故障檢修與技術(shù)維護(hù)

發(fā)電機(jī)常見故障原因及排除方法

 

 

圖1 發(fā)電機(jī)故障診斷原理圖

 

 

一、 發(fā)電機(jī)不能發(fā)電

 

（1）故障現(xiàn)象

柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將交流勵(lì)磁機(jī)定子勵(lì)磁回路開關(guān)閉合，調(diào)壓電位器調(diào)至升高方向到最大值時(shí)，發(fā)電機(jī)無輸出電壓或輸出電壓很低。

（2）故障原因

① 發(fā)電機(jī)鐵芯剩磁消失或太弱

新裝柴油發(fā)電機(jī)組受長(zhǎng)途運(yùn)輸顛振或發(fā)電機(jī)放置太久，發(fā)電機(jī)鐵芯剩磁消失或剩磁減弱，造成發(fā)電機(jī)剩磁電壓消失或小于正常的剩磁電壓值，即剩磁線電壓小于10V，剩磁相電壓小于6V。由于同步發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子及交流勵(lì)磁機(jī)的定、轉(zhuǎn)子鐵芯通常采用1～1.5mm厚的硅鋼片沖制疊成，勵(lì)磁后受到振動(dòng)，剩磁就容易消失或減弱。

② 勵(lì)磁回路接線錯(cuò)誤

檢修發(fā)電機(jī)時(shí)，工作不慎把勵(lì)磁繞組的極性接反，通電后使勵(lì)磁繞組電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與剩磁方向相反而抵消，造成剩磁消失。此外，在檢修時(shí)，測(cè)量勵(lì)磁繞組的直流電阻或試驗(yàn)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR對(duì)勵(lì)磁繞組通直流電流時(shí)，沒有注意其極性，也會(huì)造成鐵芯剩磁消失。

③ 勵(lì)磁回路電路不通

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路中電氣接觸不良或各電氣元件接線頭松脫，引線斷線，造成電路中斷，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組無勵(lì)磁電流。

④ 旋轉(zhuǎn)整流器直流側(cè)的電路中斷

由于旋轉(zhuǎn)整流器直流側(cè)的電路中斷，因此，交流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器整流后，給勵(lì)磁繞組提供的勵(lì)磁電流不能送入勵(lì)磁繞組，造成交流同步發(fā)電機(jī)不能發(fā)電。

⑤ 交流勵(lì)磁機(jī)故障無輸出電壓

交流勵(lì)磁機(jī)故障發(fā)不出電壓，使交流同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組無勵(lì)磁電流。

⑥ 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組斷線或接地

造成發(fā)電機(jī)無勵(lì)磁電流或勵(lì)磁電流極小。

（3）處理方法

① 發(fā)電機(jī)鐵芯剩磁消失時(shí)，應(yīng)進(jìn)行充磁處理。其充磁方法為：對(duì)于自勵(lì)式發(fā)電機(jī)，通常用外加蓄電池或干電池，利用其正負(fù)極線往勵(lì)磁繞組的引出端短時(shí)間接通通電即可，但一定要認(rèn)清直流電源與勵(lì)磁繞組的極性，即將直流電源的正極接勵(lì)磁繞組的正極，直流電源的負(fù)極接勵(lì)磁繞組的負(fù)極。如果柴油發(fā)電柴油發(fā)電機(jī)組控制面板上備有充磁電路時(shí)，應(yīng)將鈕子開關(guān)扳向“充磁”位置，即可向交流勵(lì)磁機(jī)充磁。對(duì)于三次諧波勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，當(dāng)空載起勵(lì)電壓建立不起來時(shí)，也可用直流電源進(jìn)行充磁。

② 勵(lì)磁回路接線錯(cuò)誤，查找后予以糾正。

③ 用萬用表歐姆擋查找勵(lì)磁回路斷線處，并予以接通；接觸不良的故障處，用細(xì)砂布打磨表面氧化層，松脫的接線螺栓螺母應(yīng)將其緊固。

④ 勵(lì)磁繞組的接地與斷線故障，可用500V兆歐表（搖表）檢查繞組的對(duì)地絕緣，找出接地點(diǎn)，用萬用表找出斷線處，并予以修復(fù)。

 

