
25项反措辅导讲义下.ppt
58页华北电力科学研究院有限责任公司华北电力科学研究院有限责任公司白亚民白亚民1防止汽轮发电机损坏事故25项反措宣讲(下)条文及解释 2•严格保持发电机转子进水支座石棉盘根冷却水压低于转子内冷水进水压力,以防石棉材料破损物进入转子分水盒内•发电机转子进水支座石棉盘根是属于易损材料,在运行中容易产生破损物为了防止这些破损物进入转子分水盒内,堵塞转子水系统,必须严格保持发电机进水支座石棉盘根冷却水压低于转子内冷水进水压力条文10.3.1.7 运行中温度运行中温度监测3按照《汽轮发电机运行导则》按照《汽轮发电机运行导则》(DL/T 1164-2012)要求,加强监视发电机各部要求,加强监视发电机各部位温度,当发电机位温度,当发电机(绕组、铁心、冷却介绕组、铁心、冷却介质质)的温度、温升、温差与正常值有较大的温度、温升、温差与正常值有较大的偏差时,应立即分析、查找原因的偏差时,应立即分析、查找原因温度监测的规定4•对于水氢冷定子线棒层间测温元件的温差达8℃或定子线棒引水管同层出水温差达8℃报警时,应检查定子三相电流是否平衡,定子绕组水路流量与压力是否异常,如果发电机的过热是由于内冷水中断或内冷水量减少引起,则应立即恢复供水。
当定子线棒温差达14℃或定子引水管出水温差达12℃,或任一定子槽内层间测温元件温度超过90℃或出水温度超过85℃时,应立即降低负荷,在确认测温元件无误后,为避免发生重大事故,应立即停机,进行反冲洗及有关检查处理解释5•加强对定子线棒层间各加强对定子线棒层间各测点测点及引水管出水间的及引水管出水间的温差监视,可以及时发现内冷回路堵塞的线棒,温差监视,可以及时发现内冷回路堵塞的线棒,根据温差的大小,采取降低负荷或立即停机处根据温差的大小,采取降低负荷或立即停机处理等措施,以避免事故的发生理等措施,以避免事故的发生•运行人员可以通过降低发电机负荷来确认测温运行人员可以通过降低发电机负荷来确认测温元件是否正常由于发电机定子的发热量与电元件是否正常由于发电机定子的发热量与电流的平方成正比,因此,当降低发电机负荷时,流的平方成正比,因此,当降低发电机负荷时,测温元件的温度应有较大幅度的变化否则,测温元件的温度应有较大幅度的变化否则,说明测温元件有问题说明测温元件有问题案例6河北国华定州电厂一台河北国华定州电厂一台600MW汽轮发电汽轮发电机组,机组, 2004年年2月新机月新机168h试运期间,试运期间,各线棒测点温差达到各线棒测点温差达到16℃℃,仍然带满负,仍然带满负荷继续运行,造成定子接地保护动作停机,荷继续运行,造成定子接地保护动作停机,经查发电机#经查发电机#13槽汽端上层出水盒有槽汽端上层出水盒有3/4被餐巾纸堵塞,导致#被餐巾纸堵塞,导致#13、#、#14上层线上层线棒棒R处过热产生裂纹击穿。
事故处理是更处过热产生裂纹击穿事故处理是更换了故障线棒换了故障线棒条文10.3.2 防止定子绕组和转子绕组漏水漏水7•条文10.3.2.1 