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。对汽轮发电机的状态监测和故障诊断,目的是在故障初始阶段检查出汽轮发电机存在的缺陷,有计划地安排机组检修,避免重大事故的发生。同时,延长其平均无故障时间和缩短平均修理时间,减少停机,降低维修费用,提高发电设备的设备利用率。
汽轮发电机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发电设备。发电机转子绕组内通入直流电流后,便建立转子磁场,这个磁场称主磁场,它随着汽轮发电机转子旋转。其磁通自转子的一个磁极出来,经过空气隙、定子铁芯、空气隙,再进入转子另一个相邻磁极,从而构成主磁通回路。由于发电机转子随着汽轮机转动,发电机磁极旋转一周,主磁极的磁力线被装在定子铁芯内的u、v、w三相绕组(导线)依次切割,根据电磁感应定律,在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势。
定子绕组。定子绕组嵌放在定子铁芯内圆的定子槽中,分三相布置,互成120°角度,以转子旋转时在三相定子绕组中产生互成120°相位差的电动势。每个槽内放有上下两组绝缘导体(亦称线棒),每个线棒分为直线部分(置于铁芯槽内)和两个端接部分。直线部分是切割磁力线并产生感应电动势的导体有效边,线棒端接部分则起到连接作用,把相关线棒按照一定的规律连接起来,构成发电机的定子三相绕组。