双水内冷发电机漏水故障分析及预防

北极星电力网技术频道作者:佚名 2007/12/26 21:37:29

关键词: 发电机电机发电

双水内冷发电机漏水故障分析及预防罗晓阳,潘润洪(广东粤华发电有限责任公司，广东广州510730)　　摘　要：总结了黄埔发电厂二十年来双水内冷发电机定子、转子的漏水情况，列举典型事例，分析故障原因，并提出相应的预防措施。
　　关键词：双水内冷；漏水故障；分析与预防　　Abstract:Thewaterleakagefaultofstatorandrotorofdualinternalwater-cooledgeneratorinHuangpuPowerPlantinovertwentyyearshavebeensummarized.Thetypicalexampleshavebeencited,thefailurecauseshavebeenanalyzed,andthecorrespondingprecautionarymeasureshavebeenputforwardaswell.
　　Keywords:dualinternalwater-cooled;waterleakagefault;analysisandprevention
　　黄埔发电厂1978年投产，安装了4台125MW机组，都是上海电机厂QFS系列双水内冷发电机。
　　二十多年来的运行经验表明，双水内冷发电机漏水故障是最常见、最频发的故障，是火电机组最严重的事故之一。其危害轻则停机停炉，重则损坏主机，烧毁定子绕组或铁芯，烧坏转子绕组或大轴。
　　分析研究漏水故障，找出薄弱环节，制定反措对策。1故障分析
1.1漏水原因
　　黄埔发电厂20多年间先后出现过17台次发电机漏水故障，全是先天性缺陷所致。漏水起因，主要还是设计方案、材质结构、制造工艺等方面存在某些缺陷和不完善，叠加振动、老化、疲劳等因素，即构成事故。
1.2漏水的簿弱环节
　　黄埔发电厂的17次漏水中，因水电接头焊接不良（夹渣沙眼）发生渗漏10次；因定子或转子线棒裂漏水2次；或转子出水拐角空心铜管破裂漏水2次；因转子引水复合管爆破大漏水2次；因铜镳杯（加工孔堵杯）腐蚀穿孔漏水1次。
　　转动部件既要承受水压，更要承受高速产生的离心力作用。空心线圈、绝缘引水管、拐角引线、水电接头等部件只要存在一点隐患，就容易演变为事故。转子漏水的风险和几率比较高，这是必然的。
1.3漏水的预防与检测
　　引发漏水的隐患若能在计划检修中发现，就可杜绝事故的发生。在大修期间，坚持进行了定子和转子的水压试验，发现并消除了5次渗漏缺陷。但是即使按要求，经受了静态下高水压8h的考核，有的潜伏性缺陷可能仍暴露不了。例如2000年12月1号机大修时，定子水压试验时（0.5MPa/8h）没出现渗漏,但开机通水时(0.2～0.3MPa)却出现渗漏，因此为了完善在检修中查找漏点的检测手段，目前引进用气密封试验来检测漏点的方法。该方法是应用氦质谱检漏技术对发电机定子线棒、屏蔽环及其进出接口等进行全面的高精度气体（高纯度氦气）密封查漏，给出泄漏的具体位置、泄漏程度，为电厂对该泄漏的检查和检修提出明确的依据。因为查漏能力比水压试验强，氦气泄漏的部位不一定会存在内冷水泄漏。所以，气密封试验只能做一般参考性试验。两种方法要结合进行，对气体泄漏显示稍大的部位在水压试验时要注意检查。
　　发电机运行中发现漏水，一靠仪器监测，二是肉眼检查。目前，监测手段还不多，在线监测发电机漏水只有励磁回路绝缘监测电压表，转子一点接地保护、高阻检漏仪、差动微漏检漏仪等几种。本厂历次漏水，转子一点接地正确报警过二次，高阻检漏仪（GJ—4）正确报警过一次。但有时不起作用，值班人员看见了水滴或积水，仪器还未报警，而有时冷风室内湿度大结露，它又误报警，这对早期发现漏水是很不利的。漏水报警仪（SCJ-2）正确报警过两次。各种检漏装置互有优缺点，组合应用能较准确地预报发电机漏水情况。2漏水事故实例
2.1事故情况
　　1996年5月13日，黄埔1号机带有功7万千瓦，无功3.5万千乏运行。出现^″转子一点接地^″信号，定子电压从13.8kV降至12.3kV，无功跌至1万千乏，强励动作，值班人将电压及无功调升回原值。立即派人检查，发现：①端盖视察窗有水汽和水滴；②发电机旁有焦味；③5、6号轴瓦感觉振动大；④发电机励侧端盖处有火花。值长下令立即减负荷停机。当负荷从7万减至3万时，发电机开关跳闸，停机停炉。经查，发电机差动保护，定子接地保护动作掉牌。从出现漏水信号到定子线圈短路跳闸约5min。
　　这次伴随转子漏水的机内短事故，给发电机造成了巨大的损害。汽侧定子端部B、C相间短路，使B相3号1槽。C相30号槽线棒的象子头（烟斗）烧穿铜头熔化；A相接地短路对机壳放电，使A相23号槽象子头烧坏，端盖上烧出熔坑；短路电弧气浪，炸碎了视察窗孔12块有机玻璃，冲破了2个端盖防爆膜；电弧飞出视察窗外5m，烧焦了平台栏杆上的2根电缆；4根塑料王引水管被烧毁。
　　尤其严重的是转子。漏水部位发生在汽侧大护环下花固桶处的线圈引出水铜拐角中部。1号线圈铜拐角中部断裂，漏水同时起弧，转子大轴被转子电流产生的电弧烧熔出2个坑（φ40，深36；φ35，深18，紧挨），大轴强度受到了一定损伤。
2.2修复情况
　　事故后的发电机，经25天的抢修恢复并网运行。修理要点如下：
　　①更换定子线棒。由于端部手包绝缘处相邻的30号（C相），31号（B相）象子头短路严重烧熔，31号槽上层及下层（9号槽）线棒均被铜焊渣堵塞（6根空心铜管，3根堵塞），需要更换9号槽的下层线棒，必须抬起取出15个层线棒。取出旧线棒一般会产生弯曲、变形、绝缘损伤。总计拆换16个定子线棒（A相：是上层1、2、3、4、5、6号槽;B相：下层9号；上层31、32、33、34、35、36号槽；C相：上层7、8.、0号槽）;②转子引水复合管全部更换为不锈钢丝编织管;③1号线圈已折断烧坏的铜拐角更换为不锈钢拐角（其余27只拐角，机组大修时更换）;④处理转子轴上的熔坑。重要的机轴不能电焊填补，只能进行局部打磨表面、消除应力集中；着色探伤、裂纹检查；测试表面硬度及技术鉴定等工作。大轴材质日本进口34CrNiMoV,打磨前HB264—271，打磨后HB269—280，与母材硬度相差不大，熔坑打磨后60×70、深36mm，无裂纹。
2.3事故启迪
2.3.1拐角结构
　　厂家原用铜拐角，每个线圈引出2根空心铜管，至水电接头，再经过引水复合管，至汽侧汇水室。铜拐角即通水又载电流，一旦出现裂口、漏水、接地、起弧，发电机解列灭磁慢了，势必烧熔大轴。
　　浙江台州电厂2号机（上海125MW），1995年1月30日，发生过同样的事故，大轴烧出熔坑80[1][2]下一页

来源：中国电力资料网

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