绝缘引水管不得交叉接触,引水管之间、引水管与端罩之间应保持足够的绝缘距离检修中应加强绝缘引水管检查,引水管外表应无伤痕•条文认真做好漏水报警装置调试、维护和定期检验工作,确保装置反应灵敏、动作可靠,同时对管路进行疏通检查,确保管路畅通•条文水内冷转子绕组复合引水管应更换为具有钢丝编织护套的复合绝缘引水管•条文为防止转子线圈拐角断裂漏水,100MW及以上机组的出水铜拐角应全部更换为不锈钢材质解释(绝缘引水管问题)8•绝缘引水管是发电机内冷水回路中最易漏水的薄弱环节,因此必须详细检查确保引水管无任何伤痕、引水管间无交叉和引水管间以及与端罩间有足够的绝缘距离如果引水管交叉接触,在正常运行中就会产生相对运动互相摩擦,使管壁磨损变薄而漏水如果引水管之间以及与端罩间距离较近,就有可能互相之间放电,烧损引水管引起漏水•由于钢丝编制护套具有较高的机械强度和一定的弹性,它能有效地保护复合绝缘引水管,因此,应将转子绕组复合引水管更换为有钢丝编制护套的复合绝缘引水管,以利于发电机的安全运行。
解释(双水内冷转子问题)9•对于悬挂式护环—中心环结构的转子,每旋转一周,护环与转轴之间的径向距离就发生一次交变循环,转子绕组拐角就要承受一次疲劳应力循环,同时转子绕组拐角还要承受转子转动时其自身和相应的绕组端部的离心力引起的拉伸应力的作用久而久之转子拐角易产生疲劳断裂漏水我国双水内冷机组投产初期就曾多次发生此类故障,因此,应将出水铜拐角更换为高强度耐腐蚀的不锈钢拐角,以防止转子绕组拐角断裂漏水事故条文机机组检漏漏标准准10《汽轮发电机漏水、漏氢的检验》《汽轮发电机漏水、漏氢的检验》((DL/T 607))(新修订版已经报批)(新修订版已经报批)对水内冷系统密封性进行检验当对水对水内冷系统密封性进行检验当对水压试验结果不确定时,宜用气密试验查漏压试验结果不确定时,宜用气密试验查漏大量的实践证明,由于气密试验的灵敏大量的实践证明,由于气密试验的灵敏度高,能够更有效地发现泄漏点,因此推度高,能够更有效地发现泄漏点,因此推广双水内冷发电机用气密试验代替水压试广双水内冷发电机用气密试验代替水压试验子条文11条文条文10.3.2.6 对于不需拔护环即可更换对于不需拔护环即可更换转子绕组导水管密封件的特殊发电机组,转子绕组导水管密封件的特殊发电机组,大修期需更换密封件,以保证转子冷却的大修期需更换密封件,以保证转子冷却的可靠性。
可靠性条文条文10.3.2.7 水内冷发电机发出漏水报水内冷发电机发出漏水报警信号,经判断确认是发电机漏水时,应警信号,经判断确认是发电机漏水时,应立即停机处理立即停机处理条文10.4 防止转子匝间短路12•条文10.4.1 频繁调峰运行调峰运行或运行时间达到达到20年年的发电机,或者运行中出现转子绕组匝间短路迹象的发电机(如振动增加或与历史比较同等励磁电流时对应的有功和无功功率下降明显),或者在常规检修试验(如交流阻抗或分包压降测量试验)中认为可能有匝间短路的发电机,应在检修时通过探测线圈波形法或RSO脉冲测试法等试验方法进行动态及静态匝间短路检查试验,确认匝间短路的严重情况,以此制订安全运行条件及检修消缺计划,有条件的可加装转子绕组动态匝间短路监测装置解释13•转子匝间短路故障是汽轮发电机常见故障,较轻微的故障可能仅是导致局部过热和振动增大,严重的故障可以发展为转子接地和大轴磁化,严重威胁发电机安全运行•我国200MW汽轮发电机曾经频发转子绕组接地故障,大多是在机组投产运行两年以内即发生事故,主要原因是匝间绝缘制造工艺粗糙,出厂时即存在匝间短路以及绝缘电阻低等隐患•近些年制造的300MW及以上容量的发电机设计和制造质量都有明显改善,但还不能杜绝因质量问题引起的发电机故障。
