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發(fā)電機的維護和保養(yǎng)工作的基本要求是一樣的嗎
發(fā)電機組上用到的各類電機，如交流同步發(fā)電機（有刷、無刷）、充電發(fā)電機、啟動電機和勵磁機等，它們的維護和保養(yǎng)工作的基本要求是一樣的，內(nèi)容也大同小異，在修理前均應(yīng)進行整體檢查，查明故障原因，并預(yù)先估計出必要的修理工作范圍，確定電機修理工作的內(nèi)容和工作量。
當電機故障性質(zhì)已大體確定，明確修理工作范圍之后，如有必要方可把電機拆卸。拆卸過程中還要進一步確定故障點，地確定電機修理工作內(nèi)容。
拆卸前，首先要做好準備工作，如各種工具，以及做好拆卸前的記錄和檢查工作，然后再進行正確的拆卸。
一、拆卸前的檢查與記錄
電機拆卸前應(yīng)先初步對繞組的狀態(tài)、絕緣電阻、軸承的狀態(tài)、換向器和滑環(huán)、電刷和刷握及轉(zhuǎn)子和定子的配合等情況進行檢查和記錄，以便對被檢修電機的原有故障有所了解，確定檢修方案及備料，保證檢修工作正常進行。
一、同步發(fā)電機的拆裝
正確合理地進行同步發(fā)電機的拆卸、安裝和調(diào)整，是維護保養(yǎng)好同步發(fā)電機的重要環(huán)節(jié)之一。在拆裝發(fā)電機時，首先應(yīng)了解發(fā)電機的構(gòu)造，然后采用適當?shù)姆椒ê拖鄳?yīng)的拆裝工具，即可順利地進行電機的維護保養(yǎng)與修理。下面介紹無刷發(fā)電機的拆裝方法，其他各類電機可參照下述方法進行。
（一）拆卸步驟
①卸下勵磁機后罩，拆開整流器直流輸出線的接頭，用旋具將軸上的彈簧圈取下，順軸向可看到勵磁機轉(zhuǎn)子軸套上有個螺孔，準備幾根雙頭螺桿將勵磁機轉(zhuǎn)子拉出。對于勵磁機轉(zhuǎn)子安裝在兩軸承之間的，一般不需拆下。
②卸下后軸承外蓋，拆開勵磁機定子與主發(fā)電機接線板之間的連線，再卸下電機后端蓋上的4顆螺栓，將后端蓋連同勵磁機定子一起卸下來。
③卸下前軸承外蓋，再卸下前端蓋的4顆螺栓，用撬杠或龍頭敲打端蓋四角，使端蓋退出止口，卸下前端蓋。
④小型電機的轉(zhuǎn)子可用手取出，值得注意的是不要擦傷鐵芯和繞組。轉(zhuǎn)子風(fēng)扇若大于定子內(nèi)孔時，應(yīng)從右側(cè)取出。有滑環(huán)或換向器的電機，應(yīng)從有滑環(huán)或換向器的一側(cè)取出。對于較大型電機，取出轉(zhuǎn)子要使用吊車，轉(zhuǎn)軸一端套人適當內(nèi)徑的鋼管。吊起轉(zhuǎn)子，將其慢慢移出定子。
⑤下軸承彈簧圈按照方法，用拉爪將兩軸承拉下。
（二）裝配步驟
裝配時，首先要檢查定子內(nèi)有無雜物，將各部件上的配合面徹底擦拭干凈，同步發(fā)電機的裝配過程與其拆卸過程大致相反。特別注意：將轉(zhuǎn)子裝入定子時不可碰到定子線圈，以免損壞其絕緣。
（三）拆裝注意事項
①拆開各連線接頭時，應(yīng)注意線頭標號，如標號遺失或模糊不清，應(yīng)重新做好標號。當重新裝配時按線路圖原位重接，不可調(diào)錯。
②卸下的零部件應(yīng)妥善保藏，不可隨意亂放，以免丟失，零部件應(yīng)小心輕放，避免因撞擊造成變形或損壞。
③在更換旋轉(zhuǎn)整流器元件時，注意整流元件的導(dǎo)通方向應(yīng)與原元件方向一致。用萬用表測量其正向及反向電阻，可判斷硅整流元件是否損壞。整流元件的正向（導(dǎo)通方向）電阻應(yīng)該很小，用萬用表測量應(yīng)當小于數(shù)千歐，而反方向電阻應(yīng)該很大，一般大于10kΩ。
④如更換發(fā)電機的勵磁繞組，接頭時應(yīng)注意磁極的極性。磁極線圈應(yīng)一正一反依次序串聯(lián)，勵磁機定子上的 磁鐵，面對轉(zhuǎn)子的一端極性為N，磁鐵兩旁的磁極為s，主發(fā)電機勵磁繞組的端部仍應(yīng)打上鋼絲箍。鋼絲的直徑及匝數(shù)應(yīng)與原來相同。絕緣處理后，發(fā)電機轉(zhuǎn)子應(yīng)在動平衡機上校正動平衡。校正動平衡的方法是：在發(fā)電機的風(fēng)扇上以及非拖動端的平衡環(huán)上加重。
⑤拆卸軸承蓋及軸承時，注意將拆下的零件用干凈的紙張妥善遮蓋，避免塵土飛入，如有塵土侵人軸承脂，應(yīng)將軸承脂全部更換。
⑥重新裝配端蓋及軸承蓋時，為使再次拆卸方便，應(yīng)在端蓋止口上及緊固螺栓上加少許機油。端蓋或軸承螺栓應(yīng)逐個交叉旋入，不能先緊一個再緊其余。
⑦發(fā)電機裝配完畢后，用手或其他工具慢慢轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，無擦碰現(xiàn)象。
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發(fā)電機逆功率保護學(xué)習(xí)
發(fā)電機逆功率保護
發(fā)電機逆功率保護又稱功率方向保護。一般而言，發(fā)電機的功率方向應(yīng)該為由發(fā)電機流向母線，但是當發(fā)電機失磁或其他某種原因，發(fā)電機有可能變?yōu)殡妱訖C運行，即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當逆功率達到一定值時，發(fā)電機的保護動作，或動作于發(fā)信號或動作于跳閘。
1、概述說明
