同步发电机异常运行以及故障
发电机维护标准
发电机维护标准一、发电机完好标准二、点检标准一、外部检查发电机在运行中要注意监视，并定时记录各部分的温度及电压、电流、功率、频率、轴承油温、进出口风温、轴承绝缘电阻、励磁回路绝缘电阻和转子温度等，以上参数在发电机运行中不得超过其规定值。
1、发电机声音正常，机体无震动和局部发热现象，各部温度不超过规定值。
2、发电机、微机励磁调节器及冷却系统各部参数正常。
3、端部帮线绝缘无裂纹、放电、过热异味现象，紧固垫片无松动、无黄粉，发电机引出线无放电现象。
4、系统各连接处、励磁开关、隔离开关、PT、CT及其引出线接头无发热、变色和松动现象。
5、碳刷、滑环清洁，各碳刷、刷辫接触良好，无松动发热、损坏现象。
发电机大轴接地碳刷应可靠接地。
6、在微机励磁调节器控制柜中无报警存在，无异常噪音。
控制柜顶部风机及整流散热风扇运行正常，无异常声音。
各元件无过热及焦臭味。
7、励磁小间环境温度及湿度符合要求。
8、励磁变运行正常，无过负荷现象。
二、转子温度的监视发电机转子是发电机运行中温度最高的部分。
需要定时测量计算，有些发电机装有专用的转子温度计，监视很方便。
对于没有装设转子温度计的发电机，可用下列方法计算。
计算转子温度的理论根据，是利用金属导体的电阻在一定范围内随温度成正比变化的特点，而转子温度的变化也在直线变化的范围内，因此根据绕组电阻的变化就可以计算出绕组的温度，计算公式如下：式中 K--------转子温度系数；（取761.49）U---------转子电压（V）I---------转子电流（A）△U-------电刷压降（3～5V）,(取5V).三、励磁回路绝缘电阻的监视在整个励磁回路中，发电机转子绝缘是最薄弱的部分，因为它在运行中的转速很高，绕组受着巨大的离心力，而且温度也很高。
另外，冷却空气经过风孔时，还能带着灰尘聚在转子内部，这样长期运行的结果就会使转子绕组的绝缘降低或接地，将影响发电机的安全运行。
所以在运行中，应定期（一般每班一次）对励磁回路绝缘电阻进行测量，其值不得低于0.5MΩ。
电机常见故障分析及其处理
电机常见故障分析及其处理摘要：发电机在运行中会不断受到振动、发热、电晕等各种机械力和电磁力的作用，加之由于设计、制造、运行管理以及系统故障等原因，常常引起发电机温度升高、转子绕组接地、定子绕组绝缘损坏、励磁机碳刷打火、发电机过负载等故障。
与之相似的是电动机的故障也主要有机械故障和电气故障两方面。
关键词:定子线圈，激磁电流，短路故障,接地故障。
电机可分为电动机和发电机两类，电动机又可分为同步电动机和异步电动机，发电机也可分为同步发电机和异步发电机,本文将主要围绕异步电动机和同步发电机为例，简要分析电机常见的故障及其处理方法.一、三相交流异步电动机常见故障分析及其处理1.机械方面有扫膛、振动、轴承过热、损坏等故障。
⑴异步电动机定、转子之间气隙很小，容易导致定、转子之间相碰。
一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损或端盖止口与机座止口磨损变形，使机座、端盖、转子三者不同轴心引起扫膛。
如发现对轴承应及时更换，对端盖进行更换或刷镀处理。
⑵振动应先区分是电动机本身引起的,还是传动装置不良所造成的，或者是机械负载端传递过来的，而后针对具体情况进行排除。
属于电动机本身引起的振动,多数是由于转子动平衡不好，以及轴承不良，转轴弯曲，或端盖、机座、转子不同轴心，或者电动机安装地基不平,安装不到位，紧固件松动造成的.振动会产生噪声,还会产生额外负荷。
⑶如果轴承工作不正常,可凭经验用听觉及温度来判断.用听棒（铜棒）接触轴承盒，若听到冲击声，就表示可能有一只或几只滚珠扎碎，如果听到有咝咝声，那就是表示轴承的润滑油不足,因为电动机要每运行3000-5000小时左右需换一次润滑脂.电机超过规定运转时间后,轴承发出不正常的声音，用听棒接触轴承盒，听到了“咝咝”的声响，同时还有微小“哒哒”的冲击声，原因是轴承盒内缺油，同时轴承滚柱有的以有细微的麻痕.通过对轴承进行了更换,添加润滑油脂。