解释14•防止转子匝间短路故障主要措施:防止转子匝间短路故障主要措施:•改善转子匝间绝缘的制造工艺,提高转子绝缘的质量•应加强转子在制造、运输、安装及检修过程中的管理,防止异物进入发电机因为转子匝间绝缘比较薄弱,必须防止焊渣或金属屑等微小异物进入转子通风道内,造成转子匝间短路•改进密封油系统,确保密封油系统平衡阀、压差阀动作灵活、可靠,尽可能减少向发电机内进油发电机内油污染发电机内油污染是转子发生匝间短路的原因之一是转子发生匝间短路的原因之一•发电机进油属于常见缺陷,主要原因是设备的制造质量不良,差压阀、灵敏度和可靠性难以满足要求氢气压力波动时,油压跟踪不好,不能维持氢油压差,导致氢气泄露或向发电机内进油故机组运行中的对策是尽量保持氢气压力的稳定,避免发电机在低氢压下运行解释15•近年来随着我国电网峰谷差的日益增大,机组承担调峰任务多,使我国发电机转子绕组匝间短路故障呈上升趋势主要原因主要原因::•发电机频繁起停调峰,使转子绕组在热循环应力作用下产生绕组变形,由此可能引起匝间短路故障•频繁启停的发电机更容易发生发电机内进油故障•两班制运行的发电机长期低速盘车还存在着转子匝线微小相对运动而产生的“铜粉尘”问题。
•调峰运行的发电机应当对调峰能力和运行要求有相应的规定,以防止转子匝间短路故障的发生案例116•1998年年4月山东某电厂月山东某电厂1台台QFSN-300-2型型发电机,仅投运发电机,仅投运17个月即发生严重匝间个月即发生严重匝间短路故障,励侧护环下极间连线和部分线短路故障,励侧护环下极间连线和部分线匝烧断其原因是制造时虚焊,运行中脱匝烧断其原因是制造时虚焊,运行中脱焊、从而发生拉弧引起匝间短路事故焊、从而发生拉弧引起匝间短路事故案例21993年4月华北电网某厂1号300MW(水氢氢)汽轮发电机在运行中发生转子绕组匝间短路接地故障事故后拔下护环检查,发现汽侧护环下S极第7和第8号线包端头拐角处有短路放电熔迹,附近的绝缘隔板表层炭化,护环内壁上有一块黑色金属物的滴熔区已造成护环损伤;密封环下密封瓦及转子轴颈因轴电流大面积烧伤;转子大轴磁化事故抢修时间持续一个多月,修复转子绕组端部、大轴退磁、更换了一只护环17对转子磁化故障的处理18条文条文10.4.2 经确认存在较严重转子绕组经确认存在较严重转子绕组匝间短路的发电机应尽快消缺,防止转子、匝间短路的发电机应尽快消缺,防止转子、轴瓦等部件磁化。
轴瓦等部件磁化发电机转子、轴承、轴瓦发生磁化(参发电机转子、轴承、轴瓦发生磁化(参考值:轴瓦、轴颈考值:轴瓦、轴颈>10××10-4T,其他部件,其他部件>50××10-4T)应进行退磁处理应进行退磁处理退磁后要求剩磁参考值为:轴瓦、轴颈退磁后要求剩磁参考值为:轴瓦、轴颈不大于不大于2××10-4T,其他部件小于,其他部件小于10××10-4T条文10.5 防止漏氢19•条文条文发电机出线箱与封闭母线连接处应装设隔氢装置,并在出线箱顶部适当位置设排气孔同时应加装漏氢监测报警装置,当氢气含量达到或超过达到或超过1%时,应停机查时,应停机查漏消缺漏消缺•条文条文严密监测氢冷发电机油系统、主油箱内的氢气体积含量,确保避开含量在4%~75%的可能爆炸范围内冷水箱中含氢(体积含量)超过超过2%应加强对发电机的应加强对发电机的监视,超过监视,超过10%应立即停机应立即停机消缺内冷水系统中漏氢量达到0.3 m3/d时应在计划停机时安排消缺,漏氢量大于5m3/d时应立即停机处理条文10.5防止漏氢(续)•条文条文10.5.3 密封油系统平衡阀、压差阀必须保证动作灵活、可靠,密封瓦间隙必须调整合格。
