发电机故障诊断分析范文

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【摘要】

本文介绍了发电机故障诊断的重要性和常用方法，以异步发电机的常见故障为例探讨了发电机故障诊断的关键，分析了局限发电机故障诊断技术实际应用的原因，最后提出了发电机故障诊断领域的发展方向和发展重点。

【关键词】

发电机；故障诊；实际应用

1前言

多年的事故统计表明，许多发电机事故都与电机的设计及制造质量有关。不断改进与完善发电机的设计和制造质量，改进发电机故障诊断技术，对保证电网稳定及供电安全有着重大的意义。发电机组检修的传统方法是定期检查和维修，虽能一定程度降低故障率，但因维修存在盲目性而造成很大的浪费。因此，国内大部分电厂正由传统的预防性维修逐步过渡到状态性检修。二十年以来，在发电机故障状态监测和诊断技术方面不少国内外学者都展开了研究，也在一定程度上取得了进展，各种诊断方法不断地涌现。当前，对于发电机状态监测和诊断技术的主要研究内容包括定子绕组、转子绕组及轴承等方面。本文简单介绍了发电机故障诊断技术，以异步发电机的常见故障为例探讨了发电机故障诊断的关键，总结了当前的研究情况，最后提出发电机故障诊断技术未来的研究方向和发展重点。

2发电机故障诊断方法

2．1发电机故障诊断技术简介由于发电机内部有着电、磁、绝缘、机械等互联系统的存在，其故障的原因、特征和类型也多种多样:有线性系统故障也有非线性故障;既有电气故障又有非电气故障;从故障发展速度来分，还分为突变故障和缓变故障。这些错综复杂的关系，给有效、迅速地进行发电机故障诊断带来了困难。因此，在诊断发电机故障时，一定要清楚地了解诊断对象，由于所有的故障都是根据一定的机理产生发展的，具有一定的规律，发电机故障诊断就是根据这些规律，采用丰富的操作经验、优越的检测手段、多年的设计和先进的理论研究来制作出有效的诊断软件，确定故障原因，并制定出解除故障的方案，以实现发电机故障诊断。

2．2发电机故障诊断的常用技术分析发电机故障机理可知，当发电机发生异常或故障时，其非电气量和电气量会发生相应的变化，通常都根据这些物理量的变化来判断发电机的故障类型、故障程度和故障原因。目前的发电机故障诊断技术，是对发电机故障前后的物理量的理解和总结，逐步发展起来的。当前广泛采用的故障诊断技术包括:机械诊断技术、电气诊断技术和化学诊断技术等。通常，要得到准确的诊断结果，仅靠一种故障诊断技术是无法做到的，需将多种诊断技术结合在一起。

2．3异步发电机常见故障环境的变化、过重的负载、制造工艺上的缺陷和运行条件的变化等原因会导致异步发电机发生异常或故障，常见故障有定子故障、转子故障和轴承故障。定子绕组故障是常见的定子部分故障，如相间短路、匝间短路、内部放电等，主要是由绝缘破坏而导致的故障，其中最危险和最常见的故障就是相间短路和匝间短路。定子故障诊断的常见方法有:电流高次谐波、局部放电监测、不平衡电流检测、磁通检测和定子电流负序分量检测方法等。转子故障产生的主要原因是发电机的起动次数频繁和过负荷运行，给转子部分造成了很大的压力，而在长期这种压力的影响下，转子的导条和其端环容易逐渐发生开焊或断裂。若转子部分发生故障，目前常用的诊断方法包括:定子绕组电流检测法、转速脉动检测法、磁通检测法、和温升检测法等，以定子电流检测法应用最为普遍。各种诊断方法所需的故障特征量通常淹没在各种噪音中。为了提高检测的精度，首先要对故障信号进行处理从而凸显故障特征，一般采取的预处理方法有:自适应滤波法、噪声最优抵消法、准确滤波法和希尔伯特变换方法等。由于负载过重、异物进入和缺乏润滑等原因导致的轴承表面脱落、轴承损耗、破裂和腐蚀等故障称为轴承故障。轴承部分发生故障会使发电机振动，通过分析总结轴承故障引起的振动与电流频率的相互关系可以对轴承部分故障进行诊断。由上述发电机故障诊断方法可以看出，只有掌握有效的信号处理技术才能对发电机故障进行可靠地诊断。当前故障诊断的关键在于如何基于现有故障信号测量技术和设备，有效地进行分析和处理信号，提取出可测可靠的故障特征量，从而建立对应的故障特征信息。从一定程度上可以说，是信号处理技术的不足导致了发电机故障诊断技术发展受限。目前，在故障诊断领域中，信号处理技术及其应用是一个亟待解决的问题。

3发电机故障诊断的发展方向和研究重点

发电机在电力系统中的重要性使发电机故障诊断的成为电力系统多年来的研究热点。经过多年的发展和累积，虽然对定子部分故障、转子部分故障和轴系故障不断提出了新的方法和技术，但对比电动机故障诊断和发电机故障保护领域的研究进展，发电机故障诊断距离进入到实际应用还很远。主要有三个原因导致了这样的局面:(1)作为电力系统的供电电源，发电机的各种参数、设备结构和运行工况比电动机更复杂，因此需要进行更多地研究。(2)一些学者为了研究而研究，没有对发电机现场运行情况进行更加细致地了解，没有认清发电机故障诊断的本质，造成实际应用前景不明。(3)在发电机故障诊断领域缺乏严格的理论体系。发电机故障诊断的研究对象应该侧重于定子绕组单相接地和转子绕组匝间短路等故障。分析故障和提取有效的故障特征是研究的侧重点。根据研究方法，应针对各种类型故障建立故障模型，进行仿真研究以及试验验证。因此，故障诊断技术的发展方向在于有效地提取故障特征，并进行故障分析。

4结语

本文简要介绍了发电机故障诊断技术，以异步发电机的常见故障为例介绍了目前常用的发电机故障诊断方法，并且探讨了发电机故障诊断的发展方向和研究重点。随着电力系统的不断发展和应用要求的不断提高，从理论研究和对实际应用的需求方面看，发电机故障诊断技术领域依然有很多问题值得我们进行深入研究。

参考文献:

［1］张超，夏立．交流无刷发电机故障诊断研究综述［J］．湖南工业大学学报，2008，21(05):103．

［2］魏云冰．小波变换在电机故障诊断与测试中的应用研究:硕士学位论文［D］．武汉:华中科技大学，2005．

［3］P．J．达夫勒，J．彭曼［英］著．姜建国，史家燕译．电机的状态监测［M］．北京:水利电力出版社，1992.

作者：林欣妮 单位：广东电网河源供电局