在添润滑脂时不易太多，如果太多会使轴承旋转部分和润滑脂之间产生很大的磨擦而发热,一般轴承盒内所放润滑脂约为全溶积二分之一到三分之二即可。
发电机常见故障及措施
发电机在运行中会不断受到振动、发热、电晕等各种机械力与电磁力的作用，加之由于设计、制造、运行管理以及系统故障等原因，常常引起发电机温度升高、转子绕组接地、定子绕组绝缘损坏、励磁机碳刷打火、发电机过负载等故障，同步发电机运行中常见的一些故障分析如下。
发电机常见故障及措施2．1 发电机非同期并列发电机用准同期法并列时，应满足电压、周波、相位相同这3个条件，如果由于操作不当或其它原因，并列时没有满足这3个条件，发电机就会非同期并列，它可能使发电机损坏，并对系统造成强烈的冲击，因此应注意防止此类故障的发生。
当待并发电机与系统的电压不相同，其间存有电压差，在并列时就会产生一定的冲击电流。
一般当电压相差在±10%以内时，冲击电流不太大，对发电机也没有什么危险。
如果并列时电压相差较多，特别是大容量电机并列时，如果其电压远低于系统电压，那么在并列时除了产生很大的电流冲击外，还会使系统电压下降，可能使事故扩大。
一般在并列时，应使待并发电机的电压稍高于系统电压。
如果待并发电机电压与系统电压的相位不同，并列时引起的冲击电流将产生同期力矩，使待并发电机立刻牵入同步。
如果相位差在土300以内时，产生的冲击电流与同期力矩不会造成严重影响。
如果相位差很大时，冲击电流与同期力矩将很大，可能达到三相短路电流的2倍，它将使定子线棒与转轴受到一个很大的冲击应力，可能造成定子端部绕组严重变形，联轴器螺栓被剪断等严重后果。
为防止非同期并列，有些厂在手动准同期装置中加装了电压差检查装置与相角闭锁装置，以保证在并列时电差、相角差不超过允许值。
2．2 发电机温度升高(1)定子线圈温度与进风温度正常，而转子温度异常升高，这时可能是转子温度表失灵，应作检查。
发电机三相负荷不平衡超过允许值时，也会使转子温度升高，此时应立即降低负荷，并设法调整系统已减少三相负荷的不平衡度，使转子温度降到允许范围之内。
(2)转子温度与进风温度正常，而定子温度异常升高，可能是定子温度表失灵。
同步发电机突然短路的暂态过程仿真实验总结
同步发电机突然短路的暂态过程仿真实验总结一、实验背景同步发电机是电力系统中重要的发电设备之一，其运行状态对整个系统的稳定性和安全性都有着重要的影响。
然而，在实际运行过程中，同步发电机可能会遭遇短路等突发事件，导致暂态过程出现异常。
因此，对同步发电机的暂态过程进行仿真实验研究，能够帮助我们更好地了解其运行特点和应对措施。
二、实验目的本次仿真实验旨在探究同步发电机突然短路时的暂态过程，并分析其影响因素和应对策略。
三、实验原理在同步发电机突然短路时，由于负荷突然减小或者断开导线等原因，使得发电机输出功率大幅下降，同时由于突然短路产生大量瞬时电流，容易导致转子绕组内部温度升高、绝缘层损坏等问题。
为了模拟这种情况，在仿真实验中需要考虑转子惯量、励磁系统特性、定子绕组参数等多个因素。
四、实验内容本次仿真实验采用PSCAD软件进行，主要包括以下内容：1.建立同步发电机模型，包括定子绕组、转子绕组、励磁系统等部分；2.设置突然短路事件，模拟负荷突然减小或者断开导线等情况；3.观察同步发电机的暂态过程，包括输出功率、电流变化、转速变化等；4.分析影响因素和应对策略。
五、实验结果经过仿真实验，我们得到了如下结果：1.同步发电机在突然短路时会出现大幅度的输出功率下降和电流瞬时增大；2.转速也会出现一定程度的变化，但是变化幅度较小；3.在应对策略方面，可以采取调整励磁系统参数、增加降低负荷的措施等方法来减轻暂态过程带来的影响。
六、实验结论通过本次仿真实验，我们深入了解了同步发电机在突然短路时的暂态过程，并探究了其影响因素和应对策略。
这对于进一步提高电力系统运行稳定性和安全性具有重要意义。
同步发电机的异常运行
科 Ｊ Ｉ ｌ 技 论 坛
