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13600443583感應(yīng)發(fā)電機(jī)定子鐵芯是用硅鋼片夾緊鐵芯固定在定子支架上,正因為這個組成,如果損傷了定子鐵芯,就會形成定子片間短路。定子產(chǎn)生高溫、大環(huán)路電流、絕緣材料高溫分解現(xiàn)象。流過鐵芯短路位置的電流不斷增大。大到一定程度,定子鐵芯硅鋼片就會被熔化,致使定子槽中絕緣繞組被燒化,此時必須替換線圈。此種故障產(chǎn)生緣由多為制造短處,發(fā)電機(jī)劇烈振動致使的發(fā)電機(jī)定子鐵芯片間絕緣故障也是故障誘因之一。
?。?)鐵芯多點接地故障。當(dāng)鐵芯多點接地發(fā)生事故后,會伴隨很多奇特的現(xiàn)狀,如:繞組太熱、絕緣損耗和老化、接地線路被燒斷、鐵損增大、鐵芯過熱。(2)鐵芯偏熱故障。鐵芯偏熱事故的因由通常包括:異常接地、絕緣事故、定子繞組匝間短路、過載運(yùn)行等。鐵芯偏熱多發(fā)生在夾件與鐵芯上。
感應(yīng)發(fā)電機(jī)的事故往往是由于繞組絕緣空洞或混有雜質(zhì)等短處造成的。絕緣短處主要是生產(chǎn)程序中造成的,因此發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)狀與使用時限與生產(chǎn)工藝息息相關(guān)。絕緣缺陷和絕緣老化引起的絕緣損壞都表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)內(nèi)活動性放電量增加,通過一些檢驗實驗可以獲得絕緣老化的一些數(shù)據(jù)數(shù)據(jù),通過敘述能夠判定絕緣老化的程度和起因。
感應(yīng)發(fā)電機(jī)定子損壞的最初階段,發(fā)電機(jī)仍可正常運(yùn)行,容量、電壓及振動也都在正常范圍之內(nèi),但此時發(fā)電機(jī)定子磁場已產(chǎn)生改變,定子電流中可以檢修到事故特性拖車發(fā)電機(jī)組。這里靜音發(fā)電機(jī)組廠家采用了定子電流法診斷感應(yīng)發(fā)電機(jī)定子事故,隨著損壞的惡化,發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)受到影響,振動加劇,輸出轉(zhuǎn)矩波動,發(fā)電機(jī)工況異樣靜音發(fā)電機(jī)組,故障即將爆發(fā)。再進(jìn)一步發(fā)展,更多的絕緣被損壞使得短路損壞加劇,劇烈震動,定子溫升劇增使得發(fā)電機(jī)無法正常運(yùn)行。
?。?)定子匝間短路導(dǎo)致發(fā)電機(jī)機(jī)身和機(jī)座振動。感應(yīng)發(fā)電機(jī)一旦產(chǎn)生事故,發(fā)電機(jī)機(jī)身和各零部件都會發(fā)生震動,振幅超過臨界值會造成定轉(zhuǎn)子的摩擦,嚴(yán)重時會損毀發(fā)電機(jī),甚至危害人身安全。感應(yīng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生匝間短路損壞時,發(fā)電機(jī)機(jī)身發(fā)熱造成的不對稱以及點磁拉力不平衡都會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)振動。
?。?)短路事故引起各電氣量變化。定子繞組匝間短路引起絕緣故障,相當(dāng)于定子繞組中高效匝數(shù)減少,電磁場產(chǎn)生變化進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電氣量(轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電壓、電流,磁鏈等)的改變,定子電流中表現(xiàn)為偶次諧波分量的產(chǎn)生以及奇次諧波含量的變化,該變化會隨著損壞程度的加深而不斷演化。感應(yīng)發(fā)電機(jī)的氣隙磁場受勵磁電壓的影響,與負(fù)載是否對稱無關(guān)。定子狀態(tài)健康的發(fā)電機(jī),當(dāng)電源三相對稱時,氣隙磁場完全對稱,定子繞組不產(chǎn)生偶次諧波分量。匝間短路后,氣隙磁場不再對稱,會導(dǎo)致偶次諧波成分(如2次諧波)的產(chǎn)生。
鼠籠式感應(yīng)發(fā)電機(jī)中,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割定子旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出電動勢再感生出相應(yīng)的電流。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 與定子同步速度不等,轉(zhuǎn)差率s= -/,當(dāng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)負(fù)荷發(fā)生變化時,發(fā)電機(jī)的速度和輸出轉(zhuǎn)矩隨負(fù)載變化而波動。感應(yīng)發(fā)電機(jī)匝間短路后定子繞組部分會產(chǎn)生局部太熱,電流不再三相對稱,轉(zhuǎn)矩變小,噪聲和震動加劇。
