故障诊断技术在发电机转子检修中的应用

1、故障诊断技术在发电机转子检修中的应用 故障诊断技术在发电机转子检修中的应用 【摘要】设备故障诊断是指在设备运行中或在根本不拆卸的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态，从而找出对策的一门技术。本文针对自己在水电站转子安装、检修过程中遇到的一些问题进行分析，并提出自己的处理意见。 【关键词】转子；故障；诊断；维修 转子属于水轮发电机组的核心部件，在机组正常运行过程中，由于转子的高速转动，会发生局部故障，如果不及时发现并维修，就可能导致整机烧毁的严重后果。所以，我们必须高度重视转子运行过程中出现的故障，并妥善处理，确保机组正常运行。 1、故障诊

2、断的主要方法 1.1振动诊断方法 振动诊断是目前所有故障诊断技术中应用最广泛也是最成功的诊断方法，要求掌握振动诊断的时域分析方法；熟知振动诊断的频域分析方法，明确频域分析的主要内容，熟练掌握各种频率项的计算或查询方法；了解振动诊断的其他方法如倒频谱诊断法、轴心轨迹等。 1.2旋转机械故障诊断技术 旋转机械是指齿轮箱、离心风机、离心泵、汽轮机、燃气轮机、发电机、电动机、离心压缩机、水轮机、航空发动机等机械设备，它们广泛应用于电力、石化、冶金、机械、造纸、船舶、航空以及一些军事工业部门。随着科学技术和现代工业的开展，旋转机械正朝着大型、高速和自动化方向开展，这对提高平安性和可靠性，对开展先进的状态

3、监测与故障诊断技术，提出了迫切的要求。 1.3旋转机械故障诊断技术 是近些年来国内外开展广泛研究，开展比拟成熟的故障诊断技术，具有一定的代表性，因此本章是此书的重点局部。掌握旋转机械典型故障如转子不平衡、转子不对中、共振、机械松动、转子摩擦、滑动轴承故障、转轴裂纹、流体动力激振、拍频振动等的机理和特征，熟练掌握滚动轴承故障诊断技术、齿轮故障诊断技术，了解电动机故障诊断技术、皮带驱动故障诊断技术，并熟悉利用征兆的故障诊断方法。 1.4设备振动故障诊断实施方法 熟知实施现场振动诊断的6个根本步骤；紧紧围绕三“W一“H这几个中心问题，深入、细致掌握振动诊断状态识别的根本方法，掌握设备劣化趋势分析的方

4、法与应用；了解工厂设备振动诊断方案实践。 1.5其它物理诊断方法 声学监测方法、温度监测方法和其它一些无损检测技术在设备状态监测与故障诊断技术中也占有重要的地位。掌握超声和声发射诊断技术、红外测温技术、无损探伤法等内容，要求了解声学监测方法，掌握温度监测方法，了解无损检测技术。 1.6液压设备状态监测与诊断 液压设备是一种流体驱动的装置，是机械设备中的重要组成局部。据有关资料统计，液压设备故障约占整个设备总故障的30%左右。除了一般机械设备的共同点外，液压设备还有其自身的特点，例如油液分析就是液压设备中一个重要而特殊的诊断参数。要求了解液压设备的失效分析，掌握液压设备故障诊断方法，熟悉油液污染

5、分析方法，其中要重点掌握铁谱分析法。 2、不同方法在转子故障诊断中的应用 2.1阻尼环与连接板紧固松动，接触不良的故障检查 1现象：运行中机组产生较大的振动和噪声，且刺耳；在松动的连接处有火花，连接板及阻尼环变色或者烧融。 2方法：物理诊断方法中的声学监测方 3处理：拆卸原来的连接板，将阻尼环连接处清理干净并打磨平整，测量出阻尼环的宽度，用0.52mm紫铜片作成柔性连接片并镀银，再用含银45%的银焊料在阻尼环连接处镀银，然后将制作好的连接板与阻尼环连接并在连接螺栓上镀银，检查并测量连接后的接触电阻值。 2.2阻尼环断裂故障检查 1现象：机组产生较大振动，发出噪声。 2方法：物理诊断方法中的声学

6、监测方 3处理：在断裂处两侧打磨出坡口，然后用与母材相近的焊条进行补焊。 2.3转子接地故障检查 转子接地是正常运行中最常见的故障之一，通常由以下几种情况引起；1转子线圈与铁芯之间的绝缘受到损坏、老化，造成线圈直接与铁芯相接触或局部绝缘电阻降低到一定程度而造成接地。2转子线圈的引出线至开关间的绝缘损坏、老化、污秽等造成引出线与其它金属直接接触或绝缘电阻降低到一定程度而造成的接地。3从线圈引出线上接入的仪表，控制回路绝缘损坏而造成的接地。4可控硅励磁电流输出回路接地或可控硅堆损坏接地等。 2.4转子线圈匝间短路故障的检修 发电机转子由于匝数较多，在发生少量几匝的短路故障时，尽管造成了磁力不平衡和