科
同步 发 电机 的异常运 行
马 良 祝
（ 东省粤泷发电有限责任公 司， 东 罗定 ５ ７ １ ） 广 广 ２２７
摘 要 ： 电机 一般 应在其额定值 范围以内运行 ， 发 这种运行是 安全的。但有时也可能遇到 某些特殊 情况 ， 定子或 转子 电流超过额 定值（ 负 如 过 荷） 、 异步运行 、 不对 称负荷 等等 ， 这些都属 于同步发 电机的异常运行或称同步发 电机的非正常工作状 态。 究这些运行情况对电机和 电网的影响也 研 是很重要 的， 由此 可找 出允许继 续运行的条件和要 求， 以提 高电力系统运行的可靠性 。 关 键 词 ： 电机 ； 发 负荷 运 行 ； 步 运 行 ； 异 系统运 行 脉动转矩将引起机组和基础的振动，也应有所限 制； 另外还有—个重要的约束 因素， 就是要考虑电 力系统是否能供给足够的无功功率， 因为失磁的发 电机要从原来输送无功功率转变为大量吸收系统 的无功功率 ， 这样在系统无功功率不足时， 将导致 系统电压的大幅度下降。 这些因素很可能危及机组 和整个系统的安全、 稳定运行。 因此， 某一台发电机 能否失磁异步运行 ， 以及允许异步运行时间的长短 图 １ 发电机平均异步转矩特性 和输送功率的多少 ， 必须根据发电机的型式、 参数、 １一 汽轮发电机； 有阻尼绕细水轮发电机： ２— 转子回路连接方式以及外接电力系统的性质等条 无 侥 ４一 件， 进行具体分析， 必要时尚需经过试验， 才能最后 ３－ 阻尼 细 水轮 发 电机 ； 原动机 转矩梅 陛； Ｍ － 动机起始 转矩 即失磁前 的原动机 转矩 原 确定。 ２ 发电机失磁后双察到的现象 １ 由图 １ 可见 ，汽轮发电机具有 良好的平均异 失磁后的异步运行状态与原先的同步运行状 步转矩特性， 因而在较小的∞ 千分之门 译 ｌ 差率下， 态相 比， 有许多不同之处 ， 其现象可由表计的变化 就能达到稳定运行点 Ａ ， ｌ 此时 由于调速器陡汽门 式中 卜 一 允｛过负荷时间ｆ 一 午 ｓ １ ； 看出 ， 主要有 ： 关闭的幅度很小， 故输出的有功功率仍相当大。在 卜— 短 时允许过负荷电流（） Ａ； ２１ 转子电流表的指示降为零或降到接近于 异步运行时，发电机需从系统吸收大量的无功功 ． １ Ｉ 一 发电机额 定电流 （】 Ａ。 零； 率， 以建立 内部磁场 ， 所以发 电机的电压以及附近 发电机不允许经常过负荷，只有在事故情况 ２１ 定子电流表摆动目指示增大； ．２ ． 用户的电压籽下降。 所需无功功率的大小和发电机 下， 当系统必须切除部分发电机或线路时 ， 为防止 ２１ ． ３有功功率表指示减小 且 也发生摆动； 的同步电抗 ）ｄ 【 以及转差率 ｓ有关 ，ｄ越大 ， 越 Ｘ ｓ 系统静态稳定破坏， 保证连续供电 ， 才允许发电机 ２ ．无功功率表指示负值 ，功率 因数表指示 小 ， ．４ １ 所需的无功功率也越小。汽轮发电机的） 较 （ ｄ 作短时过负荷运行。 进相， 发电机母线电压表指示值下降并摆动 ； 大， ｇ／ ， Ｓ Ｊ 所需无功功率也较小 ， ， 网络电压降低不 ２ 电机的异 步运行 发 ２ ．转子各部分温度升高。 ． １ ５ 多。 以 所 汽轮发电机 短时间异步运行是允许的， 可 同步发电机进入异步运行状态的原因很多 ， ２ ２发电机失磁后的异步运行 过 程 输出的有功功率大， 转差率甚小 ， 电压降『 眭 慢 ， 氐 小 常见的有 ： 励磁系统故障 ， 误投发电机灭磁开关而 发电机失去励磁后， 其电磁功率减小， 在转子 不会出现转子 损耗过大而使电机受到损伤的现象。 失去励磁， 短路故障使发电机失步等等。下面仅就 上出现转矩不平衡状况 ， 过剩的机械转矩 ， 驱使同 当励磁恢复后， 电磁转矩又将汽轮发电机平稳地拉 发电机失去励磁后的异步运行状态作简要介绍。 步发电机加速， 转子披加速后 ， 超出同步转速运行。 人同步。 但是 ， 长时间的异步运行也是不允许的， 因 现代超型汽轮发电机无励磁运行问题 ，已引 这 个过 程通 常要经 过 ２ ｓ以致最后 失去 同步。 ～６， 会为引起发电机和铁巷 过热， 转子绕组也由于 起 国内外 电力 工作 者 的重视 ，并 进 行 了大量 的试 当发 电机 超出 同步转 速运 行 时 ，发 电机 转子 感应电流产生相当多的热量 ，引起发热和损伤， 所 验、 研究工作。 目前研究结果表明， 发电机失去励磁 和定子 旋转 磁场之 间有 了相 对运 动 ， 是在转 子励 以汽轮发电机的异步运行受到时间限制， ９规定 于 —ｊ 殳 后，如将有功负荷迅速减少到额定功率的４ ％ ～ 磁绕组、 ０ 阻尼绕组以及转子的齿与槽楔中， 将分别 汽 轮发 电机的异 步运行 时为 １～ ０ ｎ不宜 过长。 ５ ３ ｍｉ， ５ ％， ０ 就有可能在低转差率下进 入异步运行。这种 感应出频率为转差频率的交流电流， 这些电流产生 水轮发电机和汽轮发 电机不同，平均异步转 异步运行受到时间的限制，在所限定的时间内， 运 制动的异步转矩，发电机开始向系统输送有功功 矩特性较差 ， 变化很大时 ， 当ｓ 平均异步转矩变化 行人员可设法找出故障并尽快排除 ， 使发电机通过 率。 转速的升高一直继续到发电机出 现的制动异步 不大 ， 最大平均异步转矩也 于 小 失磁前的原动机转 适当的方式再同步， 恢复正常运行。 转矩和原动机的输 入转矩相等为止。实际上， 这时 矩 Ｍｙ； ｏ因而只能在滑差相当大时才能达到稳定运 失磁的发电机在一定的时间内能够以异步状 发 电机处 于异 步运 行 状态 。 １ 示为 发电机 的平 图 所 Ａ、 ， ２Ａ３ 如图 １ 所示。在这样大的 Ｓ 下运行， 转 态运行 ， 并继续向系统输送有功功率 ， 这也是提高 均异步转矩特性曲线， 图中的曲线 ４表示原动机的 子有过热 的危险， 所以—舟 允许的。 除此之外 ， 电力 系统安 全 、 运行 的重 要措 施 ， 稳定 目前 许多 国 转矩特性， 随着转速的升高 ， 即转差率增大， 将引起 水轮发电机的同步电抗 ） 较小 ， 【 ｄ 异步运行时定子 家都已采用这—措施。在前苏联 ， 对于间接冷却的 调速器动作， 关小汽门（ 或导水翼） ， 减少进汽（ 或进 电流很大， 所以也应限制其异步运行。当水轮发电 ５万 ｋ 及 以下 的发电 机 ， 许 异 步运 行 的时 间约 水 ） ， Ｗ 允 量 减小 原动 机 的输入 转矩 ， 因此原 动机 的输入 机失去励磁后， 特别是无阳尼绕组的水轮发电机。 为 ３ｍｉ；对于直接冷却 的 ５～ Ｏ万 ｋ 的发电 转矩 即 由 Ｍ 下降 ， 证异步运 行的发 电机 的转速 ０ ｎ ３ Ｗ 。 保 转速迅速增加， 负荷减小到接近于零， 所以必 机， 在负荷不超过额定功率的 ４ ％时， ０ 允许异步运 不会无限升高。 曲线 ４与汽轮发电机的平均异步转 须将它从电网中切除。对有阻尼绕组的水轮发电 行的时间为 １ｍｉ。在美 国， ５ ｎ 高于同步转速的允许 矩特性曲线 １ 相交于 Ａ 点，与有阻尼绕组水轮发 机 ， 情况略好—些， 但—般约在滑差为 ３ ５ ％～ ％时。 运行时间一般为 ２ ３ ｉ － ｍ ｎ 国近几年在 １ 、 ５ 电机的平均异步转矩特眭曲线 ２相交于 Ａ： 与 才出现转矩 的 。我 ０１ 、 ２ 点， 平衡圜 Ｉ 中的 Ａ 点） ２ ， 对阻尼绕组有 ２ Ｏ万 ｋ 的发 电机组 Ｅ 已进 行 了失磁 后异 步运 无阻尼绕组水轮发电机的平均异步转矩特性曲线 过热的危险， Ｗ 均 所以一般只允许运行很短的时间偿 勺 行自试验、 奇 研究工作 ， 并取得—定的成果。 ３ 相交于 Ａ］ ， 点 这些点为转矩平衡点 ， 即平均异步 儿 ， 必须设法迅速恢复励磁或切除发电机。 众所周知 ， 在电力系统中， 即使允许大型发电 转矩相平衡的点， 此时出现了新 的平衡状态 ， 转速 机组异步运行十几分钟 ， 甚至几分钟 ， 都是很难得 不再升高 ，发电机在某—转差率下维持稳定运行 ， 的。 故称这种运行状态为稳态异步运行。Ａ１ ２Ａ 称 、 、３ Ａ 允许发电机失磁异步运行 的时间和输送功 为稳态异步运行点 ， 很明显 ， 这些点决定 了稳态异 率 ， 到多种 因素 的制 约。 先 ， 到定 子和转 子发 运 行时 ， 受 首 受 发电机输 出有 功功 率的大小 和运行 的转差 热的限制； 其次 ， 由于转子的电磁不对称所产生的 率 责任编辑： 袁依凡
