同期発電機の故障診断と故障除去

1. 発電機が過熱しています

 

(1)発電機が規定の技術条件に従って運転されなかった場合、例えば、固定子電圧が高すぎて鉄損が増加したり、負荷電流が大きすぎると固定子巻線の銅損が増加したり、周波数が低すぎると冷却ファンの回転速度が低下して発電機の放熱に影響したり、力率が低すぎると回転子励磁電流が増加して回転子が過熱したりすることがあります。監視計器の表示が正常かどうかを確認する必要があります。異常がある場合は、発電機が規定の技術条件に従って運転されるように必要な調整と処置を行う必要があります。

1.9

(2)発電機の三相負荷電流が不均衡になると、過負荷の相巻線が過熱します。三相電流の差が定格電流の10%を超えると、深刻な三相電流不均衡とみなされます。三相電流不均衡は負相磁界を発生させ、損失を増加させ、磁極巻線、クランプ、その他の部品を加熱させます。三相負荷は、各相の電流が可能な限り均衡するように調整する必要があります。

 

(3)空気ダクトに埃が溜まり、換気が悪くなり、発電機の放熱が困難になっていました。空気ダクトに溜まった埃や油分を取り除き、空気の流れを妨げないようにしてください。

 

(4)吸気温度が高すぎるか、または吸水温度が高すぎるため、冷却器に詰まりが生じている。吸気温度または吸水温度を下げ、冷却器の詰まりを解消する必要がある。故障が解消されるまでは、発電機の温度を下げるために発電機の負荷を制限する必要がある。

 

(5)ベアリングにグリースを多すぎたり少なすぎたりした場合は、規定に従って、通常はベアリングハウジングの1/2~1/3(低速の場合は上限、高速の場合は下限)を塗布し、ベアリングハウジングの70%を超えないようにすることが推奨されます。

 

(6)ベアリングの摩耗。摩耗が軽度でベアリングが局所的に過熱する場合。摩耗が重度の場合、ステータとロータが互いに擦れ合い、ステータとロータが過熱する可能性があります。ベアリングから異音がしないか確認する必要があります。ステータとロータの間に摩擦が見つかった場合は、直ちに機械を停止してメンテナンスまたはベアリングの交換を行う必要があります。

 

(7)固定子鉄心の絶縁が損傷し、プレート間に短絡が発生し、鉄心の局所的な渦電流損失が増加して発熱します。重度の場合、固定子巻線が損傷する可能性があります。直ちに機械を停止してメンテナンスを行ってください。

 

(8)ステータ巻線の平行線が断線し、他の線に流れる電流が増加して発熱する。直ちに機械を停止してメンテナンスを行う必要がある。

 

2. 発電機のニュートラル線とアース間に異常な電圧が発生している。

 

通常の状況下では、高次高調波や製造工程によって生じる不均一なエアギャップや各磁極下の不均一な磁界電位により非常に低い電圧が発生し、その電圧が1ボルトから数ボルトの範囲内であれば、危険はなく、処置も不要です。

 

(2)発電機の巻線に短絡があったり、接地との絶縁不良があったりすると、電気機器や発電機の性能が低下し、過熱しやすくなります。事故の拡大を防ぐため、適時にメンテナンスを実施する必要があります。

 

(3)負荷がないときは中性線と接地線の間に電圧はありませんが、負荷がかかると電圧が発生します。これは三相不平衡が原因です。三相負荷を調整して、基本的に平衡状態にする必要があります。

 

3. 発電機の電流が大きすぎる

 

(1)荷物が重すぎる場合は、荷物を減らすべきである。

 

(2)送電線で相間短絡または地絡が発生した場合は、送電線を点検し修理しなければならない。故障が解消されれば、送電線は正常に戻ることができる。

 

4. 発電機の端子電圧が高すぎる

 

(1)電力系統に並列接続された発電機の系統電圧が高すぎる場合は、並列接続された発電機の電圧を下げるべきである。

 

(2)励磁装置が故障して過励磁が発生した場合は、速やかに修理しなければならない。

 

5. 電力不足

 