发现发电机大轴密封瓦处轴颈存在磨损沟槽,应及时处理•条文条文10.5.4 对发电机端盖密封面、密封瓦法兰面以及氢系统管道法兰面等所使用的密封材料(包含橡胶垫、圈等),必须进行检验合格后方可使用严禁使用合成橡胶、再生橡胶制品20解释21•氢气易燃、易爆,为防止氢气泄漏将发生爆炸并导致设备损坏,防止氢气泄漏防止氢气泄漏的的重点措施重点措施如下如下::•一要求保证氢冷系统严密氢冷发电机检修后必须进行气密试验,试验不合格不允许投入运行•二要求密封油系统平衡阀、压差阀必须动作灵活、可靠,以确保在机组运行中氢油的压差在规定的范围内,发电机不向外漏氢•三在发电机出线箱与封闭母线连接处应装设隔氢装置,以防止氢气漏入封闭母线并在封闭母线上加装可靠的漏氢探测装置,以便及早发现漏氢根据《隐极同《隐极同步发电机技术要求》(步发电机技术要求》(GB/T7064-2008)中规定)中规定,封闭母线外套内的氢气含量超过1%时应停机处理解释(定子内冷水漏氢)22•本条内冷水系统监视漏氢量的判据依据《隐极同步发电机技术要求》(GB/T7064-2008)的规定,应注意现在的规应注意现在的规定比过去反措的规定更严格了定比过去反措的规定更严格了,原1999年发布的《25项反措》规定,水箱上面氢气含量3%报警,20%停机,现在国家标准是2%报警,10%停机。
•原较宽松的标准限值可能会贻误发电机隐患处理而酿成重大发电机停机事故•发电机内冷水系统渗漏故障涉及绕组绝缘的运行安全,不论是绕组绝缘磨损、焊缝开焊、引水管破裂等造成渗漏的故障隐患,都可能迅速发展为严重的定子绕组短路事故,对此必须从防止发电机定子绕组短路故障的高度去给予足够的重视解释23•有些外国制造厂也有自己的标准,如盘山电厂俄罗斯制造的500MW发电机定子内冷水箱中氢气含量报警值为1.2%,最大量程为3.99%;类似的俄罗斯制造的200MW发电机设备验收合同书规定,定子内冷水箱中含氢量超过1.5%为不合格,其发电机运行时报警限值为2%•定子内冷水箱中含氢量(体积含量)超过2%时,应加强重点监视以下三方面:•每小时测量、记录内冷水箱(水内冷系统)中含氢量;•应加强监视发电机定子线棒的温度(防止气塞、线棒过热);•监视发电机内部是否进水三个案例24•[案例一案例一]1993年9月,东北某发电厂发生5号200MW汽轮发电机组漏氢着火事故其事故原因是,在机组大修时,错误地将密封油冷油器滤网端盖的石棉垫更换为胶皮垫,机组投入运行后,胶皮垫在压力、温度和腐蚀介质的作用下损坏,致使密封油系统发生泄漏,密封油压下降,虽然直流油泵联启也不能满足发电机氢压的要求,导致氢气从发电机端盖外漏,被励磁机自冷风扇吸进滑环处,引起氢气着火。
•[案例二案例二]陡河发电厂曾发生过因氢气进入发电机封闭母线引起爆炸的意外事故•[案例三案例三]2000年以后陆续有多台300MW及以上大型氢冷发电机在运行中或检修中发生氢气爆炸事故,有的还发生了人身伤亡事故条文10.6 防止发电机局部过热25条文发电机绝缘过热监测器发生报警时,运行人员应及时记录并上报发电机运行工况及电气和非电量运行参数,不得盲目将报警信号复位或随意降低监测仪检测灵敏度经检查确认非监测仪器误报,应立即取样进行色谱分析,必要时停机进行消缺处理解释(发电机绝缘过热报警仪)26•发电机绝缘过热报警装置是可以发现绝缘过热早期故障隐患的专用仪器,国外简称为GCM(Generator Condition Monitor)•该仪器有两根管道与发电机大轴上的风扇两侧相连,利用风扇前后的正负气压差,在发电机运行时,源源不断地取出少量冷却气体流过该仪器检测后送回发电机•当发电机由于某种原因发生绝缘局部过热时,绝缘体将分解散发出特有的烟气物质,该报警装置捕捉到烟气微粒就会立即报警,然后通过自动或人工取样对机内冷却气体进行色谱分析,就可以判断过热部位的材质和过热程度,随即对发电机采取相应措施,就可以达到防止重大绝缘事故的目的。
