发电机转子部件松动故障诊断及处理

发电机转子部件松动故障诊断及处理
摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，某厂4#汽轮发电机9#轴承
轴向振动大，现场检查无异常，对发电机转子做好在线动平衡后，开机振动依旧大，取下所加平衡块再开机振动恢复正常，之后多次发生此类现象。

经过详细诊
断分析，原因归结于发电机转子部件松动，将发电机转子送制造厂，对绝缘垫块
进行了部分更换与固定处理，并做了转子高速动平衡，安装投运后机组运行正常。

关键词：发电机转子;部件松动;诊断;处理
引言
随着当代技术的迅速发展，发电机成为我们日常的生活中非常重要的角色，
是电力系统中不可缺少的设备组成之一。

发电机长期运行产生的转子绝缘损坏老
化或工作人员在工作中造成异物掉落等原因有可能造成发电机转子一点甚至多点
接地，或者转子匝间短路，从而对发电机的正常运行造成严重的影响。

因此，我
们一般通过对其转子进行相应的试验检测，通过试验数据波形等参数进行一定的
分析。

包括与出厂数据、往年记载的数据进行对比，查找到引起转子异常因素等，为有效地开展检修工作提供了重要保障。

文章就发电机转子异常进行了一定的深
入分析与探讨。

1测量发电机转子异常的新领域
发电机圆柱转子励磁绕组的匝间短路会造成转子震动问题，这是由故障绕组
中流过的不对称直流和功率损耗使转子发热弯曲造成的，匝间短路造成的气隙中
的磁通行不平衡同样会加剧震动问题，通过震动的迹象来分析是否存在匝间短路
往往不是很准确，还要配合前面介绍的众多试验手法联合判断是否存在故障。

随
着技术不断地革新发展，通过一种脉冲示波器发出一系列的阶跃低压脉冲，从两
个终端引入转子绕组，产生的反射信号在双通道示波器上接收到两个独立的波形，其中一条波形发转后与另一条波形叠加形成单独的波形。

如果在绕组中没有缺陷
出现，两个波形将几乎是相同的；如果翻转其中的一个波形与另一条叠加可以得
到一条近乎水平的直线，在直线的端部会有一个微小的尖瓣脉冲和一个几乎难以
发现的起伏。

任何由于故障产生的明显的缺陷，会在合成波形上显示不规则，通
过估算屏幕上异常出现的位置可以推断出故障所在的大致位置，在波形起始位置
出现的大的不规则，是靠近绕组两端中任何一端的故障所导致的，更加直观有效
的判定。

此类试验可通过发电机绕组匝间短路测试仪测量。

2发电机转子部件松动故障诊断及处理
2.1绕组断路的修理方法
绕组断路在铁芯外部时，分清导线端头，将断裂的导线联结焊牢，并包好绝缘；如果引出线断裂就更换引出线；如绕组断裂在铁芯槽内，个别槽内的线圈可
用穿绕修补的方法更换个别线圈。

线圈穿绕修补的方法：把绕组加热至80℃左右，把线圈外部绝缘物软化，然后把断裂的那个线圈取下，并把这个坏线圈两端剪断，用钳子把导线从槽内一根抽出，清理槽内绝缘，换上新的槽内绝缘，（若原来的
槽绝缘难以清除，也可用一层聚脂薄膜复合绝缘卷成筒状塞进槽内，用原来规格
的导线，根据原线圈的匝数，测出其长度，在槽内来回穿绕到原来的线圈长度稍
长些的导线，在槽内来回穿绕到原来匝数，若穿到最后几匝有困难时，可以用比
导线稍粗的竹签作成穿线棒，进行穿绕。

如果是双层绕组，断裂线圈在下层，在
修理时，就要把上层线圈轻轻向上拉出槽外，注意切勿碰伤导线绝缘，然后用上
述方法穿绕修补。

穿绕完毕后，按照原来的接线方式进行接线和必要的绝缘处理，
这样，一个断裂损坏的线圈就换好了。

当然，其它原因损坏的个别线圈，也同样
采用穿绕办法进行修补。

有时遇到电机急需使用，可采用跳接法进行应急处理。

即把断裂的线圈的两个线头（即把断裂线圈的头尾用导线连接起来。

采用这种应
急措施时，应适当减低负载，使用完毕后，就必须按上述方法进行修理。

如果由
于匝间短路，接地等故障绕组烧断，则大多需要更换线圈。

2.2转子绕组的修理
一般中小型绕线式转子电机的转子绕组导线，多采用圆铜线、漆包线等，绕
组线圈形式有迭绕式和单层同心式，绕组的嵌线工艺和定子嵌线工艺基本相同。

较大容量的绕线转子采用扁铜线或裸铜条，线圈的形式一般是单匝波形绕组，由
两个元件构成，在扁铜线裸铜条外面用绝缘带半迭包一层，嵌好后连接成绕组，
其槽绝缘和定子槽绝缘基本相同，但考虑到转动部分绝缘容易损坏，故一般比定
子槽绝缘要加强些。