圖2 發(fā)電機(jī)電路圖

 

 

二、發(fā)電機(jī)輸出電壓太低

 

（1）故障現(xiàn)象

在額定轉(zhuǎn)速下，磁場(chǎng)變阻器已調(diào)向“電壓上升”的最大位置，柴油發(fā)電機(jī)組空載時(shí)，電壓整定不到1.05倍額定電壓，表明發(fā)電機(jī)輸出電壓太低，并聯(lián)、并網(wǎng)或功率轉(zhuǎn)移時(shí)會(huì)遇到困難。

（2）故障原因

① 原動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)）的轉(zhuǎn)速太低，使發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)的電勢(shì)太低。

② 定子繞組接線錯(cuò)誤，感應(yīng)電勢(shì)低，甚至三相不平衡。

③ 勵(lì)磁繞組接線錯(cuò)誤，至少有個(gè)別相鄰磁極極性未接成N、S，嚴(yán)重削弱電機(jī)勵(lì)磁磁場(chǎng)，使發(fā)電機(jī)感應(yīng)電壓低。

④ 勵(lì)磁繞組匝間短路，使電機(jī)勵(lì)磁磁勢(shì)削弱，發(fā)電機(jī)感應(yīng)電壓低。

⑤ 勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的電壓太低。

（3）處理方法

① 迅速調(diào)整同步發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使其達(dá)到額定值。

② 按圖紙規(guī)定更正定子接線。

③ 對(duì)于勵(lì)磁繞組接線錯(cuò)誤，可用自測(cè)法或用南北磁針來鑒別錯(cuò)誤極性并更正接線。

④ 對(duì)于勵(lì)磁繞組匝間短路，首先測(cè)量單個(gè)繞組的交流阻抗，若相差一倍以上，則應(yīng)懷疑阻抗小的繞組有短路，應(yīng)進(jìn)一步對(duì)單個(gè)繞組進(jìn)行短路試驗(yàn)。

⑤ 對(duì)于勵(lì)磁機(jī)電壓太低，按上述各條進(jìn)行檢查和處理。

 

圖3 發(fā)電機(jī)輸出電壓示意圖

 

 

三、發(fā)電機(jī)輸出電壓太高

 

（1）故障現(xiàn)象

在額定轉(zhuǎn)速下，磁場(chǎng)變阻器已調(diào)向“電壓降低”的最小位置，柴油發(fā)電機(jī)組空載時(shí)，電壓整定仍超過1.05倍額定電壓，表明發(fā)電機(jī)輸出電壓太高。

（2）故障原因

① 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高而使其端電壓過高。

② 分流電抗器的氣隙過大。

③ 勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng)變阻器短路，致使變阻器調(diào)壓失靈。

④ 柴油發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)“飛車”事故。

（3）處理方法

① 當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速過高時(shí)，應(yīng)降低其原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

② 改變分流電抗器的墊片厚度，以調(diào)整其氣隙至規(guī)定值。

③ 當(dāng)勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng)變阻器調(diào)壓失靈時(shí)，應(yīng)仔細(xì)找出短路故障點(diǎn)并予以消除。

④ 當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)“飛車”事故時(shí)，應(yīng)立即設(shè)法停機(jī)，然后按柴油機(jī)“飛車”故障處理。

 

四、發(fā)電機(jī)輸出電壓不穩(wěn)

 

（1）故障現(xiàn)象

柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行后，發(fā)電機(jī)空載或負(fù)載運(yùn)行時(shí)電壓（電流和頻率）忽大忽小。

（2）故障原因

① 柴油機(jī)調(diào)速裝置有故障，使柴油機(jī)供油量忽大忽小，造成柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，使發(fā)電機(jī)輸出電壓和頻率引起波動(dòng)。

