汽轮发电机(steam turbine generator)是指用汽轮机驱动的发电机。由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功,使叶片转动而带动发电机发电,做功后的废汽经凝汽器、循环水泵、凝结水泵、给水加热装置等送回锅炉循环使用。发电机是将机械能转变为电能的电机,通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动。发电机分直流发电机和交流发电机两大类,后者又可分为同步发电机和异步发电机。
异步发电机运行时与其他同步发电机并联,或并接相当数量的电容器。直流发电机有换向器,结构复杂,价格较贵,易出故障,维修困难,效率也不如交流发电机。故自20世纪50年代以后,直流发电机逐渐为交流电源经功率半导体整流获得的直流电所取代。
汽轮发电机是同步发电机的一种,它是由汽轮机作原动机拖动转子旋转,利用电磁感应原理把机械能转换成电能的电气设备,主要运用于火力发电厂或核能发电厂。由于汽轮发电机在设计、安装和运行方面的诸多原因,汽轮发电机的故障具有潜伏性,时常会造成在实际生产过程中运行机组的故障发生率居高不下。
火力发电厂或核能发电厂的汽轮发电机皆采用卧式结构,发电机与汽轮机、励磁机等配套组成同轴运转的汽轮发电机组。汽轮发电机基本的组成部件是定子、转子、励磁系统和冷却系统。定子铁芯。定子铁芯是构成磁路并固定定子绕组的重要部件,通常由0.5mm或3.5mm厚、导磁性能良好的冷轧硅钢片叠压而成。大型汽轮发电机的定子铁芯尺寸很大,硅钢片冲成扇形,再用多片拼装成圆形。
中、小型汽轮发电机的定子线棒均为实心线棒,而大型汽轮发电机由于散热的需要,多采用内部冷却的线棒,譬如由若干实心线棒和可通水的空心线棒并联组成。机座及端盖。机座的作用是支撑和固定发电机定子铁芯。机座一般用钢板焊接而成,有足够的强度和刚度,并能满足通风散热的要求。端盖的作用是将发电机本体的两端封盖起来,并与机座、定子铁芯和转子一起构成发电机内部完整的通风系统。
绕组股线故障主要是股线短路故障,多发生在电负荷大,定子绕组承受较大的电、热以及机械应力的大型发电机中。定子线棒通常由多根股线组合而成,股间有绝缘,并需进行换位。在运行中,若发生严重的绕组振动,则可能损坏股线问的绝缘,导致股线问短路而产生电弧放电,进而侵蚀和熔化其他股线,破坏定子线棒的主绝缘,可能发生接地故障或相间短路故障。另外,当绕组振动过大时,也会引起槽口等处的定子线棒股线问的绝缘疲劳断裂,从而导致电弧放电。
安装调试不到位。汽轮发电机组在运输、安装、调试的环节中出现问题,造成设备故障缺陷。譬如,汽轮发电机在安装或大修后,如果轴系对中不好,或者发电机定子和转子的中心不重合,极易引起轴系的弯曲振动,破坏机组转子本体及转子绝缘。运行操作管理问题。运行人员没有按照操作规程正确调控发电机组,或者采取了错误的操作方法,造成人为故障等。譬如,使发电机组长期超负荷运行,会引起发电机过热,使发电机绝缘过早老化。
运行操作管理问题。运行人员没有按照操作规程正确调控发电机组,或者采取了错误的操作方法,造成人为故障等。譬如,使发电机组长期超负荷运行,会引起发电机过热,使发电机绝缘过早老化。维护管理问题。维护人员没有严格按照维护规定的技术要求完成各项工作。在维修过程中,如果维修不当,没有达到修理技术要求,修理质量不高,很容易造成发电机组内部绝缘被人为损伤。