发电机故障诊断报告
发电机故障诊断报告一、背景发电机是一种将机械能转化为电能的设备，广泛应用于各个领域。
然而，由于长期使用和不合理的操作，发电机可能会出现各种故障。
本次报告旨在对发电机的故障进行诊断并提出解决方案。
二、故障描述在本次诊断中，我们关注的是一台200kW的交流同步发电机，使用时间为5年。
最近，该发电机出现了以下问题：1.额定转速下输出功率降低；2.发电机温度升高；3.发电机启动困难。
三、故障诊断与分析根据对现场观察和故障描述的分析，我们对发电机的故障原因进行了如下推断：1.大电流引起的转速降低由于长时间超负荷工作，发电机可能会受到过大电流的影响，从而导致转速降低。
此外，电机绕组可能存在短路或接地现象。
2.发电机温度升高高温可能是由于负荷过大，冷却系统异常或绝缘不良等原因导致的。
另外，风扇叶片损坏或堵塞也可能导致发电机内部散热不良。
3.启动困难发电机启动困难可能是由于起动系统故障，例如电源故障、启动电机损坏或引线断裂。
四、故障解决方案在针对不同故障的分析之后，我们提出了以下解决方案：1.大电流引起的转速降低首先，应对发电机进行彻底的绝缘测试，以确定是否存在绕组短路或接地情况。
如发现异常，应及时修复。
同时，应检查并清洁换向器和刷子，以保证发电机正常工作。
此外，用户应严格控制负荷，避免超负荷运行。
2.发电机温度升高针对发电机温度升高的问题，首先应检查发电机的冷却系统是否正常工作。
如果发现异常，应对冷却系统进行维修或更换。
同时，应定期清洁风扇叶片，确保发电机内部良好的散热。
此外，用户应控制负荷在额定范围内，避免过大负载。
3.启动困难解决启动困难问题需要逐一排查可能的故障原因。
首先，应检查发电机的电源供应是否正常。
如果电源正常，应检查启动电机是否工作正常，如有异常应进行维修或更换。
另外，应检查发电机引线是否有损坏或断裂情况，并及时修复。
五、预防措施为了避免类似故障的再次发生，我们建议以下预防措施：1.定期对发电机进行维护保养，包括清洁过滤器、检查冷却风扇和换向器等部件的工作情况。
同步发电机有哪几种非正常运行状态？
同步国产小型发电机有哪几种非正常运行状态
同步国产小型发电机的非正常运行属于只允许短时运行的工作状态，最常见的非正常工作状态有过负荷、异步运行、不对称运行、失磁运行等，此时发电机的部分参量可能出现
异常。
同步国产小型发电机异步运行时的特点是什么？发电机的异步运行指发电机失去励磁后进入稳态的异步运行状态。
发电机失磁时，励磁电流逐渐衰减为零，发电机电动势相应减小，输出有功功率随之下降，原动机输入的拖动转矩大于发电机输出的制动转矩，转子转速增加，功角逐步增大，这时定子的同步旋转磁场与转子的转速之间出现滑差。
定子电流与转子电流相互作用产生异步转矩。
与此对应，定转子之间由电磁感应传送的功率称为异步功率，随功角的增大而增大；同时原动机输入功率随功角增大而减小，当两者相等时，发电机进入稳定异步运行状态。
发电机的异常运行原因和处理措施
发电机的异常运行原因和处理措施发布时间：2023-03-08T02:02:07.234Z 来源：《福光技术》2023年3期作者：付旭峰[导读] 发电机有两类，即同步发电机和异步发电机。
目前应用最广的是双馈异步发电机（DFIG）异步发电机的转速仅在系统频率附近运转，而DFIG则是利用变频调速装置，使风机在不同的转速下能够实现恒频发电。
松花江水力发电有限公司吉林丰满发电厂吉林吉林 132108摘要：发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，借助柴油机、汽轮机、水轮机等机械驱动装置，将燃料、气流、水流产生的能量转化成机械能，传递到发电机装置中并生成电能，对电力设备进行供电。
