国电吉林龙华长春热电一厂吉林长春130000
摘要：随着计算机技术的不断应用，发电机的各方面性能及在线监测都得到了全面的优化，然而在高速、高温、振动以及内部各种因素的影响下，发电机仍然会出现各种各样的问题。在发电厂中，同步发电机是将机械能转变为电能的电气设备，发电机的正常、稳定运行关系到企业的经济效益与长远发展。从电厂同步发电机的日常运行出发，对同步发电机常见的几种故障进行了分析，并提出具体处理措施，确保电厂发电机的正常、稳定运行。
关键词：发电厂；同步发电机；常见故障；处理对策
1、电厂同步发电机的日常运行
与电网并联运行的发电机，在各项电压和电流都对称的条件下运行时，具有损耗小、效率高、转矩均匀等较好的性能，所以应尽可能保持发电机在正常方式下运行。同步发电机的运行极限图对运行人员按允许负荷运行、保障机组安全有很大帮助。现以不饱和的稳极机为例，通过相量图中的各电压相量之间的联系，对定子电流和励磁电流进行计算和分析。
1.1、转子绕组发热
在保持电压Ｕ和电流Ｉ不变的情况下，发电机负荷的功率因数降低，意味着Ｉe＞ＩeN，转子将过热。从这点出发，当Cosφ＜CosφＮ时，其运行极限由励磁电流决定，最大允许励磁电流为ＩeN，因此以Ｍ为圆心，ＭＣ为半径所画的圆弧ＣＤ就是转子过热的极限。
1.2、定子发热
同样，定子绕组的发热由定子电流来决定。为了防止定子绕组过热，在运行时不允许连续过负荷运行。这意味着最大定子电流为ＩＮ，所以以0为圆心，0Ｃ为半径的圆弧ＣＧ就是定子发热极限。
1.3、原动机输出功率极限
一般原动机的额定功率稍大于或等于发电机的额定功率（忽略消耗）。为了保证运行安全，发电机的功率不能大于原动机的功率，也就是防止原动机过载的安全极限。
1.4、静态稳定极限
稳极机静态稳定极限的理论值是δ＝90°，因此，ＭＨ是理论上的静态稳定运行边界。在突然过负荷时，为了维持发电机的稳定运行，实际的静态稳定运行边界应留一定的余量。图中曲线BF是考虑了能承受0.1ＰＮ过负荷能力的实际静稳定极限。曲线BF作法如下：先在理论边界上取一些点，然后保持励磁电流不变，做圆弧12，再找出实际功率比理论功率低0.1PN的点的集合直线23，圆弧１２和直线２、３的交点就在实际稳定极限上。用这样的方法将找到实际稳定极限的所有点，连接这些点可得实际稳定极限边界。据以上分析，用Ｄ、Ｃ、Ｇ、Ｂ、Ｆ点及其相应曲线围起来的面积，就是稳极机安全运行面积，发电机的运行只要落在这块面积内或边界上均能稳定。实际上如果再考虑电力系统电抗的影响，励磁调节器以及短路比等的影响，静稳态限制线会更复杂、更小。此外，除了额定运行方式外，同步发电机还有可能处于非正常运行状态，此时发电机的部分参量可能出现异常。如过负荷、异步运行、不对称运行等，非正常运行属于只容许短时运行的工作状态，在此不作具体讨论。
2、发电机常见的故障及处理对策
2.1、线圈和铁芯温度过高
2.1.1、故障原因
造成温度过高的原因通常有三种。
（1）冷却通风系统不正常：例如：在夏天由于天气过热，冷却空气温度过高，或由于空气中灰尘较多，造成通风道滤尘器严重堵塞；或由于灰尘聚积在电机本体内，引起通风孔堵塞；这些都能导致冷却效率显著降低。对封闭式通风发电机，由于空气冷却器铜管或外皮结垢，使冷却器效率降低，引起入口空气温度过高。
（2）发电机线圈本身构造上存在缺点：例如，发电机定子端部线圈有焊接点的地方，由于焊接质量不高，焊接点处电阻较大，引起过热。
（3）定子铁芯过热：其主要原因通常是由于铁芯短路形成涡流所造成的。如旧式发电机铁芯间是纸绝缘的，很易枯朽而使绝缘破坏，造成铁芯短路而严重过热。还有在通风沟里的电阻埋入元件或热偶引出线接地造成涡流，使铁芯局部过热。
2.1.2、处理措施
发现温度过高后，应迅速检查空气冷却系统。例如：检查冷却空气温度，并检查风道档板是否全打开，检查滤尘器是否堵塞。对封闭式通风电机，还应检查空气冷却水的出入口阀门是否全开，如未全开，应迅速完全打开。如经过以上处理，而发电机线圈，铁芯温度或转子温度仍然超过极限值，则必须降低发电机的无功负荷，直到温度降至许可值为止。
2.2、发电机内部绝缘故障
2.2.1、故障原因
发电机内部绝缘故障，是因为发电机线圈绝缘损坏或铁芯短路引起的。故障情况一般是由单相接地或是匝间短路而扩大成为相间短路，使继电保护动作。发生接地故障的原因有以下几种。
（1）过电压引起。发电机在电网中发生单相接地时，其他两相电压会升高，最高大相电压的槡3倍。更为严重的过电压引出线路上，发生A相弧光接地时，若发电机定子线圈B、C两相中有一相绝缘不良，则绝缘不良的一相就会被过电压击穿，从而发生两点接地故障。
（2）在直配线系统中，由于防雷设施不恰当，发电机也容易遭受到雷电波的袭击，而击穿线圈绝缘。如果长时间的线圈温度过高或铁芯短路发热，其结果使线圈绝缘劣化(即绝缘强度降低)，这就更容易使绝缘击穿.
（3）在检修时因不注意而把工具零件丢在发电机里；或是在运行中转子上的零件，如绑线式转子的绑线甩开，打在绝缘线圈上，造成绝缘损坏。（
4）由于定子线圈端部接头焊接不良，在运行中过热，使接头开焊而引起电弧将绝缘烧坏。
2.2.1、处理措施
发现上述问题时，值班人员应把励磁变阻器调到最大位置，将发电机断路及励磁开关的远方控制开关扳到断开位置，使发电机停止运行进行检查；如发生火灾应按发电机火灾事故处理。
2.3、发电机自动跳闸
2.3.1、发电机跳闸的原因
发电机自动跳闸的原因，总括起来有几种。发电机内部故障，如定子线圈短路或接地、转子线圈两点接地、着火等。发电机外部故障，如母线短路。值班人员误操作。保护装置及断路器机构的误动作。发电机内部绝缘故障，引起差动继电器动作使发电机跳闸。过电流继电器动作使发电机跳闸。
2.3.2、处理措施
值班人员应当调整电压、频率，查明原因并消除后，迅速重新并列。如果未找出发电机跳闸的原因，而电力系统又需要这台发电机加入运行，可重新并列。但是，应该在高峰负荷时间过去以后，即使解列，寻找跳闸原因，并加以消除。必须注意，如果发电机并列后再度跳闸，或在解列后不能并列时，则应仔细寻找原因并彻底加以消除。
参考文献
[1]刘汉俊.发电厂同步发电机常见故障及处理对策[J].技术与市场，2016，06：140-141.
[2]国平.浅析火力发电厂同步发电机的日常运行及事故处理[J].机电信息，2014，09：58-59.