解释27•世界首台GCM产生于二十世纪60年代,最初研发的目的是探测大型氢冷汽轮发电机定子铁心片间绝缘过热,因此曾称为发电机铁心故障监测仪•当发电机内部发生过热时,任何受到影响的有机物(如环氧绝缘)都会因热分解而产生大量的凝结核微粒(直径0.001μm ~0.1μm),即烟气GCM的工作目的是捕捉这些微粒•发电机运行中GCM捕捉到这种烟气微粒时,就表明发电机内部的有机物材料存在过热情况,不论这种过热是发生在转子绕组、定子绕组、还是定子铁心上,均会产生仪器报警解释28•大多数绝缘只在温度相当高时才会产生烟气微粒定子绕组和转子绕组中的主绝缘若处在如此高的温度下,很可能在几分钟或几小时内就继发了接地或相间短路故障,而定子铁心却相反,片间绝缘出现局部过热后,并不意味着电机将很快出现停运故障,甚至几年内都不会扩大为停机事故,因此可以说,通常少数几片叠片的铁心短路对电机的威胁并不严重•由于上述原因,历史上GCM一般不能为定子绕组和转子绕组的绝缘过热问题发出很及时的报警,仅适用于定子铁心绝缘过热故障的早期报警发电机绝缘过热报警装置说明29•该装置属于解读型监测仪,设备的运行和维护非常重要,而最重要的是报警以后的处理,需要把报警以后的气体样品送到仪器生产厂家的实验室,由专家对采样气体通过专用仪器去分析和解读,而这种专门的数据分析是建立在具体发电机某型材料基础上的,所以针对性很强。
•气流量、气压、温度的改变都会影响到探测的电流变化,因此必须保持这些参数的稳定•GCM不同于发电机温度监测系统,不是靠温度传感器感知安装位置的温度,而是探查发电机内部任何有机材料发生热灼伤情况,因而不能立即指示具体的灼伤部位和过热温度•第二代产品GCM Plus的先进的辅助诊断手段:在绝缘的特定部位预先涂施在某特定温度下释放烟气微粒的标识化合物,具有全面监视发电机内部的绝缘系统功能GCM Plus详解(标识化合物)30•标识化合物是GCM上使用的辅助材料,可涂在氢冷或全密封的空冷电机中任何需要的部位表面同一台电机中可使用几种不同种类的标识化合物•标识化合物由微球形胶囊封裹的氯化物组成的,当微球胶囊达到了特定温度,它就会破裂,释放出这种化学物质•当被涂表面发热到一定的温度时,具有某种特定化学特性的微粒就会被释放到冷却气体中,因与烟气有相同的物理特征,也会引发GCM的报警•GCM捕获到微粒以后,使用气相色谱仪等进行化学分析,可识别出标识化合物中的化学成分,表明涂有此标识物质的表面达到了该化学物质挥发的温度,也即知道所测绕组的温度,还可以知道具体过热点的位置GCM装置的非通用性问题31•虽然这种测量温度的方法有效,但需要有GCM,同时标识化学物通常还需要仪器供应商进行分析,所以其报警以后的后续处理就极具专有性,通常需要GCM的原始供应商以售后服务形式提供分析处理。