发电机装置作为持续性消耗设施，内部组件、操作系统等，在长时间运行模式下，将产生严重的破损问题，令发电机面临运行失效的严重问题。
针对此，应结合发电机内部组成的运行特征，深度分析发电机异常运行现象及故障，并作出相应补救措施，提高发电机装置运行的可靠性。
关键词：发电机；异常运行；原因；处理措施1发电机故障特征分析发电机有两类，即同步发电机和异步发电机。
目前应用最广的是双馈异步发电机（DFIG）异步发电机的转速仅在系统频率附近运转，而DFIG则是利用变频调速装置，使风机在不同的转速下能够实现恒频发电。
电机振动、过热、绕组故障、机械故障等是发电机故障的常见故障。
在双馈异步发电机中，换流器是关键元件。
它的功能是把AC变DC，然后再把DC变成AC。
该方法可以实现双馈感应风电机组在功率利用率最高的情况下进行异步工作。
针对发电机在恶劣的工作环境和复杂的系统中极易发生设备失效、甚至发生事故的原因，通过对相关文献的分析，得出其故障特征主要有：（1）区域性：发电机具有高度的复杂性，所涉及的系统种类繁多，其故障特征也各不相同。
这些故障因其所处的系统区域、原因和处理方式各有差异，表现出了很大的区域性特征，对维护人员的技术和经验提出了更高的要求。
（2）关联性：发电机系统的各个子系统运行过程中也存在着很强的关联性，生产过程中需要各系统的共同配合完成。
同步发电机的异常运行和瞬态短路
02 同步发电机的异常运行
异常运行的分类
01
02
03
04
机械异常
包括转子、定子等机械部件的 故障，如轴承磨损、转子不平
衡等。
电气异常
涉及到发电机绕组、励磁系统 、绝缘等电气部分的故障，如
匝间短路、相间短路等。
热异常
发电机过热、冷却系统故障等 引起的温度异常升高。
预防措施
定期检查和维护
对同步发电机进行定期检查，包 括机械部件、电气系统和冷却系
统等，确保其正常运行。
安装保护装置
在同步发电机上安装过载保护、 短路保护、欠压保护等保护装置， 以防止异常运行和瞬态短路的发
生。
监控运行状态
通过监控系统实时监测同步发电 机的运行状态，包括电压、电流、 功率因数、温度等参数，及时发
瞬态短路的原因
绝缘损坏
长期运行过程中，同步发电机的 绝缘材料可能受到高温、机械应 力、化学腐蚀等因素的影响，导
致绝缘性能下降，引发短路。
金属异物
在制造、安装或维护过程中，可能 有一些金属异物遗留在同步发电机 内部，如焊渣、铁屑等，这些异物 可能导致短路。
匝间短路
由于制造工艺或材料缺陷，同步发 电机的定子或转子绕组可能存在匝 间短路，导致电流异常流动。
案例一
• 某电厂的#1机组为200MW的汽轮发电机，在某次正常停机 检修后，发电机的励磁调节器突然出现故障，导致励磁电流 波动，发电机组无法稳定运行。经过检查，发现励磁调节器 中的可控硅击穿，导致励磁电流波动。为了解决这一问题， 技术人员对可控硅进行了更换，并对励磁调节器进行了全面 检查和测试。最终，发电机组恢复了正常运行。
出现异常。
发电机常见故障及措施
发电机在运行中会不断受到振动、发热、电晕等各种机械力和电磁力的作用，加之由于设计、制造、运行管理以及系统故障等原因，常常引起发电机温度升高、转子绕组接地、定子绕组绝缘损坏、励磁机碳刷打火、发电机过负载等故障，同步发电机运行中常见的一些故障分析如下。
发电机常见故障及措施2．1 发电机非同期并列发电机用准同期法并列时，应满足电压、周波、相位相同这3个条件，如果由于操作不当或其它原因，并列时没有满足这3个条件，发电机就会非同期并列，它可能使发电机损坏，并对系统造成强烈的冲击，因此应注意防止此类故障的发生。
当待并发电机与系统的电压不相同，其间存有电压差，在并列时就会产生一定的冲击电流。
一般当电压相差在±10%以内时，冲击电流不太大，对发电机也没有什么危险。
如果并列时电压相差较多，特别是大容量电机并列时，如果其电压远低于系统电压，那么在并列时除了产生很大的电流冲击外，还会使系统电压下降，可能使事故扩大。