7、电流的微小变化，但在运行中发电机很难觉察，仍可以带病运行。一般是在检修试验时，可以发现匝间短路故障。当在试验中发现有匝间短路时，首先要判断是哪个磁极线圈匝间短路，通常是采用压降法进行判断。将低压交流电接至转子线圈引出线上，通电后，在每个磁极线圈的两端测量每组线圈的电压降，如果某个线圈的电压降明显比其他线圈偏小或比上次测得的电压降有明显偏小，就证明该线圈有匝间短路存在，必须进行处理。 外表污垢引起的匝间短路，只要用毛刷将其外表的污垢和灰尘清理干净，匝间短路故障就可消除。 在污垢清理干净后，短路故障没有消除，就要查找线圈内部是否有匝间短路。先将故障线圈两端与其他线圈相连接的接头解开，在此线圈中接入

8、低压交流电流，时间在1min以上，用接触式温度计测量线圈外表温度，正常情况下，线圈外表温度是均衡的，温度值差不多大，如果某一处温度较高，证明该处有匝间短路。 如果线圈匝间短路发生在线圈外部，可用层压板撬开短路部位，然后用云母板垫压匝与匝之间或垫上薄膜复合纸，刷上漆就行。 如果在线圈内外表，用工具将发热处的线匝间的绝缘由外到内慢慢清理，并将发热点及附近的绝缘全部清理干净，此时，再对发热点进行测量，如果故障消除，那么测得的线圈外表温度是均匀的。在故障消除后，用环氧树脂涂浇在线圈上，经过几个小时的固化后，将其装复就可。 2.5转子线圈接头松动或断开的检修 发电机转子线圈之间的连接有焊接和螺栓连接两种

9、。当线圈接头断开后在运行中，转子电流为0，发电机运行状态发生变化，并入系统的成为电动机运行，转子铁芯发热。转子线圈接头松动或断开故障，应立即停机检修，查找故障点。 故障点的查找可以在线圈匝间的出线连接板穿过绝缘打一小孔，将导线一头连接到接触电阻的仪器上，另一头通过插针插入线圈接头间两个不同的线圈出线连接板上，如果接触电阻明显变大或为无穷大，就可以判断接头松动或断开。故障点后，将接头处的绝缘清理干净，焊接接头用铜焊或银铜焊接连接点焊接好，用锉刀等工具修平，经检查确认无裂纹、气孔后用同级绝缘包扎好后，再涂上漆。是螺栓连接的，如果是螺栓松动，换上新的螺栓、清理连接板，干净后，紧固螺栓。是接头形连接头

10、断裂，就需要更换新的形连接头、清理连接板、紧固螺栓并测量接触电阻符合要求时，用同级绝缘包扎好后刷上漆。 3、轴颈磨损的修理 在一些小型水轮发电机中经常出现轴颈磨损，轴颈与轴套之间间隙增大，运行中转轴左右摆动使得转轴横向摆动增大、振动增加、响声不正常严重影响轴瓦的平安。 3.1轴颈轻微磨损的修理 电镀法。将轴颈轻微磨损的转轴拆下来，送到专门镀锌的工厂，在转轴外表镀上一层锌或铬，再处理至要求的尺寸。 粘接法。采用农机2胶粘剂进行加厚修理。首先用清洗剂清洗干净轴颈的磨损处，然后按厂方提供的配方要求进行配胶。要求是现配现用，最后是粘接。在磨损处均匀地涂上调配好的粘接剂，涂刷至原尺寸厚度，待固化后，处理打磨光滑后可进行装配使用。 3.2轴颈严重磨损的检修 轴颈严重磨损时，采用电镀和粘接都是不能解决问题，另外采用堆焊的方法由于在堆焊的过程中轴的变形和焊后的加工处理难度较大，现在一般不再采用，通常采用镶套的方法来处理，工艺要求是将磨损需镶套的部位根据实际情况在车床上车小410mm，采用相同材质的圆钢车制一个套，套的中心孔与车小的轴外径用过盈配合且符合公差标准，先将套放至机油中煮热后套在轴上，在轴与套的坡口结合处焊一圈后上车床精车至所需尺寸，可进行装配使用。 对确实不能修复的轴颈必须按照厂家提供的技术说明书和技术资料重新加工进行更换。 参考文献 【1