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【摘要】

本文介紹了發電機故障診斷的重要性和常用方法，以異步發電機的常見故障為例探討了發電機故障診斷的關鍵，分析了局限發電機故障診斷技術實際應用的原因，最后提出了發電機故障診斷領域的發展方向和發展重點。

【關鍵詞】

發電機；故障診；實際應用

1前言

多年的事故統計表明，許多發電機事故都與電機的設計及制造質量有關。不斷改進與完善發電機的設計和制造質量，改進發電機故障診斷技術，對保證電網穩定及供電安全有著重大的意義。發電機組檢修的傳統方法是定期檢查和維修，雖能一定程度降低故障率，但因維修存在盲目性而造成很大的浪費。因此，國內大部分電廠正由傳統的預防性維修逐步過渡到狀態性檢修。二十年以來，在發電機故障狀態監測和診斷技術方面不少國內外學者都展開了研究，也在一定程度上取得了進展，各種診斷方法不斷地涌現。當前，對于發電機狀態監測和診斷技術的主要研究內容包括定子繞組、轉子繞組及軸承等方面。本文簡單介紹了發電機故障診斷技術，以異步發電機的常見故障為例探討了發電機故障診斷的關鍵，總結了當前的研究情況，最后提出發電機故障診斷技術未來的研究方向和發展重點。

2發電機故障診斷方法

2．1發電機故障診斷技術簡介由于發電機內部有著電、磁、絕緣、機械等互聯系統的存在，其故障的原因、特征和類型也多種多樣:有線性系統故障也有非線性故障;既有電氣故障又有非電氣故障;從故障發展速度來分，還分為突變故障和緩變故障。這些錯綜復雜的關系，給有效、迅速地進行發電機故障診斷帶來了困難。因此，在診斷發電機故障時，一定要清楚地了解診斷對象，由于所有的故障都是根據一定的機理產生發展的，具有一定的規律，發電機故障診斷就是根據這些規律，采用豐富的操作經驗、優越的檢測手段、多年的設計和先進的理論研究來制作出有效的診斷軟件，確定故障原因，并制定出解除故障的方案，以實現發電機故障診斷。

2．2發電機故障診斷的常用技術分析發電機故障機理可知，當發電機發生異常或故障時，其非電氣量和電氣量會發生相應的變化，通常都根據這些物理量的變化來判斷發電機的故障類型、故障程度和故障原因。目前的發電機故障診斷技術，是對發電機故障前后的物理量的理解和總結，逐步發展起來的。當前廣泛采用的故障診斷技術包括:機械診斷技術、電氣診斷技術和化學診斷技術等。通常，要得到準確的診斷結果，僅靠一種故障診斷技術是無法做到的，需將多種診斷技術結合在一起。

2．3異步發電機常見故障環境的變化、過重的負載、制造工藝上的缺陷和運行條件的變化等原因會導致異步發電機發生異常或故障，常見故障有定子故障、轉子故障和軸承故障。定子繞組故障是常見的定子部分故障，如相間短路、匝間短路、內部放電等，主要是由絕緣破壞而導致的故障，其中最危險和最常見的故障就是相間短路和匝間短路。定子故障診斷的常見方法有:電流高次諧波、局部放電監測、不平衡電流檢測、磁通檢測和定子電流負序分量檢測方法等。轉子故障產生的主要原因是發電機的起動次數頻繁和過負荷運行，給轉子部分造成了很大的壓力，而在長期這種壓力的影響下，轉子的導條和其端環容易逐漸發生開焊或斷裂。若轉子部分發生故障，目前常用的診斷方法包括:定子繞組電流檢測法、轉速脈動檢測法、磁通檢測法、和溫升檢測法等，以定子電流檢測法應用最為普遍。各種診斷方法所需的故障特征量通常淹沒在各種噪音中。為了提高檢測的精度，首先要對故障信號進行處理從而凸顯故障特征，一般采取的預處理方法有:自適應濾波法、噪聲最優抵消法、準確濾波法和希爾伯特變換方法等。由于負載過重、異物進入和缺乏潤滑等原因導致的軸承表面脫落、軸承損耗、破裂和腐蝕等故障稱為軸承故障。軸承部分發生故障會使發電機振動，通過分析總結軸承故障引起的振動與電流頻率的相互關系可以對軸承部分故障進行診斷。由上述發電機故障診斷方法可以看出，只有掌握有效的信號處理技術才能對發電機故障進行可靠地診斷。當前故障診斷的關鍵在于如何基于現有故障信號測量技術和設備，有效地進行分析和處理信號，提取出可測可靠的故障特征量，從而建立對應的故障特征信息。從一定程度上可以說，是信號處理技術的不足導致了發電機故障診斷技術發展受限。目前，在故障診斷領域中，信號處理技術及其應用是一個亟待解決的問題。

3發電機故障診斷的發展方向和研究重點

發電機在電力系統中的重要性使發電機故障診斷的成為電力系統多年來的研究熱點。經過多年的發展和累積，雖然對定子部分故障、轉子部分故障和軸系故障不斷提出了新的方法和技術，但對比電動機故障診斷和發電機故障保護領域的研究進展，發電機故障診斷距離進入到實際應用還很遠。主要有三個原因導致了這樣的局面:(1)作為電力系統的供電電源，發電機的各種參數、設備結構和運行工況比電動機更復雜，因此需要進行更多地研究。(2)一些學者為了研究而研究，沒有對發電機現場運行情況進行更加細致地了解，沒有認清發電機故障診斷的本質，造成實際應用前景不明。(3)在發電機故障診斷領域缺乏嚴格的理論體系。發電機故障診斷的研究對象應該側重于定子繞組單相接地和轉子繞組匝間短路等故障。分析故障和提取有效的故障特征是研究的側重點。根據研究方法，應針對各種類型故障建立故障模型，進行仿真研究以及試驗驗證。因此，故障診斷技術的發展方向在于有效地提取故障特征，并進行故障分析。

4結語

本文簡要介紹了發電機故障診斷技術，以異步發電機的常見故障為例介紹了目前常用的發電機故障診斷方法，并且探討了發電機故障診斷的發展方向和研究重點。隨著電力系統的不斷發展和應用要求的不斷提高，從理論研究和對實際應用的需求方面看，發電機故障診斷技術領域依然有很多問題值得我們進行深入研究。

參考文獻:

［1］張超，夏立．交流無刷發電機故障診斷研究綜述［J］．湖南工業大學學報，2008，21(05):103．

［2］魏云冰．小波變換在電機故障診斷與測試中的應用研究:碩士學位論文［D］．武漢:華中科技大學，2005．

［3］P．J．達夫勒，J．彭曼［英］著．姜建國，史家燕譯．電機的狀態監測［M］．北京:水利電力出版社，1992.

作者：林欣妮 單位：廣東電網河源供電局