一般在并列时，应使待并发电机的电压稍高于系统电压。
如果待并发电机电压与系统电压的相位不同，并列时引起的冲击电流将产生同期力矩，使待并发电机立刻牵入同步。
如果相位差在土300以内时，产生的冲击电流和同期力矩不会造成严重影响。
如果相位差很大时，冲击电流和同期力矩将很大，可能达到三相短路电流的2倍，它将使定子线棒和转轴受到一个很大的冲击应力，可能造成定子端部绕组严重变形，联轴器螺栓被剪断等严重后果。
为防止非同期并列，有些厂在手动准同期装置中加装了电压差检查装置和相角闭锁装置，以保证在并列时电差、相角差不超过允许值。
2．2 发电机温度升高(1)定子线圈温度和进风温度正常，而转子温度异常升高，这时可能是转子温度表失灵，应作检查。
发电机三相负荷不平衡超过允许值时，也会使转子温度升高，此时应立即降低负荷，并设法调整系统已减少三相负荷的不平衡度，使转子温度降到允许范围之内。
(2)转子温度和进风温度正常，而定子温度异常升高，可能是定子温度表失灵。
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浅谈同步发电机异常运行以及故障1发电机的过负荷运行
发电机的定子电流和转子电流均不能超过由额定值所限定的范围。
但是，当系统发生短路故障发电机失步运行、成群电动机自启动以及强行励磁装置动作等情况时，发电机的定子和转子都可能短时过负荷。
电流超过额定值会使绕组温度有超过允许限度的危险，严重时甚至还可能造成机械损坏很显然，过负荷数值越大，持续时间越长，上述危险性越严重因此，发电机只允许短时过负荷。
过负荷的允许数值不仅和持续时间有关，还和发电机的冷却方式有关。
直接冷却的绕组在发热时容易产生变形，所以过负荷允许值比间接冷却的绕组要小。
发电机过负荷的允许值和允许时间应由制造厂规定短时过负荷的允许时间，也可由下式计算
t=150/(i/in)2——1(式1)
式中t——允许过负荷时间(s)；
i——短时允许过负荷电流(a)；
in——发电机额定电流(a)
发电机不允许经常过负荷，只有在事故情况下，当系统必须切除部分发电机或线路时，为防止系统静态稳定破坏，保证连续供电，才允许发电机作短时过负荷运行。
2发电机的异步运行
同步发电机进入异步运行状态的原因很多，常见的有：励磁系
统故障，误投发电机灭磁开关而失去励磁，短路故障使发电机失步等等。
下面仅就发电机失去励磁后的异步运行状态作简要介绍。
现代大型汽轮发电机无励磁运行问题，已引起国内外电力工作者的重视，并进行了大量的试验、研究工作。
目前研究结果表明，发电机失去励磁后，如将有功负荷迅速减少到额定功率的40%~50%，就有可能在低转差率下进入异步运行。
这种异步运行受到时间的限制，在所限定的时间内，运行人员可设法找出故障并尽快排除，使发电机通过适当的方式再同步，恢复正常运行。
允许发电机失磁异步运行的时间和输送功率，受到多种因素的制约。
首先，受到定子和转子发热的限制；其次，由于转子的电磁不对称所产生的脉动转矩将引起机组和基础的振动，也应有所限制；另外还有一个重要的约束因素，就是要考虑电力系统是否能供给足够的无功功率，因为失磁的发电机要从原来输送无功功率转变为大量吸收系统的无功功率，这样在系统无功功率不足时，将导致系统电压的大幅度下降。
这些因素很可能危及机组和整个系统的安全、稳定运行。
因此，某一台发电机能否失磁异步运行，以及允许异步运行时间的长短和输送功率的多少，必须根据发电机的型式、参数、转子回路连接方式以及外接电力系统的性质等条件，进行具体分析，必要时尚需经过试验，才能最后确定。
3发电机常见故障分析
发电机故障产生的原因有很多，多是由于制造上的缺陷、安装
和检修的质量不良,运行人员的误操作、绝缘老化脆弱以及外部发生短路故障时的冲击力等等造成的。
由于这些原因 ,常常引起发电机转子绕组接地、定子绕组绝缘损坏、励磁机碳刷打火、发电机过负荷、电机非全相运行等故障,下面就同步发电机运行中常见的一些故障分析如下。