•没有标识化合物的普通绝缘过热烟气的化学色谱分析,也受到不同型号仪器的特殊性限制,例如采用的仪器放射源不同,目前主要分钍(Thorium)Th232或是镅(Americium)Am241,非设备原始供应商往往不可能提供有效的报警烟气成分分析•分析方法的非通用性在一定程度上限制了该仪器的应用标识化合物的使用寿命问题32•许多标识化合物都有一定的寿命,其化学成分最终会从微球胶囊中渗透出来,如果在涂刷标识化合物许多年以后才出现绝缘过热超温事件,有可能剩余的标识化合物已不足以触发报警,或不足以进行分析•标识化合物能使用多久取决于所涂刷表面的温度,如果表面温度持续接近“触发”温度,那么寿命就会缩短•标识化合物应该每5年更新一次可能还需要抽出转子才有机会更新这些标识化合物GCM在空气冷却发电机上的应用33近几年GCM开始在空气冷却发电机上普遍应用大型空气冷却的汽轮发电机和单机容量超过700MW的大型水轮发电机的出现,推动了GCM用于空气冷却电机的工程应用装置的基本理念与氢气冷却的发电机相同,只是将其安装在全封闭式风扇冷却电机的空气冷却系统中这种GCM不使用离子室,因为其灵敏度不够高,而是采用一种叫做“烟气室”的探测方法。
正确理解GCM的报警34•GCM典型的输出是给运行人员发出报警,但目前存在多种对GCM读数的错误理解•一般GCM在电流下降为正常值的大约40%以下时发出报警•如果报警是由于定子铁心故障而发出的,通常会在几个小时后自动消失许多运行人员认为这是“误报警”,是GCM工作状态异常事实上是GCM已经探测到了绝缘过热运行人员的错误在于不了解GCM的报警本质上会自行消失•GCM发出报警一般不意味着发电机近期就会发生停机故障•类似的“误报警”,有时也会在电机内部表面很热,而又有油滴到该表面时发生这种油滴呈雾状,大量的小油滴可能触发GCM的报警这种报警不表明电机马上就会发生故障,但表明电机内部表面确实有过热情况运行人员应仅关注严重报警35电厂运行人员仅仅应当关心GCM发出持续的、电流明显大幅下降时(比如低于20%)的报警,因为此时表明,已经有相当大体积的一处绝缘开始冒烟了对于GCM发出的一般性其它报警,应由设备维护人员采集并进行分析,包括送交专业实验室的数据分析GCM对铁心故障心故障报警的有效性警的有效性36•GCM对于发现定子铁心的过热故障是非常有效的•定子铁心叠片绝缘劣化故障的发展机理:在片间绝缘失效短路的局部叠片之间将会有循环电流流动,电流的发热到足以烧灼此处的绝缘,这时就会触发GCM报警。
•几小时后,受影响部位的绝缘会被完全烧光,则GCM又会返回到正常的读数•其它区域的铁心绝缘的劣化并再次发生绝缘烧灼,结果就是GCM的报警活动频频爆发,持续数天、数月,甚至数年•最终足够多的片间绝缘被破坏掉,将会因局部铁心温度过高而引发停机故障•因此若在相当长的时间内GCM频频发出报警,就是表明铁心绝缘有灼伤现象GCM报警后数据的处理问题37•如果已经安装了标识化合物,则一旦GCM发出报警,就应进行专门采样分析如前所述,化学成分分析以及涂刷的标识化合物具体位置,可指示出现过热的位置和温度•目前我国各发电厂多数安装的是国产仪器,即不带有标识化合物辅助功能使用中遇到一些问题,主要是仪器进油以后的停运、误报警等等但运行实践表明,只要按照厂家规定,维护好仪器,保证仪器的正常运行是没问题的已经有很多及时、正确报警的实例所以,应该在仪器的正确维护和使用上采取相应措施GCM Plus装置在我国的困境38•目前国内有些发电机安装了进口的GCM Plus据了解在我国的应用却受到许多局限•该仪器要求在发电机制造时即使用一些特殊涂料,而我国自己制造的发电机通常不可能接受外来涂料,使得该仪器在国产发电机上的使用不能有效发挥原有功能。
