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摘要：水轮发电机是水电站生產电能最重要的动力设备，一旦出现故障就会造成严重的经济损失。在水轮发电机组中常见的故障包括定子、转子、断路器等电气设备故障，严重影响供电可靠性，本文主要分析水轮发电机组定子、转子、断路器等电气设备故障原因与处理措施，希望能为相关人员带来一些帮助。
关键词：水轮发电机；故障诊断；断路器；转子
水轮发电机故障将会严重影响水电站的正常运行，因此需要及时处理水轮发电机故障，进过这些年的发展，当前水轮发现机故障诊断主要包括智能故障诊断方法以及信号处理方法，水轮发电机故障呈现高维特点，故障有很多，本文析水轮发电机组定子、转子、断路器等电气设备故障原因与处理措施。
1.故障诊断概述
水轮电动机是一种比较复杂的机电设备，在运行中是一个非常复杂的过程。水轮发电机转子主要包括转子支架以及磁极等部件组成，推理轴承采用多波纹弹性油箱支撑结构，下支架式水轮发电机比较重要的一个结构部件，主要承担推动轴承和制动器的作用。发动机在正常运行情况下，不允许过负荷运行，转子线圈温度要求小于130度。
水轮发电机组在故障诊断研究中，存在较多类型故障，水轮机的振动是水轮机组正常运行的关键指标，水轮发电机组运行中引起振摆的的原因有很多，如机械故障、磁率系统故障等，水轮发电机故障诊断中故障特征与故障状态呈现出一种非线性的关系，一般在采用神经网络进行异常震动故障诊断中，步骤为：收集原始数据→形成粒子个体→编码粒子群→随机生成粒子原始种群→训练RBF神经网络→调整最优解→获得最优神经网络→故障诊断，直至达到设定的精度。
2.水轮发电机定子、转子故障原因分析与处理
水轮发电机组定子、转子故障常见定子绝缘故障、短路、定子主绝缘受伤等。
2.1水轮发电机组定子绝缘故障
水轮发电机在设计、制造以及运输等步骤中可能会存在一定的损坏情况，未及时发现，导致出现绝缘击穿的事故，有多种表现形式。如水轮发电机组运行十年未更换定子线棒，在带负荷工作情况下，定子出现保护工作，导致机组开关甩负荷。在检测中发现机组上层中部存在严重腐蚀情况，定子表面出现麻坑，这些是主绝缘材料出现局部气隙造成，增大了定子的局部表面点位，甚至出现电火花情况。另外铁芯与防晕层之间的气隙之间放电也会破坏电子线圈的绝缘层。
长时间未更换定子线棒也会导致定子铁芯硅钢片存在溢出情况，有时甚至达到6.7mm，针对这种故障，需要全部拔出定子线棒，并及时更换受损坏的定子线棒，切除硅钢片溢出部位，并采用不锈钢制作止动装置。因此硅钢片溢出的原因主要是贴芯片制作不够紧，受到热应力、摩擦力以及电磁力的影响，导致硅钢片移位。硅钢片移位原因也可能是制造工艺上的缺陷，局部位置绝缘层薄弱等，导致钉子绝缘在长期的使用中损坏，表现为定子局部温度过高、着火等。
定子铁芯受到电腐蚀、碰撞等情况，逐渐导致绝缘层受到严重破坏，进而引发短路故障。硅钢片局部短路会极大地增强铁损，出现局部过热的情况，导致硅钢片的及不觉原来花，一旦发现需要及时的更换，避免出现铁芯的严重烧损。
2.2转子绝缘故障
发电机组在运行中出现的摩擦情况，导致碳粉堆积在集电环以及支架之间，长期的堆积形成接地通道，导致结缘故障。在励磁系统交流电源侧，励磁低压侧接地也会造成绝缘故障。在电力系统发生不对称短路故障后，电磁存在同步转速磁场，产生环流，这些环流会导致转子铁芯表面过热，若是没有及时处理容易导致转子被烧坏。转子回路在潮湿条件下工作，会导致转子绝缘性下降，影响定子绝缘性。