并網(wǎng)運行的汽輪發(fā)電機，在汽輪機的主汽門關(guān)閉之后，便作為同步電動機運行：吸收有功功率而拖著汽輪機轉(zhuǎn)動，可向系統(tǒng)發(fā)出無功功率。由于汽輪機主汽門已關(guān)閉，汽機尾部葉片與殘留蒸汽產(chǎn)生摩擦而形成鼓風(fēng)損耗，長期運行過熱而損壞。燃氣輪機和水輪機也主要是對原動機的損害。發(fā)電機逆功率保護主要保護汽輪機不受損害。
對汽輪機逆功率保護的整定計算，就是要確定該保護的動作功率Pdz及動作延時t。
1、動作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)電機逆功率保護的動作功率可按下式計算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護的動作功率 Krel-可靠系數(shù)，取0.8 P1-主汽門關(guān)閉后，汽輪機維持同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機的結(jié)構(gòu)及容量有關(guān)之外，還與汽輪發(fā)電機的主蒸汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(管道結(jié)構(gòu)及有無旁路管道等)有關(guān)，一般取額定功率的1.5~2% η-發(fā)電機拖動汽輪發(fā)電機旋轉(zhuǎn)時的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發(fā)電機的額定功率。 實際中，Pdz=可取1~1.5%PN。
2、動作延時發(fā)電機逆功率保護的動作延時，應(yīng)按照汽輪發(fā)電機主汽門關(guān)閉后允許運行的時間來整定，該允許時間一般為10~15min。計算及運行實踐表明，當汽輪機蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時，允許運行時間還要長一些。 因此，若按照汽輪機主汽門關(guān)閉之后允許運行的時間來整定保護的動作延時，可取5~10min。動作后作用于解列滅磁。
另外，投運的大型汽輪發(fā)電機，多采用逆功率保護去啟動程序跳閘回路，此時，動作時間通常取1~2s。 對于程控逆功率保護，由于動作時間短，在主汽門點閉后很短的時間內(nèi)，由于汽輪機及發(fā)電機的慣性，實際逆功率可能很小，因此逆功率的定值不應(yīng)大于1%PN。
2、原理介紹
當發(fā)電機出現(xiàn)逆功率(外部功率指向發(fā)電機，也就是發(fā)電機變成電動機工況)，逆功率保護動作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流信號。
由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機。利用水利資源和水輪機配合，可以制成水輪發(fā)電機;由于水庫容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)電機。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機配合，可以制成汽輪發(fā)電機，這種發(fā)電機多為高速電機(3000rpm)。 此外還有利用太陽能、風(fēng)能、原子能、地熱、潮汐、生物能等能量的各類發(fā)電機。 此外，由于發(fā)電機工作原理不同又分作直流發(fā)電機，異步發(fā)電機和同步發(fā)電機。在廣泛使用的大型發(fā)電機都是同步發(fā)電機。
何為逆功率?
眾所周知，發(fā)電機的功率方向應(yīng)該由發(fā)電機方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因，當汽輪機失去原動力，而發(fā)電機出口開關(guān)又未能跳閘，則功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機，即發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C在運行。此時發(fā)電機從系統(tǒng)中吸取有功功率，此即為逆功率。
逆功率的危害
發(fā)電機逆功率保護是汽輪機由于某種原因?qū)е轮髌T關(guān)閉而失去原動力時，發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C帶動汽輪機旋轉(zhuǎn)，汽輪機葉片在無蒸汽情況下高速旋轉(zhuǎn)會引起鼓風(fēng)摩擦，特別是在末級葉片可能會引起過熱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片的損壞事故。
所以說逆功率保護實則是對汽輪機無蒸汽運行的保護。
發(fā)電機的程序逆功率保護
發(fā)電機程序逆功率保護主要是防止發(fā)電機在帶有一定負荷的情況下，突然跳開發(fā)電機出口開關(guān)而汽輪機主汽門又未能全部關(guān)閉的情況。在此情況下，汽輪發(fā)電機組極易發(fā)生超速，甚至飛車。為避免此種情況，對于非短路故障的某些保護，動作信號發(fā)出后，先作用于關(guān)閉汽輪機主汽門，待發(fā)電機逆功率繼電器動作后，與主汽門關(guān)閉的信號組成與門，經(jīng)一短時限組成程序逆功率保護，動作作用于全停。
逆功率保護與程序逆功率保護的區(qū)別
逆功率保護是為了防止逆功率后，發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C，帶動汽輪機旋轉(zhuǎn)，造成汽輪機的損壞。歸根到底，是怕原動機動力不足，反被系統(tǒng)帶著跑!