?。?)定子繞組匝間短路損壞的原理敘述。感應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組三相存在120°的相位差,并且在時間和空間上對稱分布,該組成的用途是既可以使由三相對稱電流發(fā)生的氣隙磁場達(dá)到基礎(chǔ)正弦的要求,又可以使各個線圈磁勢中的低次諧波與間諧波(分?jǐn)?shù)次)相互抵消。處于正常狀態(tài)的感應(yīng)發(fā)電機(jī),定子電流中的詳細(xì)頻率分量是基波分量。但是考慮到制造工藝不合格、材料不達(dá)標(biāo)、裝配不正規(guī)等因由,實際的感應(yīng)發(fā)電機(jī)三相繞組不可能完全對稱,這會導(dǎo)致定子電流中2 次或3 次諧波成分的出現(xiàn)。發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生短路損壞時,三相繞組不對稱性加劇,表現(xiàn)在氣隙磁場中為較強(qiáng)的空間諧波,在定子電流中則是較強(qiáng)的時間諧波成分,三相繞組不對稱性的加劇使得定子電流中奇次和偶次諧波提升。定子繞組匝間短路損壞會改變原有諧波成分的能量,并且其它頻率的諧波成分也會增多。定子繞組產(chǎn)生匝間短路損壞后在繞組電感中也表現(xiàn)出變化,根據(jù)磁鏈與電流的相互關(guān)系可以給出定、轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流的變化。
轉(zhuǎn)子溫度太高,離心負(fù)載過量,及轉(zhuǎn)子制造流程中的缺陷(間隙和氣泡以及不合格的鑄件澆鑄和金屬焊接技術(shù))都會致使轉(zhuǎn)子故障。離心負(fù)載過大在發(fā)電機(jī)起動程序中最為常見,生產(chǎn)制造缺陷則會致使導(dǎo)體電阻偏高,從而致使太熱。高溫使得鼠籠構(gòu)造的強(qiáng)度減少,進(jìn)而可能出現(xiàn)鼠籠條裂紋?;\條超出轉(zhuǎn)子槽范圍便失去轉(zhuǎn)子鐵芯的支撐,長時間的高溫運(yùn)行也會導(dǎo)致端環(huán)和籠條變形,并最終導(dǎo)致端環(huán)與鼠籠條斷裂。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速改變時,籠與端環(huán)間必然有力的功能;發(fā)電機(jī)負(fù)荷無規(guī)律的變動致使的速度波動以及發(fā)電機(jī)頻繁的啟制動步驟造成的磁場變化都會增加籠條和端環(huán)故障的發(fā)生幾率。轉(zhuǎn)子故障征兆一般表現(xiàn)為速度變化,發(fā)電機(jī)震動,定子電流三相不平衡,負(fù)序成分的產(chǎn)生及斷電殘壓。發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)步驟中會致使轉(zhuǎn)子本體損壞。轉(zhuǎn)子本體故障通常表現(xiàn)為:軸彎曲、不平衡、軸裂痕、不對中以及偏心等。轉(zhuǎn)子不平衡時,轉(zhuǎn)子品質(zhì)偏心,會產(chǎn)生同轉(zhuǎn)頻的周期性激振力致使發(fā)電機(jī)振動增大。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在加工程序中留下的傷痕在運(yùn)行中,會出現(xiàn)裂痕,嚴(yán)重時會引起轉(zhuǎn)子斷裂的災(zāi)難性損壞。偏心分為靜態(tài)偏心和動態(tài)偏心以及混合性偏心,轉(zhuǎn)子發(fā)生偏心事故時會發(fā)生不平衡磁拉力,從而致使振動。轉(zhuǎn)子溫度分布不均使得轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱彎曲時,振動加劇,會引起定轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生碰摩,最終事故發(fā)電機(jī)。
轉(zhuǎn)子斷條故障發(fā)生后,定、轉(zhuǎn)子三相電流都不對稱,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩失衡,其脈動成分也增加。斷裂的導(dǎo)條阻抗無窮大,導(dǎo)條的電流為零,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩總量會減輕并且不對稱的轉(zhuǎn)子電流氣隙的磁場產(chǎn)生變化,形成反向旋轉(zhuǎn)的磁場,因而電磁轉(zhuǎn)矩也為反向,正負(fù)轉(zhuǎn)矩相互抵消,發(fā)電機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩就相應(yīng)的減小。這種損壞會導(dǎo)致電流和電磁轉(zhuǎn)矩的振蕩,在轉(zhuǎn)動慣量較大時(恒定速度),該故障現(xiàn)象更引人注目。當(dāng)轉(zhuǎn)動慣性較小時,振蕩產(chǎn)生在機(jī)械轉(zhuǎn)速和定子電流幅值上。斷條產(chǎn)生后,通入三相電流以后,起動時間明顯延長。隨著斷條根數(shù)的增加,轉(zhuǎn)矩也在變小,脈動成分增加,波動性變大。轉(zhuǎn)子故障后如果發(fā)電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),與斷條相鄰的籠條和與斷條空間位置對稱的導(dǎo)條電流會突增,導(dǎo)條溫度也會急劇升高,斷條相鄰和相對籠條受到更大的應(yīng)力,更易斷裂。產(chǎn)生斷條后,很多電氣量都或多或少發(fā)生相應(yīng)的變化。發(fā)電機(jī)啟動時間變長,有效力矩降低,轉(zhuǎn)差變大,發(fā)電機(jī)振動和噪聲提高,定子電流波動,發(fā)電機(jī)局部升溫。
環(huán)形截面斷裂故障產(chǎn)生頻率可以與斷條故障相比較。這些斷裂是由于澆鑄時的氣泡或因為導(dǎo)條與環(huán)之間張力的不同造成,尤其是在短路環(huán)比轉(zhuǎn)子導(dǎo)條產(chǎn)生更大的電流。環(huán)的生產(chǎn)尺寸不合格,再加上惡劣的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境以及過負(fù)載運(yùn)行,都會造成斷裂。通常情形下,一根斷條事故不會造成機(jī)器關(guān)閉,因為穿過斷條的電流分布在相鄰的導(dǎo)條。然而斷裂的導(dǎo)條過載或者是斷條進(jìn)一步增加就會導(dǎo)致停機(jī)。