Diagnóstico y eliminación de fallas en generadores síncronos

1. El generador se está sobrecalentando.

 

(1) El generador no operó de acuerdo con las condiciones técnicas prescritas, como por ejemplo, una tensión del estator demasiado alta y un aumento de las pérdidas en el hierro; cuando la corriente de carga es demasiado alta, aumentan las pérdidas de cobre del devanado del estator; la frecuencia es demasiado baja, lo que reduce la velocidad del ventilador de refrigeración y afecta la disipación de calor del generador; el factor de potencia es demasiado bajo, lo que aumenta la corriente de excitación del rotor y provoca su calentamiento. Es necesario verificar si las indicaciones de los instrumentos de monitoreo son normales. Si son anormales, se deben realizar los ajustes y tratamientos necesarios para garantizar que el generador opere de acuerdo con las condiciones técnicas prescritas.

1.9

(2) Si la corriente de carga trifásica del generador está desequilibrada, el devanado de la fase sobrecargada se sobrecalentará. Si la diferencia entre las corrientes trifásicas supera el 10 % de la corriente nominal, se considera un desequilibrio severo de la corriente trifásica. Este desequilibrio genera un campo magnético de secuencia negativa, lo que aumenta las pérdidas y provoca el calentamiento de los devanados del polo magnético, las abrazaderas y otros componentes. La carga trifásica debe ajustarse para mantener las corrientes de cada fase lo más equilibradas posible.

 

(3) Los conductos de aire estaban obstruidos por la acumulación de polvo, lo que provocaba una ventilación deficiente y dificultaba la disipación del calor por parte del generador. Se debe eliminar el polvo y la grasa acumulados en los conductos de aire para garantizar un flujo sin obstrucciones.

 

(4) La temperatura del aire de entrada o del agua de entrada es demasiado alta, y existe una obstrucción en el enfriador. Se debe reducir la temperatura del aire o del agua de entrada y eliminar las obstrucciones en el enfriador. Antes de solucionar la falla, se debe limitar la carga del generador para disminuir su temperatura.

 

(5) Si se agrega demasiada o muy poca grasa al rodamiento, debe agregarse de acuerdo con las regulaciones, generalmente de 1/2 a 1/3 de la carcasa del rodamiento (tome el límite superior para baja velocidad y el límite inferior para alta velocidad), y es aconsejable no exceder el 70% de la carcasa del rodamiento.

 

(6) Desgaste de los cojinetes. Si el desgaste no es severo y provoca un sobrecalentamiento localizado del cojinete; si el desgaste es severo, puede provocar que el estator y el rotor rocen entre sí, lo que resulta en el sobrecalentamiento del estator y el rotor. Es necesario comprobar si los cojinetes hacen ruido. Si se detecta fricción entre el estator y el rotor, la máquina debe detenerse inmediatamente para realizar mantenimiento o reemplazar los cojinetes.

 

(7) El aislamiento del núcleo del estator está dañado, lo que provoca cortocircuitos entre las placas, incrementando así las pérdidas por corrientes parásitas locales del núcleo y generando calentamiento. En casos graves, puede dañar el bobinado del estator. La máquina debe detenerse inmediatamente para su mantenimiento.

 

(8) Los cables paralelos del devanado del estator se rompen, aumentando la corriente en los demás cables y provocando su calentamiento. La máquina debe detenerse inmediatamente para su mantenimiento.

 

2. Existe una tensión anormal entre la línea neutra del generador y tierra.

 

En circunstancias normales, si se producen voltajes muy bajos debido a entrehierros desiguales y potenciales magnéticos desiguales bajo cada polo magnético causados ​​por armónicos de alto orden o procesos de fabricación, y el voltaje se encuentra dentro de un rango de uno a varios voltios, no hay peligro ni necesidad de tratamiento.

 

(2) Si se produce un cortocircuito en el devanado del generador o un aislamiento deficiente a tierra, el rendimiento del equipo eléctrico y del generador se deteriorará, lo que lo hará propenso al sobrecalentamiento. Se debe realizar un mantenimiento oportuno para evitar que el accidente se agrave.

 

(3) Cuando no hay carga, la línea neutra no tiene tensión con respecto a tierra, pero aparece tensión cuando hay carga. Esto se debe a un desequilibrio trifásico. La carga trifásica debe ajustarse para lograr un equilibrio básico.

 

3. La corriente del generador es demasiado alta.

 

(1) Si la carga es demasiado pesada, debe reducirse.

 

(2) En caso de un cortocircuito interfásico o una falla a tierra en una línea de transmisión, la línea debe ser inspeccionada y reparada. Una vez eliminada la falla, puede volver a la normalidad.

 

4. La tensión en los terminales del generador es demasiado alta.

 

(1) Si el voltaje de red de un generador conectado en paralelo con la red eléctrica es demasiado alto, se debe reducir el voltaje del generador conectado en paralelo.

 

(2) Si el dispositivo de excitación funciona mal y causa sobreexcitación, debe repararse de manera oportuna.