在发电机组的运行中需要定期评价发电机组的通风冷却效果，全面检测通风以及冷却系统，发现温度过高的情况，及时进行检查处理。定期检查铁芯拉近螺栓情况，必要时测定铁芯损耗。定期采用红外线热像仪测定定子铁芯、连接，母排以及电缆等处，分析发热原因，及时处理。
3.水轮发电机组断路器故障原因分析与处理
水轮发电机组断路器故障主要表现在拒动方面。如停机命令发出，断路器拒分，流程退出，断路器拒动故障容易造成大面积的停电，严重影响机组的安全运行，可能导致发电机、变压器等的损坏。
引起断路器故障的原因有很多，分闸杠杆变形统一导致断路器拒动，在检测中需要打开断路器面板，查看是否存在跳闸联动机构卡死情况。辅助开关传动变形也会导致断路器拒动，检查断路器电气操作分合闸，发现手动操作无问题，但是多次试验后发生跳闸线圈烧坏，这就表明故障发生在电器回路的设备方面。断路器多次分和导致传动装置出现变形，造成连接片与辅助开关的连接松动，引起拒动故障。
在断路器的拒动处理中，若是第一次出现这种故障，可以更换跳闸线圈、分闸掣子机构进行处理。第二次出现拒动，一般是因为机械传动机构出现故障，需要进行更换。
4.结束语
综上所述，本文先概述水轮发电机故障诊断，进而研究水轮发电机组定子、转子、断路器等电气设备故障原因与处理措施，在水轮发电机组的运行中，常见的故障不仅电气设备故障，还包括了转轴故障等，这些还需要更多的人努力去研究。
参考文献：
[1]刘杰慧，王颖，王茜，等.基于改进RBF神经网络的水轮发电机组故障诊断[J].中国农村水利水电，2014，05：146-149+154.
[2]张锋利，陈文献，贾海英，等.支持向量机和BP神经网络在水轮发电机轴承故障诊断中的应用[J].电网与清洁能源，2013，04：62-66.
[3]孙振川.粒子群神经网络的水轮发电机故障诊断研究[J].计算机仿真，2012，07：343-346.
[4]张敬斋.RBF神经网络在水轮发电机故障诊断中的应用[J].计算机仿真，2011，12：314-317.
关键词：水轮发电机；故障诊断；断路器；转子
水轮发电机故障将会严重影响水电站的正常运行，因此需要及时处理水轮发电机故障，进过这些年的发展，当前水轮发现机故障诊断主要包括智能故障诊断方法以及信号处理方法，水轮发电机故障呈现高维特点，故障有很多，本文析水轮发电机组定子、转子、断路器等电气设备故障原因与处理措施。
1.故障诊断概述
水轮电动机是一种比较复杂的机电设备，在运行中是一个非常复杂的过程。水轮发电机转子主要包括转子支架以及磁极等部件组成，推理轴承采用多波纹弹性油箱支撑结构，下支架式水轮发电机比较重要的一个结构部件，主要承担推动轴承和制动器的作用。发动机在正常运行情况下，不允许过负荷运行，转子线圈温度要求小于130度。
水轮发电机组在故障诊断研究中，存在较多类型故障，水轮机的振动是水轮机组正常运行的关键指标，水轮发电机组运行中引起振摆的的原因有很多，如机械故障、磁率系统故障等，水轮发电机故障诊断中故障特征与故障状态呈现出一种非线性的关系，一般在采用神经网络进行异常震动故障诊断中，步骤为：收集原始数据→形成粒子个体→编码粒子群→随机生成粒子原始种群→训练RBF神经网络→调整最优解→获得最优神经网络→故障诊断，直至达到设定的精度。
2.水轮发电机定子、转子故障原因分析与处理
水轮发电机组定子、转子故障常见定子绝缘故障、短路、定子主绝缘受伤等。
2.1水轮发电机组定子绝缘故障