② 勵(lì)磁電路中，電壓調(diào)節(jié)整定電位器接觸不良或接線松動(dòng)，旋轉(zhuǎn)整流器接線松動(dòng)，使勵(lì)磁電流忽大忽小，引起發(fā)電機(jī)輸出電壓不穩(wěn)定。

③ 勵(lì)磁繞組對(duì)地絕緣受損，電機(jī)運(yùn)行時(shí)繞組時(shí)而發(fā)生接地現(xiàn)象使電壓波動(dòng)。

④ 自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AVR）勵(lì)磁系統(tǒng)電路有故障，使AVR對(duì)勵(lì)磁電流控制不穩(wěn)定。

（3）處理方法

① 柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，應(yīng)檢查柴油機(jī)的調(diào)速器調(diào)速主副彈簧是否變形；飛錘滾輪銷孔和座架是否磨損松動(dòng)；油泵齒輪和齒桿配合是否得當(dāng)；飛錘張開和收攏的距離是否一致；調(diào)速器外殼孔與油泵后蓋板是否松動(dòng)；凸輪軸游動(dòng)間隙是否過大。通過檢查找出故障原因，磨損部件予以更換，間隙不當(dāng)?shù)臋C(jī)件予以調(diào)整，使調(diào)速器恢復(fù)正常。

② 如果勵(lì)磁電流不穩(wěn)定，引起發(fā)電機(jī)電壓、電流不穩(wěn)，應(yīng)停機(jī)檢查發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路調(diào)節(jié)電位器和旋轉(zhuǎn)整流器接線是否良好，確定后予以檢修。

③ 用500V兆歐表查找交流同步發(fā)電機(jī)或交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組對(duì)地絕緣受損情況以及其接地是否良好，并予修復(fù)。

④ 對(duì)勵(lì)磁回路AVR電路故障，查明電路故障點(diǎn)，更換損壞的元器件。

 

五、發(fā)電機(jī)三相電壓不平衡

 

（1）故障現(xiàn)象

同步發(fā)電機(jī)輸出的三相電壓大小不相等。

（2）故障原因

① 定子的三相繞組或控制屏主開關(guān)中某一相或兩相接線頭（觸頭）接觸不良。

② 定子的三相繞組某一相或兩相斷路或短路。

③ 外電路三相負(fù)載不平衡。

（3）處理方法

① 將松動(dòng)的接線頭擰緊，檢查控制屏主開關(guān)三相觸頭接觸情況，并用00號(hào)砂布擦凈接觸面，若損壞應(yīng)予更換。

② 查明斷路或短路處，予以消除。

③ 調(diào)整三相負(fù)載，使之基本達(dá)到平衡。

 

六、發(fā)電機(jī)絕緣電阻降低

 

（1）故障現(xiàn)象

發(fā)電機(jī)在熱穩(wěn)定狀態(tài)下絕緣電阻低于0.5MΩ，冷態(tài)下低于2MΩ。

（2）故障原因

① 柴油發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期存放在潮濕的環(huán)境內(nèi)或者在運(yùn)輸中電機(jī)繞組受潮。

② 進(jìn)行維護(hù)清潔衛(wèi)生時(shí)電機(jī)繞組絕緣碰傷或電機(jī)大修嵌線過程中絕緣受損。

③ 周圍空氣中的導(dǎo)電塵埃（例如冶金工業(yè)或煤炭工業(yè)區(qū)）或酸性蒸汽和堿性蒸汽（比如化學(xué)工業(yè)區(qū)）侵入電機(jī)中，腐蝕電機(jī)絕緣。

④ 發(fā)電機(jī)繞組絕緣自然老化。

（3）處理方法

① 受潮的交流同步發(fā)電機(jī)必須進(jìn)行干燥處理，否則使用時(shí)發(fā)電機(jī)可能會(huì)因絕緣損壞而燒毀，同時(shí)必須改善發(fā)電機(jī)存放環(huán)境的通風(fēng)條件，要備有良好的通風(fēng)設(shè)備。在寒冷季節(jié)，倉庫內(nèi)必須備有取暖設(shè)備，以保證倉庫內(nèi)溫度不低于5℃，嚴(yán)禁附近的水滴入發(fā)電機(jī)內(nèi)部。對(duì)于半導(dǎo)體勵(lì)磁方式的發(fā)電機(jī)，測(cè)量勵(lì)磁回路的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)將勵(lì)磁裝置脫開，或?qū)⒚恳粋€(gè)硅整流元件用導(dǎo)線加以短接，以防測(cè)量時(shí)被擊穿。