绕组式转子嵌入绕组后，其两端不能高出转子和铁芯，绕组
伸出槽外的端部要用纱带包扎，由于转子在高速下旋转，其绕组端部会产生很大
的离心力，所以转子绕组经过修理或全部更换后，必须在绕组两端都要用钢丝打箍。

打箍工作可以在车床上进行或用木制的简易机械进行。

钢丝的弹性极限不低
于100 千克／平方毫米。

钢丝的直径、匝数、宽度和排列布置应尽量和原来一样，在绑扎前，先在绑扎位置上包 2～3 层白布带，使绑扎的位置平整，然后缠上绝
缘材料（青壳纸 1～2 层），纸板宽度比钢丝宽度大 10～30毫米，在圆周每隔一
定宽度钢丝底下加一块铜片，当该段钢丝绕好后，把铜片两头弯到钢丝上用气焊
焊牢。

钢丝在绑扎时的首端和末端必须放在铜片上以便扎紧焊牢，扎好的铜丝直
径必须比转子铁芯直径小 2～3 毫米。

绕线式转子绕组修理完毕，要经过浸漆处理，浸漆时，注意漆不要粘染到转子滑环上，修好后要校准平衡，以免发生振动。

2.3大型立式电动机（循环水泵电动机）
该电动机为国产三相交流鼠笼式异步电动机，其安装方式为倒立式，也就是
电动机在机械部分的上侧，电动机的输出端向下，与水泵联接。

电动机的主要结
构如：定子、转子、绕组等，与一般交流异步电动机基本相同，所不同的是装在
电动机轴的上下径向轴承均由四块弧形瓦组成，为了支撑电动机转子和水泵转子
的重量，在转子上端径向轴承下侧，装有一只滑动推力轴承，上下轴承室还各装
一个通水冷却器用来对润滑油进行冷却。

在油槽内装有适当的温度计，以便运行
中检查润滑油和轴承的温度。

电动机的冷却方式是风冷式。

冷却空气从电动机上、下端盖网口进入电动机内部，在转子风扇的作用下，使冷却空气进入铁芯中段，
横向穿过铁芯风口后，由电动机中部的出风口径向风筒排出，从而使电动机定子
线圈及定转子铁芯得到冷却。

2.4检查绝缘支架有无松动和损坏、位移，检查引线在绝缘支架内的固定情况
绝缘支架应无破损、裂纹、弯曲变形及烧伤现象；绝缘支架与铁夹件的固定
可用钢螺栓，绝缘件与绝缘支架的固定应用绝缘螺栓；两种固定螺栓均需有防松
措施（220kV级变压器不得应用环氧螺栓）绝缘夹件固定引线处应垫以附加绝缘，以防卡伤引线绝缘；引线固定用绝缘件的间距，应考虑在电动力的作用下，不致
发生引线短路。

结语
发电机转子绝缘垫块开裂、松动、变形或移位，对电气参数没有影响，一般
只会影响转子机械性能，在发电机升降速和负荷调整过程，会引起轴承振动变化，发生因振动大而非计划停机事故，现场往往采用在线动平衡的方法来解决，处理
时间长且不确定。

为了避免类似事件的发生，建议发电机转子进行定期抽芯检查
与检测。

参考文献:
[1]四川省电力试验研究院.高压电气设备试验方法：第2版[M].北京：中国电力出版社，2001.
[2]国家电网公司企业标准.水电站电气设备预防性试验规程：Q/GDW11150-2013[S].北京：国家电网公司，2014-03-01.
[3]林湘宁.高压发电机故障分析与运行保护技术[M].北京：科学出版社，2011.
[4]中华人民共和国电力行业标准.旋转电机预防性试验规程：DL/T1768-
2017[S].北京：国家能源局，2018-03-01.。