励磁装置電圧源の複合励磁補償が不十分なため、電機子反作用に必要な励磁電流が供給されず、発電機端子電圧が系統電圧よりも低くなり、定格無効電力を供給できなくなります。以下の対策を講じる必要があります。

 

発電機と励磁リアクトルの間には三相電圧調整器が接続されており、発電機の端子電圧を上昇させることで、励磁装置の磁気ポテンシャルを徐々に増加させる。

 

(2)励磁装置の電圧磁束電位と発電機の端子電圧の位相を変えて合成磁束電位を増加させ、リアクトルの各相巻線に数千オームの抵抗器と10ワットの抵抗器を並列に接続することができる。

 

(3)可変抵抗器の抵抗値を下げて、発電機の励磁電流を増加させる。

 

6. 固定子巻線の絶縁破壊および短絡

 

(1)固定子巻線が湿っている。長期間使用停止されていた発電機や長期間メンテナンスを受けていた発電機は、運転開始前に絶縁抵抗を測定する必要がある。基準を満たさない発電機は運転を許可されない。湿った発電機は乾燥させる必要がある。

 

(2)巻線自体の欠陥や不適切な保守技術は、絶縁破壊や巻線の機械的損傷を引き起こす可能性があります。絶縁材料は、指定された絶縁等級に従って選択する必要があります。巻線の埋め込みと含浸ワニスの乾燥は、工程要件に厳密に従って実施する必要があります。

 

(3)巻線の過熱。絶縁体の過熱は絶縁性能を低下させます。場合によっては、高温下で非常に短時間で絶縁破壊を引き起こすことがあります。発電機の各部の過熱や巻線絶縁体の損傷を防ぐため、定期的な点検と巡回を強化する必要があります。

 

(4)絶縁体の劣化。一般的に、発電機の巻線絶縁体は、運転開始から15~20年後には劣化し、電気的性能が変化し、絶縁破壊が発生することもあります。発電機の保守点検と予防試験を適切に行うことが重要です。絶縁体が基準を満たしていないことが判明した場合は、欠陥のある巻線絶縁体を速やかに交換するか、巻線自体を交換することで、発電機の耐用年数を延ばすことができます。

 

(5)金属異物が発電機内部に入り込む可能性があります。発電機の修理後は、ステータ室に金属物、部品、工具などを残さないでください。ローターの結束線を締め、遠心力で緩まないように端部を固定してください。

 

(6)過電圧破壊:1)送電線に落雷があったが、避雷設備が不十分であった。避雷設備を改善すべきである。2)無負荷時に発電機の電圧を上げすぎるなど、誤操作があった。誤操作を防ぐため、発電機は操作手順に厳密に従って加圧すべきである。3)運転過電圧、アーク接地過電圧、共振過電圧など、発電機の内部過電圧があった場合、巻線絶縁の予防試験を強化し、固定子巻線絶縁に存在する欠陥を速やかに検出して除去すべきである。

 

7. ステータコアが緩んでいる

 

製造および組み立て不良により、コアが適切に締め付けられていません。コア全体が緩んでいる場合は、小型発電機の場合、ステータ巻線端の内径よりも小さい鉄板を2枚使用し、両端にボルトを取り付けてコアを締め付けることができます。元の形状に戻した後、鉄心の元の締め付けボルトを締め付けます。コアの一部が緩んでいる場合は、まず緩んでいる部分の間にシリコン鋼板塗料を塗布し、次に緩んでいる部分に硬質絶縁材を注入することができます。

 

8. 鉄片間の短絡

 

(1)コア積層板が緩んでいる。発電機の運転中にコアが振動し、絶縁が損傷する。鉄片の個々の部分の絶縁が損傷したり、コアが局所的に過熱して絶縁の劣化が生じた場合は、元の計画に規定された方法に従って処理しなければならない。

 

(2)鉄くずの縁にバリがあったり、メンテナンス中に機械的に損傷したりした場合は、細かいやすりでバリを取り除き、損傷した部分をトリミングし、表面を清掃してから、シリコン鋼板塗料を塗布してください。

 

(3)はんだや銅の粒子がコアをショートさせている場合は、金属溶接箇所を削り取るか、鑿で削り取り、表面を適切に処理する必要があります。

 

