Причины отказов энергетических блоков и синхронных генераторов электростанций

Отказы энергоблоков электростанций определяются в основном отказами

теплосилового, гидромеханического оборудования и генераторов. Период

приработки мощных энергоблоков зависит от номинальной мощности, от

степени освоения в производстве. Головные блоки имеют период приработки

от 5 до 10, серийные – от 2 до 5 лет. В процессе приработки коэффициент

вынужденных простоев блоков снижается с 20-40 до 5-8 % в России, США,

ФРГ и с 6 до 1 % в Японии.

Значительную роль в обеспечении надежности генерации энергии играет

надежность комплекса оборудования и механизмов собственных нужд, которая

зависит от степени резервирования механизмов топливоподачи и

топливоснабжения, циркуляционного водоснабжения, питательных насосов и

вентиляторов, а также от успешного включения и самозапуска

электродвигателей механизмов при работе АВР. Существенный вклад в

надежность генерации вносит надежность электрических машин, генераторов,

трансформаторов и электродвигателей собственных нужд. Знание их причин

отказов необходимо для построения системы текущих и капитальных ремонтов,

диагностики, испытаний и контроля.

Отказы синхронных машин из-за повреждений обмотки статора

происходят в два раза чаще, а из-за повреждений активной стали - в 10 раз

реже, чем из-за повреждений обмотки ротора. Повреждения системы

возбуждения соизмеримы по частоте с повреждениями ротора, причем

наиболее часто повреждается обмотка ротора. Повреждение обмотки статора

происходит, как правило, из-за электрического пробоя изоляции. Изоляция

разрушается в пазах, за счет вибрации активной стали при ее слабой

запрессовке. Лобовые части обмоток подвергаются дополнительным

динамическим воздействиям из-за коротких замыканий, несинхронных

включений и вибраций. Электрическая прочность изоляции (микалентной

компаундированной) существенно снижается в результате тепловых

перегрузок, которые могут быть вызваны местными замыканиями сегментов

активной стали, витковыми замыканиями и ухудшением условий охлаждения.

Повреждение изоляции обмотки статора может быть также вызвано

появлением течи в воздухо- или газоохладителях и попаданием воды или масла

на обмотку.

Наиболее частая причина повреждений активной стали – ослабление ее

запрессовки, т.к. из-за вибраций массы сердечника расшатывается цилиндр

активной стали, появляется контактная коррозия и происходит дальнейшее

ослабление креплений стали. Из-за местных нарушений целостности

изоляционной пленки на поверхности листов появляются контуры

циркуляционных токов, что приводит к местному перегреву, выгоранию

пленки, выплавлению стали и разрушению корпусной изоляции.

Одна из главных причин повреждений обмотки ротора турбогенератора –

смещение ее при изменении температуры и как следствие – витковые

замыкания. До 40% причин отказов роторов приходится на повреждение

токопроводов.

К отказу генераторов также приводят повреждения подшипников и

подпятников, чаще всего из-за магнитной асимметрии. Сопротивление

изоляции генераторов должно быть не менее 1 МОм и непрерывно

контролироваться. Надежность работы машины в значительной степени

зависит от уровня вибрации. Внезапное увеличение вибрации всегда

свидетельствует о повреждении.