程序逆功率保護是為了防止發(fā)電機組突然解列后，主汽門未完全關(guān)閉，導(dǎo)致汽輪機超速，從而利用逆功率來規(guī)避。歸根到底，是怕原動機動力太足導(dǎo)致機組超速!
所以說嚴格意義上來說，逆功率保護是發(fā)電機繼電保護的一種，但主要是保護汽輪機。而程序逆功率保護不是一種保護而是為了實現(xiàn)程序跳閘而設(shè)置的動作過程，也叫程序跳閘，一般應(yīng)用于停機方式。
關(guān)鍵的是逆功率只要定值達到就會跳閘，而程序逆功率除了定值達到，還要求汽機主汽門關(guān)閉，所以說在機組啟動過程中并網(wǎng)瞬間，一定要避免逆功率動作。
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柴油發(fā)電機運動部件故障的原因
柴油發(fā)電機曲柄連桿結(jié)構(gòu)常見故障有拉缸、連桿磨損、敲缸、連桿短脫、螺栓斷裂、曲軸斷裂等，這些故障主要發(fā)生與高速運動部位，采集裝置難以安裝并進行數(shù)據(jù)采集，且發(fā)生故障后信號干擾信息較多，也難以準確診斷和識別。目前許多學(xué)者都比較傾向于地域數(shù)據(jù)的處理和診斷，也有部分學(xué)者考慮依靠動力學(xué)對柴油發(fā)電機運動部件進行分析和診斷，更進一步地找準故障產(chǎn)生的機理及原因。后者這種方法主要依靠計算機仿真軟件實現(xiàn)，通過對柴油發(fā)電機進行建模，設(shè)定柴油發(fā)電機各部件工作參數(shù)，設(shè)置各部件出現(xiàn)故障后的參數(shù)，進行通過仿真模擬，識別故障發(fā)生時各部件參數(shù)狀態(tài)。這一技術(shù)具有可操作性強、實驗周期短、省時、省資金等優(yōu)點，該技術(shù)為未來發(fā)展的一個潛力方向。
運動部件產(chǎn)生故障主要原因主要為兩方面，一方面相互連接的兩個部件由于長時間的接觸，造成了磨損，使得接觸表面變形，在運動過程產(chǎn)生振動及噪聲，另一方面由于接觸部件之間發(fā)生嚴重的磨損后產(chǎn)生了相互運動過程的碰撞及撞擊，直接產(chǎn)生了異響等現(xiàn)象。顯而易見，各部位產(chǎn)生故障涉及到諸多方面的內(nèi)容，包括機械動力、熱力、摩擦等，故障的分析不能僅僅依靠簡單的分析就可以進行診斷和確定。
1.拉缸故障診斷拉缸故障會引起活塞機件損壞、柴油發(fā)電機油耗增加、轉(zhuǎn)速降低、連桿斷裂、曲軸箱爆炸，嚴重影響發(fā)電機正常運行。目前主要通過對發(fā)電機進行故障信號檢測，判斷拉缸時振動信號頻域范圍，例如國外研究學(xué)者 Jacobo Porteiro 通過分析研究，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驗證了拉缸時發(fā)電機故障的特征，并分析預(yù)測了發(fā)電機內(nèi)潤滑油內(nèi)金屬顆粒的含量值。
2. 敲缸故障診斷敲缸指的是活塞撞擊氣缸內(nèi)壁產(chǎn)生明顯異響的現(xiàn)象，敲缸時巨大的撞擊力使得缸體外壁產(chǎn)生較為強大的振動，同時長期的敲缸對活塞及缸體造成嚴重的破壞。在敲缸故障診斷方面，利用計算機仿真軟件，分析了在不同轉(zhuǎn)速、不同負載和敲缸程度下的故障信號特征，實現(xiàn)了對敲缸狀態(tài)下發(fā)電機故障的分析和診斷。
3.連桿軸異常診斷柴油發(fā)電機長時間大功率工作，連桿軸會產(chǎn)生磨損，使得軸承之間間隙變大，在連桿軸帶動活塞及曲軸運動過程，造成敲擊幅度變大，容易產(chǎn)生連桿的變形及斷裂。杜小元通過對兩岸頭與軸承之間的振動信號分析，實現(xiàn)了對往復(fù)式發(fā)電機連桿故障振動信號角域和值域的分析，實現(xiàn)驗證具有一定的可靠性。
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