发电机定子线圈故障分析.doc

全国火电大机组（300MW级）竞赛第三十五届年会论文集 电气

发电机定子线圈故障分析及预防措施

刘志青王晓春
（国电太原第一热电厂）

摘要：本文就国电太原第一热电厂12#单元300MW发电机定子线圈故障及处理过程进行了阐述，针对此故障的发生，详细分析了国电太原第一热电厂11#、12#两台300MW发电机存在的隐患，提出了预防性措施和建议。
关键词:汽轮发电机绝缘击穿预防措施

1前言
国电太原第一热电厂12#汽轮发电机定子线圈绝缘故障，根本原因是定子冷却水回路泄漏造成绝缘降低而击穿。近年来全国大容量发电机定子线圈故障的事件时有发生，而定子线圈故障局部修理的可能性非常小，这样修理工期长势必会造成巨大的经济损失。为此，总结经验教训，分析静子线圈故障产生的各种原因，提出相应的预防措施，对保证发电机的安全运行，防止定子线圈损坏是非常必要的。

2设备概况
国电太原第一热电厂11#、12#汽轮发电机是东方电机厂制造，山西省电建四公司安装，分别于1991、1992年正式投入运行，其基本参数如下：
型号QFSN一300—2视在功率：353MVA
有功功率：300MW额定电压：18000V
额定电流：11320A额定转速：3000r／m
功率因数：0.85接法：2Y
绝缘等级：B级冷却方式；水氢氢
额定氢压：0.3MP定子槽数：60

312#发电机事故经过及处理情况
事故经过
1998年9月16日13时15分，12#发电机保护掉闸解列停机，事故后分析保护动作正确，伴随着故障停机，定子冷却水大量泄漏，定子水箱水位下降，解体发电机检查，发现上层29#槽并头三通水接头熔化后进人线圈空心导线内，绝缘引水管烧断，C1、Z1引线在水接盒上方烧了约Ф50mm的孔，并头属于B相，C1、Z1引线属于C相，53#槽下层线棒第一道绑环处主绝缘断裂，C1、B2引线有弯曲现象(短路瞬间电动力所致)，发电机引出线靠近故障点处有电击痕迹，在解体取线棒过程中，又发现励侧34#槽、45#槽、汽侧31#、36#槽并头绝缘填料中有积水。
3.2故障处理过程
经我厂有关领导、专业技术人员及东方电机厂共同研究修理方案，原则上确定尽量不动线棒，但在修复过程中，发现故障上下层线棒内空心水回路导线被熔化的铜渣堵死，采取各种办法均告失败，必须更换线棒处理；取下一个节距的上层线棒，更换两支下层线棒后恢复，各支线棒流量试验合格，分支及整体电气试验合格后投人运行。

4事故分析
4.1定子冷却水水接头漏水
发电机29#槽定子冷却进水并头焊接质量不良，环氧树脂添料不严密，投产后在长时间运行过程中产生裂纹，使水并头处发生微漏，是造成此次事故的直接原因。
4.2发电机内冷却水系统设计布置不合理
发电机端部线圈部分冷却水引水管与引线连接块距离太近，故障引水管与引线连接块距离<20mm，加装了长约300mm的黑色防磨套管，由水接头处漏出的冷却水沿线圈引水管与该管上套有的黑胶皮与夹缝之间，流至C1、Z1引线连接块上方，在本次故障中起到事故通道的作用。
4.3引线绝缘安装工艺差]
引线绝缘盒内部无环氧树脂绝缘添料，只包扎有一层B级胶带，使漏下来的水轻易进入引线绝缘盒内，加速并扩大了这次事故的发生。

5五期两台300MW发电机还存在影响定子线圈绝缘损坏的隐患
5.1发电机定子线圈水路在装配过程中存在隐患
5.1.1发电机定子线圈水接头存在泄漏隐患
从我厂12#机组抢修过程来看，在打开的汽、励两侧各28个并头套中，汽侧、励侧非故障线棒还各有2个并头套中有残余积水，而且还有部分接头松动，无锥型垫圈等情况，从概率角度考虑，12#机至少还有4个并头套存在泄露，而11#机也存在这个问题，这些泄露的可能性的存在，是我厂五期两台机组安全运行的潜在危险。
5.1.2发电机定子线圈水电绝缘填料安装工艺不良
发电机并头套绝缘填料不均匀，有不同程度气隙空洞，而印出线水电绝缘盒内在安装中竟无任何填料，环氧树脂填料一方面起到绝缘作用，而另一方面，对冷却水回路的泄漏也起到密封作用，就12#发电机这次事故来说，如果C1、Z1引线水电绝缘水盒内填料完整的话，故障不会这么快，并头套漏水会被油水信号器等保护装置发现，及时停机处理，减少故障的损坏程度。
5.1.3机内绝缘水管安装未按规程严格施工
规程规定，绝缘引水管每根之间及每根对地的距离不小于20mm，而五期两台发电机有部分绝缘引水管直接接触机壳或绝缘绑块，在电动力的作用下绝缘引水管有可能因摩擦损坏而产生泄漏。
5.2端部线圈绑线松动
我厂11#、12#机在大修解体中均发现端部线圈绑线在电动力作用下有不同程度的松动现象，反映到运行中，线棒在电动力的作用下抖动将增大，对静子线棒产生两个方面的影响，特别是当多数线棒的自振频率接近电磁干扰力频率，并与之发生共振时。将加剧这两种情况的发生