 

5. Potencia insuficiente

 

Debido a una compensación de excitación compuesta insuficiente en la fuente de tensión del dispositivo de excitación, no se puede suministrar la corriente de excitación necesaria para la reacción de la armadura, lo que provoca que la tensión en los terminales del generador sea inferior a la tensión de la red y que no pueda suministrar la potencia reactiva nominal. Se deben tomar las siguientes medidas:

 

Entre el generador y el reactor de excitación se conecta un regulador de voltaje trifásico para aumentar el voltaje en los terminales del generador, incrementando gradualmente el potencial magnético del dispositivo de excitación.

 

(2) Al cambiar la fase del potencial de flujo de voltaje del dispositivo de excitación y el voltaje terminal del generador para aumentar el potencial de flujo total combinado, se puede conectar en paralelo una resistencia de varios miles de ohmios y 10 W a través de cada bobinado de fase del reactor.

 

(3) Reduzca el valor de resistencia del reóstato para aumentar la corriente de excitación del generador.

 

6. Fallo del aislamiento y cortocircuito del devanado del estator.

 

(1) El bobinado del estator está húmedo. En el caso de generadores que hayan estado fuera de servicio durante mucho tiempo o que hayan sido sometidos a un mantenimiento prolongado, se debe medir la resistencia de aislamiento antes de ponerlos en funcionamiento. Aquellos que no cumplan con los estándares no deben ponerse en funcionamiento. Los generadores húmedos deben secarse.

 

(2) Los defectos en el propio bobinado o las técnicas de mantenimiento inadecuadas pueden provocar fallos en el aislamiento o daños mecánicos en el bobinado. Los materiales aislantes deben seleccionarse de acuerdo con el grado de aislamiento especificado. El encapsulado de los bobinados y el secado del barniz de impregnación deben realizarse siguiendo estrictamente los requisitos del proceso.

 

(3) Sobrecalentamiento del bobinado. El sobrecalentamiento del aislamiento reduce su rendimiento. En ocasiones, puede provocar una rápida degradación del aislamiento a altas temperaturas. Se deben reforzar las inspecciones y el mantenimiento periódicos para prevenir el sobrecalentamiento de diversas partes del generador y los daños al aislamiento del bobinado.

 

(4) Envejecimiento del aislamiento. Generalmente, tras 15 a 20 años de funcionamiento, el aislamiento del bobinado de un generador envejece, su rendimiento eléctrico se ve afectado e incluso puede producirse una falla en el aislamiento. Es necesario realizar un buen mantenimiento y pruebas preventivas del generador. Si se detecta que el aislamiento es deficiente, se debe reemplazar a tiempo el aislamiento defectuoso del bobinado o bien, reemplazar el bobinado completo para prolongar la vida útil del generador.

 

(5) Pueden entrar objetos metálicos extraños en el generador. Después de reparar el generador, no deje objetos, piezas ni herramientas metálicas en la cámara del estator. Apriete los cables de sujeción del rotor y asegure las piezas de los extremos para evitar que se aflojen debido a la fuerza centrífuga.

 

(6) Ruptura por sobretensión: 1) La línea es alcanzada por un rayo, pero la protección contra rayos no es perfecta. Se deben mejorar las instalaciones de protección contra rayos. 2) Operación incorrecta, como elevar demasiado la tensión del generador cuando no hay carga. El generador debe presurizarse estrictamente de acuerdo con los procedimientos operativos para evitar una operación incorrecta. 3) Sobretensión interna del generador, incluyendo sobretensión operativa, sobretensión por puesta a tierra de arco y sobretensión resonante, etc., se debe reforzar la prueba preventiva del aislamiento del devanado para detectar y eliminar rápidamente los defectos existentes en el aislamiento del devanado del estator.

 

7. El núcleo del estator está suelto.

 

Debido a una fabricación y un montaje inadecuados, el núcleo no se apretó correctamente. Si todo el núcleo está suelto, en generadores pequeños se pueden usar dos placas de hierro más pequeñas que el diámetro interior del extremo del bobinado del estator e insertar pernos de doble cabeza para apretar el núcleo. Una vez restaurada su forma original, apriete los pernos de sujeción originales del núcleo de hierro. Si el núcleo está suelto en alguna zona, primero se puede aplicar pintura de acero al silicio entre las partes sueltas y luego inyectar materiales aislantes duros en dichas partes.

 

8. Cortocircuito entre chips de hierro

 

(1) Las láminas del núcleo están sueltas. Cuando el generador está en funcionamiento, el núcleo vibra y daña el aislamiento. Si el aislamiento en áreas específicas de la matriz de hierro se daña o el núcleo se sobrecalienta localmente, provocando el envejecimiento del aislamiento, deberá tratarse de acuerdo con los métodos estipulados en el plan original.

 

(2) Los bordes de la viruta de hierro presentan rebabas o daños mecánicos durante el mantenimiento. Utilice una lima fina para eliminar las rebabas, recorte la zona dañada, limpie la superficie y, a continuación, aplique una capa de pintura para chapa de acero al silicio.

 

(3) Si hay soldadura o partículas de cobre que cortocircuitan el núcleo, los puntos de soldadura de metal deben rasparse o cincelarse, y la superficie debe tratarse adecuadamente.