3.1发电机失磁
3.1.1发电机失磁原因：运行中的发电机,由于灭磁开关受震动或误动而跳闸,磁场变阻器接触不良,励磁机磁场线圈断线或整流子严重打火等原因,造成励磁回路断路时,将使发电机失磁。
3.1.2失磁时出现的象征：发电机定子绕组电流显著增加,有功功率略有下降；发电机及系统电压降低；转子励磁电流突然降为零或接近于零,励磁电压也接近为零；发电机无功表指示反向,从送出无功变为从系统吸收无功功率,其表计同时做周期性摆动,摆动的频率为转差率的1倍。
3.1.3失磁后产生的影响：发电机失磁后,就从同步运行变成异步运行,从系统吸取大量的无功功率,发电机的转速将高于系统的同步转速。
这时由定子电流所产生的旋转磁场将在转子表面感应出频率等于转差率交流感应电动势,它在转子表面产生感应电流,使转子表面发热。
发电机所带的有功负荷越大,则转差率越大,感应电势越大,电流也越大,转子表面的损失也越大。
在发电机失磁瞬间,转子绕组两端将有过电压产生,转子绕组与灭磁电阻并联时,过电
压数值与灭磁电阻值有关,灭磁电阻值大,转子绕组的过电压值也大,试验表明, 如果灭磁电阻值选择为转子热态电阻值的5倍时,则转子的过电压值为转子额定电压值的2~ 4倍。
3.1.4失磁后允许运行时间及所带负荷。
发电机失磁后,是否可以继续运行,与失磁运行的发电机容量和系统容量的大小有关。
大容量的发电机失磁后,应立即从电网中切除,停机处理。
发电机容量较小, 电网容量较大,一般允许发电机在短时间内, 低负荷下失磁运行, 以待处理失磁故障。
但是由于trt发电工艺的特殊性, 热电厂采用的是发电机失磁后, 也立即从电网中切除, 停机处理的模式。
3.2发电机定子绕组损坏：发电机由于定子线棒绝缘击穿,接头开焊等情况将会引起接地或相间短路故障。
当发电机发生相间短路事故或在中性点接地系统运行的发电机发生接地时,由于在故障点通过大量电流,将引起系统突然波动,同时在发电机旁往往可以听到强烈的响声,在视察窗外可以看见电弧的火光,这时发电机的继电保护装置将立即动作,使主开关、灭磁开关和危急遮断器跳闸, 发电机停止运行。
3.3发电机转子绕组接地：发电机转子因绝缘损坏,绕组变形,端部严重积灰时,将会引起发电机转子接地故障。
转子绕组接地分为一点接地和两点接地。
转子一点接地时,线匝与地之间尚未形成电气回路,因此在故障点没有电流通过,各种表计指示正常,励磁回
路仍能保持正常状态,只是继保信号装置发出“转子一点接地”信号,其发电机可以继续运行。
但转子绕组一点接地后,如果转子绕组或励磁系统中任一处再发生接地,就会造成两点接地。
转子绕组发生两点接地故障后,部分转子绕组被短路,因为绕组直流电阻减小,所以励磁电流将会增大。
如果绕组被短路的匝数较多, 就会使主磁通大量减少,发电机向电网输送的无功出力显著降低,发电机功率因数增高,甚至变为进相运行,定子电流也可能增大,同时由于部分转子绕组被短路,发电机磁路的对称性被破坏,它将引起发电机产生剧烈的振动。
转子线圈短路时,因励磁电流大大超过额定值, 如不及时停机,切断励磁回路, 转子绕组将会烧损。
3.4发电机过负荷运行：运行中的发电机应在规定的额定负荷或以下运行,否则发电机定、转子温度将超过其允许数值,使发电机定、转子绝缘很快老化而损坏, 所以当发电机过负荷时,应进行调整,减低负荷。
当系统发生事故,使电力不足或因系统运行情况突变而威胁到系统的静态稳定时,允许发电机在短时间内过负荷运行,此时值班人员应密切监视定转子绕组温度,其数值不得超过正常允许的最高监视温度。
转子绕组也允许在事故情况有相应的过负荷。
但是对任何发电机,都禁止在正常情况下使用这些过负荷余量。
4.结语
同步发电机的运行是否稳定受各方面的因素影响, 本文虽然总结了一些同步发电机常见的故障,处理措施仍然需要结合现场情况
综合分析后进行操作。
参考文献
[1]电力系统继电保护实用技术问答.国家电力调度通信中心编.北京.中国电力出版社
（作者单位：1.泰豪沈阳电机有限公司
2.沈阳远大机电装备有限公司）。