水轮发电机在设计、制造以及运输等步骤中可能会存在一定的损坏情况，未及时发现，导致出现绝缘击穿的事故，有多种表现形式。如水轮发电机组运行十年未更换定子线棒，在带负荷工作情况下，定子出现保护工作，导致机组开关甩负荷。在检测中发现机组上层中部存在严重腐蚀情况，定子表面出现麻坑，这些是主绝缘材料出现局部气隙造成，增大了定子的局部表面点位，甚至出现电火花情况。另外铁芯与防晕层之间的气隙之间放电也会破坏电子线圈的绝缘层。
长时间未更换定子线棒也会导致定子铁芯硅钢片存在溢出情况，有时甚至达到6.7mm，针对这种故障，需要全部拔出定子线棒，并及时更换受损坏的定子线棒，切除硅钢片溢出部位，并采用不锈钢制作止动装置。因此硅钢片溢出的原因主要是贴芯片制作不够紧，受到热应力、摩擦力以及电磁力的影响，导致硅钢片移位。硅钢片移位原因也可能是制造工艺上的缺陷，局部位置绝缘层薄弱等，导致钉子绝缘在长期的使用中损坏，表现为定子局部温度过高、着火等。
定子铁芯受到电腐蚀、碰撞等情况，逐渐导致绝缘层受到严重破坏，进而引发短路故障。硅钢片局部短路会极大地增强铁损，出现局部过热的情况，导致硅钢片的及不觉原来花，一旦发现需要及时的更换，避免出现铁芯的严重烧损。
2.2转子绝缘故障
发电机组在运行中出现的摩擦情况，导致碳粉堆积在集电环以及支架之间，长期的堆积形成接地通道，导致结缘故障。在励磁系统交流电源侧，励磁低压侧接地也会造成绝缘故障。在电力系统发生不对称短路故障后，电磁存在同步转速磁场，产生环流，这些环流会导致转子铁芯表面过热，若是没有及时处理容易导致转子被烧坏。转子回路在潮湿条件下工作，会导致转子绝缘性下降，影响定子绝缘性。
在发电机组的运行中需要定期评价发电机组的通风冷却效果，全面检测通风以及冷却系统，发现温度过高的情况，及时进行检查处理。定期检查铁芯拉近螺栓情况，必要时测定铁芯损耗。定期采用红外线热像仪测定定子铁芯、连接，母排以及电缆等处，分析发热原因，及时处理。
3.水轮发电机组断路器故障原因分析与处理
水轮发电机组断路器故障主要表现在拒动方面。如停机命令发出，断路器拒分，流程退出，断路器拒动故障容易造成大面积的停电，严重影响机组的安全运行，可能导致发电机、变压器等的损坏。
引起断路器故障的原因有很多，分闸杠杆变形统一导致断路器拒动，在检测中需要打开断路器面板，查看是否存在跳闸联动机构卡死情况。辅助开关传动变形也会导致断路器拒动，检查断路器电气操作分合闸，发现手动操作无问题，但是多次试验后发生跳闸线圈烧坏，这就表明故障发生在电器回路的设备方面。断路器多次分和导致传动装置出现变形，造成连接片与辅助开关的连接松动，引起拒动故障。
在断路器的拒动处理中，若是第一次出现这种故障，可以更换跳闸线圈、分闸掣子机构进行处理。第二次出现拒动，一般是因为机械传动机构出现故障，需要进行更换。
4.结束语
综上所述，本文先概述水轮发电机故障诊断，进而研究水轮发电机组定子、转子、断路器等电气设备故障原因与处理措施，在水轮发电机组的运行中，常见的故障不仅电气设备故障，还包括了转轴故障等，这些还需要更多的人努力去研究。
参考文献：
[1]刘杰慧，王颖，王茜，等.基于改进RBF神经网络的水轮发电机组故障诊断[J].中国农村水利水电，2014，05：146-149+154.
[2]张锋利，陈文献，贾海英，等.支持向量机和BP神经网络在水轮发电机轴承故障诊断中的应用[J].电网与清洁能源，2013，04：62-66.
[3]孙振川.粒子群神经网络的水轮发电机故障诊断研究[J].计算机仿真，2012，07：343-346.
[4]张敬斋.RBF神经网络在水轮发电机故障诊断中的应用[J].计算机仿真，2011，12：314-317.