干燥處理的具體做法為：將發(fā)電機(jī)定子繞組三相出線頭直接短接，連接牢靠。將勵(lì)磁回路中調(diào)壓變阻器調(diào)至最大電阻位置，若阻值不夠大，應(yīng)再另串接一只電阻，以增加阻值，后將發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，注意慢慢加速到額定轉(zhuǎn)速，再緩慢調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。根據(jù)發(fā)電機(jī)受潮情況來決定勵(lì)磁電流大小，但是，定子繞組短路電流不得超過額定電流。利用此短路電流對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行干燥。短路干燥的時(shí)間，視所通短路電流的大小和發(fā)電機(jī)受潮情況而定。

② 更換絕緣受損的繞組或槽絕緣。

③ 應(yīng)改善交流同步發(fā)電機(jī)的周圍環(huán)境或轉(zhuǎn)移發(fā)電機(jī)的安裝場(chǎng)所，使周圍環(huán)境中不得有導(dǎo)電塵埃或酸、堿性蒸汽。

④ 如果交流同步發(fā)電機(jī)的繞組絕緣自然老化，則必須更換新的發(fā)電機(jī)或?qū)Πl(fā)電機(jī)進(jìn)行大修，更換繞組和絕緣材料。

 

發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣電阻測(cè)量方法1

發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣電阻測(cè)量方法2

 

 

七、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組接地

 

（1）故障現(xiàn)象

發(fā)電機(jī)輸出端電壓低，調(diào)節(jié)磁場(chǎng)變阻器后無效，而且柴油發(fā)電機(jī)組振動(dòng)劇烈。

（2）故障原因

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組接地是較為常見的故障之一。當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組一點(diǎn)接地時(shí)，由于勵(lì)磁繞組與地之間尚未構(gòu)成電氣回路，因此，在故障點(diǎn)無電流通過，勵(lì)磁回路仍保持正常，發(fā)電機(jī)仍可繼續(xù)運(yùn)行。如果轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組發(fā)生兩點(diǎn)接地故障后，此時(shí)部分勵(lì)磁繞組被短路，勵(lì)磁電流必然增大。若繞組被短路的匝數(shù)較多，就會(huì)使發(fā)電機(jī)主磁場(chǎng)的磁通大為減弱，造成發(fā)電機(jī)輸出的無功功率顯著下降。此外，由于轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組被短路，發(fā)電機(jī)磁路的對(duì)稱性被破壞，因此，發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，凸極式轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)尤為顯著。

（3）處理方法

當(dāng)柴油發(fā)電柴油發(fā)電機(jī)組停機(jī)后，將旋轉(zhuǎn)硅整流器與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組斷開，用500V兆歐表（俗稱搖表）測(cè)量勵(lì)磁繞組對(duì)地的絕緣電阻進(jìn)行檢查，找出接地點(diǎn)，在勵(lì)磁繞組線包與磁極間墊以新的絕緣材料，以加強(qiáng)相互間的絕緣。

 

八、發(fā)電機(jī)空載正常，接負(fù)載后立即跳閘

 

（1）故障現(xiàn)象

柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)后，發(fā)電機(jī)端電壓正常，但接通外電路后，負(fù)載自動(dòng)空氣開關(guān)立即跳閘。

（2）故障原因

① 外電路發(fā)生短路。

② 負(fù)載太重。

（3）處理方法

① 查明外電路的短路點(diǎn)，加以修復(fù)。

② 減輕負(fù)載，以減小發(fā)電機(jī)輸出的負(fù)載電流。

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