(4)巻線内のアーク短絡は、コア内の短絡を引き起こす可能性もあります。焼けた部分は鑿で除去し、表面を適切に処理する必要があります。

 

9. 発電機が残留磁気を失うと、起動時に発電できなくなります。

 

(1)励磁機の磁極に使用されている材料が軟鋼に近いため残留磁気が少なくなり、機械停止後に残留磁気が失われることが多い。機械停止後、励磁巻線に電流が流れなくなると磁場が消滅する。発電前にバッテリーを準備し、磁化しておく必要がある。

 

(2)発電機の磁極が磁力を失った場合は、定格電流よりも大きな直流電流を(ごく短時間)巻線に流して磁化させ、十分な残留磁気を回復させる必要がある。

 

10. 自動励起装置内の励起反応器の温度が高すぎる

 

(1)リアクトルコイルに局所的な短絡が発生した場合は、リアクトルを修理する必要があります。

 

(2)原子炉の磁気回路のエアギャップが大きすぎる場合は、磁気回路のエアギャップを調整する必要があります。

 

発電機が始動した後、電圧は上昇しない。

 

(1)励磁回路が切断されているため、電圧が上昇しません。励磁回路に断線がないか、接触が良好かを確認する必要があります。

 

(2)残留磁気が消失する。励磁機の電圧計に何も表示されなければ、残留磁気が消失したことを示しており、励磁機を磁化する必要がある。

 

(3)励磁機の磁場コイルの極性が逆になっている場合は、正極と負極の接続線を入れ替える必要があります。

 

(4)発電機の保守中に特定の試験を実施している際に、誤って磁界コイルに逆直流電流が供給され、残留磁気が消失したり逆流が生じたりした場合は、再磁化する必要がある。

 

12.発電機の同期喪失による振動

 

通常、発電機の発電電力は負荷電力と平衡しています。系統で短絡故障が発生したり、発電機で負荷が大幅に低下したりすると、発電機の発電電力は使用者の負荷と平衡しなくなります。負荷を調整して平衡させるには、回転子の慣性やガバナの遅延により、処理が必要です。この間、発電機の安定運転が中断され、発電機が振動します。状況が深刻な場合は、発電機が系統との同期を失うこともあります。発電機が振動して同期を失った場合、当直担当者は励磁電流を増加させて同期を回復するための条件を整えることも適切です。

 

同期を回復させるために、この機械の負荷を調整してください。

 

13. 発電機の振動

 

ローターが真円でない場合、またはバランスが適切に調整されていない場合は、製造および設置の品質を厳密に管理するか、ローターのバランスを再調整する必要があります。

 

(2)回転軸が曲がっている場合は、研削、加熱、ハンマー打ちなどの方法で修正できます。

 

(3)カップリングが正しく接続されていない場合は、高速カップリングの相手ボルトの締め付け力を再調整する必要があります。必要に応じて、カップリングの端面を再加工する必要があります。

 

(4)構造部材の共振は、構造部材の支持方法を変更して固有周波数を変化させることによって変化させることができる。

 

(5)励磁巻線の層間短絡が発生した場合は、励磁巻線を点検、修理、絶縁しなければならない。

 

(6)燃料供給または油圧が不足している場合は、ノズル径を大きくして油圧を上げる必要があります。燃料供給ポートを大きくしてクリアランスを小さくします。

 

(7)燃料供給量が多すぎる場合、または油圧が高すぎる場合は、ノズル径を小さくし、油圧を下げ、エリア圧力を上げて、クリアランスを拡大します。

 

(8)ステータコアアセンブリが緩んでいる場合は、コアを再プレスする必要があります。

 

(9)ベアリングシールがきつすぎると、回転軸が局所的に過熱して曲がってしまう。ベアリングシールを点検し、軸との適切な嵌合クリアランスを確保するために調整する必要がある。

 

(10)発電機の換気システムが非対称である場合は、空気経路システムが対称になるように、固定子コアの両端の風防と回転子支持部の風防の構造配置とサイズ選定に注意を払う必要があります。カバープレートと風防の剛性を高め、しっかりと固定する必要があります。

 

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投稿日時:2026年1月9日