 

(4) Un cortocircuito por arco eléctrico en el devanado también puede provocar un cortocircuito en el núcleo. La parte quemada debe eliminarse con un cincel y la superficie debe tratarse adecuadamente.

 

9. Cuando el generador pierde magnetismo residual, no puede generar electricidad durante el arranque.

 

(1) El magnetismo residual suele perderse tras la parada de la máquina, debido a que el material utilizado para los polos magnéticos del excitador es similar al acero dulce, lo que reduce el magnetismo residual. Al no haber corriente en el devanado de excitación tras la parada de la máquina, el campo magnético desaparece. Se debe preparar y magnetizar una batería antes de la generación de energía.

 

(2) Si los polos magnéticos de un generador pierden su magnetismo, se debe hacer pasar una corriente continua mayor que la corriente nominal (durante un tiempo muy corto) a través de los devanados para magnetizarlos, y se puede restaurar un magnetismo residual suficiente.

 

10. La temperatura del reactor de excitación en el dispositivo de excitación automática es demasiado alta.

 

(1) Si hay un cortocircuito local en la bobina del reactor, se debe reparar el reactor.

 

(2) Si el entrehierro en el circuito magnético del reactor es demasiado grande, se debe ajustar el entrehierro en el circuito magnético.

 

Después de que el generador arranca, el voltaje no puede aumentar.

 

(1) El circuito de excitación está desconectado, impidiendo que aumente el voltaje. Es necesario comprobar si hay cables rotos en el circuito de excitación y si el contacto es bueno.

 

(2) El magnetismo residual desaparece. Si el voltímetro del excitador no muestra ninguna indicación, significa que el magnetismo residual ha desaparecido y que el excitador debe magnetizarse.

 

(3) Si se invierte la polaridad de la bobina de campo magnético del excitador, se deben intercambiar sus cables de conexión positivo y negativo.

 

(4) Al realizar ciertas pruebas durante el mantenimiento del generador, si la bobina del campo magnético recibe por error corriente continua inversa, lo que provoca la desaparición del magnetismo residual o el flujo inverso, deberá remagnetizarse.

 

12. Pérdida de sincronización por oscilación del generador

 

En circunstancias normales, la potencia generada por un generador está equilibrada con la potencia de carga. Cuando se produce un cortocircuito en el sistema o el generador experimenta una caída de carga significativa, la potencia del generador se desequilibra con la carga del usuario. Para ajustar la carga y equilibrarla, debido a la inercia del rotor y al retardo del regulador, se requiere un proceso. Durante este período, el funcionamiento estable del generador se verá interrumpido, provocando que oscile. Si la situación es grave, incluso puede provocar que el generador pierda la sincronización con el sistema. Cuando el generador oscila y pierde la sincronización, el personal de turno debe crear las condiciones para restablecer la sincronización aumentando la corriente de excitación. También puede ser apropiado.

 

Ajuste la carga de esta máquina para ayudar a restablecer la sincronización.

 

13. Vibración del generador

 

Si el rotor no es redondo o el equilibrio no está correctamente ajustado, se debe controlar estrictamente la calidad de fabricación e instalación o reajustar el equilibrio del rotor.

 

(2) Si el eje giratorio está doblado, se puede corregir mediante métodos como el rectificado, el calentamiento y el martilleo.

 

(3) Si el acoplamiento no está correctamente conectado, se debe reajustar la fuerza de sujeción de los pernos de acoplamiento de alta velocidad. Si es necesario, se debe volver a mecanizar la cara frontal del acoplamiento.

 

(4) La resonancia de los componentes estructurales puede alterarse cambiando el método de soporte de los componentes estructurales para cambiar su frecuencia inherente.

 

(5) En caso de cortocircuito entre capas del devanado de excitación, se debe inspeccionar, reparar y aislar el devanado de excitación.

 

(6) Si el suministro de combustible o la presión de aceite son insuficientes, se debe aumentar el diámetro de la boquilla para elevar la presión de aceite. Aumente el puerto de suministro de combustible para reducir la holgura.

 

(7) Si el suministro de combustible es demasiado grande o la presión del aceite es demasiado alta, reduzca el diámetro de la boquilla, disminuya la presión del aceite, aumente la presión del área y amplíe la holgura.

 

(8) Si el conjunto del núcleo del estator está suelto, el núcleo debe volver a prensarse.

 

(9) El sello del cojinete está demasiado apretado, lo que provoca sobrecalentamiento localizado y flexión del eje giratorio. Se debe inspeccionar y ajustar el sello del cojinete para asegurar una holgura de ajuste adecuada con el eje.

 

(10) Si el sistema de ventilación del generador es asimétrico, se debe prestar atención a la disposición estructural y a la selección del tamaño de los paravientos en ambos extremos del núcleo del estator y de los paravientos del soporte del rotor para lograr la simetría del sistema de flujo de aire. Se debe reforzar la rigidez de la placa de cubierta y del paravientos, y estos deben estar firmemente sujetos.

 

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Fecha de publicación: 9 de enero de 2026