(fā)電機(jī)通風(fēng)道灰塵,經(jīng)常保持 通風(fēng)道暢通。
⑤用匝間耐壓檢查儀或短路探測(cè)器檢測(cè)繞組匝間是否短路,用兆歐表檢測(cè)繞組是否接地,對(duì)短路繞組應(yīng)修復(fù)或更換。繞組接地,若接地點(diǎn)在內(nèi)部應(yīng)更換繞組,接地點(diǎn)在外部予以修復(fù)。
⑥把轉(zhuǎn)子繞組重新浸絕緣漆,要求浸透后徹底烘干。
6.直流勵(lì)磁機(jī)電樞過熱
(1)故障現(xiàn)象。直流勵(lì)磁機(jī)在額定轉(zhuǎn)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(lì)磁機(jī)輸出電流超過額定值,使整個(gè)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(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)不勻稱,造成電樞繞組各并聯(lián) 支路感應(yīng)電壓不一樣,電樞內(nèi)部各支路間產(chǎn)生環(huán)流,導(dǎo)致電樞發(fā)熱,甚至勵(lì)磁機(jī)不帶負(fù)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(lì)磁機(jī)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(lì)磁機(jī)電樞繞組感應(yīng)很大的短路電流而劇熱。
⑤裝有傾斜式風(fēng)扇的發(fā)電機(jī)倒轉(zhuǎn),風(fēng)扇效率低,導(dǎo)致風(fēng)量、風(fēng)壓減小,影響勵(lì)磁機(jī)電樞 正常散熱。
⑥勵(lì)磁機(jī)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(lì)磁機(jī)負(fù)載,使勵(lì)磁電流不超過銘牌規(guī)定值。
②增加或減少勵(lì)磁機(jī)定子主磁極或換向極與機(jī)座間墊片,使各極下的氣隙大小及氣隙均 勻度達(dá)到要求。調(diào)整墊片時(shí)切忌用銅片、鋁片等非磁性材料代替薄鋼片,同時(shí)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(shí)氣隙長(zhǎng)度。
③電刷冒火花應(yīng)找出原因,并加以處理。
④用匝間耐壓檢査儀或短路探測(cè)儀査找短路部位,對(duì)短路處進(jìn)行復(fù)修或更換短路的電樞 繞組,再進(jìn)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(yīng)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(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)向。若用戶自行組裝的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組要求發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn),則必須配置倒轉(zhuǎn)的傾斜葉片的風(fēng)扇。
⑥按浸漆、烘干工藝重新浸絕緣漆,或重新嵌線后進(jìn)行浸漆、烘干處理。
7.發(fā)電機(jī)定子副繞組燒毀
(1)故障現(xiàn)象。定子副繞組有基波或三次諧波副繞組,它們作為自勵(lì)恒壓發(fā)電機(jī)的勵(lì)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(shí)定子副繞組處于短路狀態(tài),在發(fā)電機(jī)主磁場(chǎng)作用下,定子副繞組中感應(yīng)的短路電流很大,若持續(xù)運(yùn)行,很快將燒毀繞組。
②副繞組本身短路,運(yùn)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(yùn)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(shí),發(fā)電機(jī)輸出電壓突然下降,此時(shí)應(yīng)立即停機(jī),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(yàn)儀或短路探測(cè)器檢測(cè)定子副繞組,找出短路點(diǎn),修復(fù)或換上新繞組。
③用500V兆歐表定期檢査發(fā)電機(jī)繞組對(duì)地絕緣電阻,及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣老化情況,以便進(jìn)行大修。
8.無刷發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組燒毀
(1)故障現(xiàn)象。無刷發(fā)電機(jī)在出廠試驗(yàn)或在運(yùn)行中,有時(shí)發(fā)現(xiàn)交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組突然燒毀,發(fā)電機(jī)電壓突然降落,造成嚴(yán)電故障而停電。
(2)原因分析。用于無刷發(fā)電機(jī)的交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組一般為三相星形接法,它與旋轉(zhuǎn)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(gè)旋轉(zhuǎn)整流元件因過壓或過流損壞而短路,都將造成此故障?,F(xiàn)以圖3-251的三相橋式連接的交流 勵(lì)磁機(jī)電樞回路為例說明。若整流元件VD10 損壞,當(dāng)電樞繞組電壓Uab或Uac為最大值時(shí),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(shí)(即b點(diǎn)電位最高,a點(diǎn)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(jié)果:其一,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組F1F2得不到勵(lì)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(shí)刻的整流情況??傊?,三相整流橋VD10?VD15中某個(gè)硅元件損壞,必然使轉(zhuǎn)子繞組F1F2的平均電流減小,從而使發(fā)電機(jī)端電壓下降,并有可能擴(kuò)大故障,使其余整流件相繼損壞,導(dǎo)致勵(lì)磁機(jī)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(jí),并采取有效的保護(hù)措施。過壓保護(hù)一般采用在直流側(cè)并接阻容或過壓保護(hù)電阻。圖3-251的R為并接在硅整流橋直流側(cè)的過壓保護(hù)電阻, 實(shí)踐證明其過壓保護(hù)作用有效、可靠。
②對(duì)于已損壞的元件,必須換上同型號(hào)、規(guī)格新的元件。若一時(shí)無備品可換時(shí),作為應(yīng)急措施,拆除VD10和移補(bǔ)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(shí)可能由于整流后直流電壓減小,發(fā)電機(jī)電壓略為降低。
9.電抗移相式相復(fù)勵(lì)變流器、電抗器發(fā)熱
(1)故障現(xiàn)象。相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí),相復(fù)勵(lì)變流器發(fā)熱厲害,有時(shí)電抗器響聲大,發(fā)熱也很厲害。
(2)原因分析。發(fā)電機(jī)的相復(fù)勵(lì)變流器、電抗器嚴(yán)重發(fā)熱,除制造質(zhì)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(yán)重不平衡,或電抗器鐵心上軛部的鎖緊螺母松動(dòng),造成振動(dòng)和氣隙嚴(yán)重不均勻,使電抗器發(fā)熱、噪聲大。
②由于三相負(fù)荷不平衡,尤其是單機(jī)運(yùn)行的小機(jī)組,三相負(fù)荷分配往往相差很大,造成變流器三相合成激磁磁勢(shì)嚴(yán)重不平衡,因而導(dǎo)致變流器三相磁路嚴(yán)重不平衡,使變流器 發(fā)熱。
③變流器由于接線錯(cuò)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(shì)嚴(yán)重不平衡,此時(shí)變流器發(fā)熱,且可能造成無功輸出不足。
(3)處理方法
①調(diào)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(dòng)。
②調(diào)整發(fā)電機(jī)三相負(fù)荷,使其達(dá)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(cuò)誤接線。相序是否一致,可用鉗形電流表測(cè)量變流器輸出線圈的各相電流進(jìn)行檢査(應(yīng)在三相負(fù)載平衡條件下進(jìn)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(cè)量三相空載電壓,若有明顯差異,說明兩線圈相序錯(cuò)誤,應(yīng)予以更正。