•报警以后对采样品的分析和处理是一个非常麻烦的问题目前国内实验室还不具备对国外产GCM仪器采样品的分析能力而把样品送到国外去分析,无论从时间上还是财力上以及传递通道上都是问题•该装置的选型非常重要,如果选用了第二代产品GCM Plus,一是要确认发电机能否在生产过程中涂刷国外专利的标识化合物,二是考虑报警后对采集样品的售后服务是否便利如果上述两条不能很好解决,目前情况下建议慎选进口装置条文10.6.2 转子风路堵塞问题39•大修时对氢内冷转子进行通风试验,发现风路堵塞及时处理•许多电厂在运行实践中先后多次发现氢内冷转子绕组的个别端部、槽部出现通风孔堵塞现象其主要原因有杂物进入、槽楔垫条没有开孔、槽楔下垫条在运行中发生位移等,造成转子过热、导线变形等现象,严重地影响了转子绝缘和发电机的正常运行因此在大修中,必须检查转子通风孔的堵塞情况,并进行必要的处理•全氢冷发电机在运行中要监控定子线棒出口风温温差,以便早期发现绝缘故障,当出口风温温差超过规定值时(线棒出口风温差达到8℃或定子线棒间温差超过8℃),说明个别线棒风路被堵塞产生局部过热,有发展成绝缘事故的危险,应立即停机处理案例(全氢气冷却发电机)40•1995年3月12日,广东沙角发电总厂5号发电机(QFN-300-2型,全氢冷)在负荷为295MW时,发现5号定子线棒出口风温为61℃,3号定子线棒出口风温为51℃,定子线棒间出口风温差达10K,超过8K的规定。
根据5号发电机在不同负荷下定子线棒出口风温差变化情况,采取了降低负荷运行的措施,限制在220MW、50Mavr以下运行6月3日停机大修,检查发现汽端18号槽上层线棒对应的出口风温5号测温元件的矩形绝缘引风管内距槽口约40mm处,被揉成一个团状的薄膜纸堵塞由于发现及时,并采取降低负荷运行的措施,才没有造成严重后果条文10.7 防止发电机内遗留金属异物故障的措施41•条文严格规范现场作业标准化管理,防止锯条、螺钉、螺母、工具等金属杂物遗留定子内部,特别应对端部线圈的夹缝、上下渐伸线之间位置作详细检查•条文10.7.2 大修时应对端部紧固件(如压板紧固的螺栓和螺母、支架固定螺母和螺栓、引线夹板螺栓、汇流管所用卡板和螺栓、定子铁心穿心螺母等)紧固情况以及定子铁心边缘硅钢片有无过热、断裂等进行检查条文10.8 防止护环开裂42发电机转子在运输、存放及大修期间应避免受潮和腐蚀发电机大修时应对转子护环进行金属探伤和金相检查,检出有裂纹或蚀坑应进行消缺处理,必要时更换为18Mn18Cr材料的护环大修中测量护环与铁心轴向间隙,作好记录,与出厂及上次测量数据比对,以判断护环是否存在位移条文10.9 防止发电机非同期并网43•条文10.9.1 微机自动准同期装置应安装独立的同期鉴定闭锁继电器。
•条文10.9.2 新投产、大修机组及同期回路(包括电压交流回路、控制直流回路、整步表、自动准同期装置及同期把手等)发生改动或设备更换的机组,在第一次并网前必须进行以下工作:•条文10.9.2.1 对装置及同期回路进行全面、细致的校核、传动•条文10.9.2.2 利用发电机-变压器组带空载母线升压试验,校核同期电压检测二次回路的正确性,并对整步表及同期检定继电器进行实际校核•条文10.9.2.3 进行机组假同期试验,试验应包括断路器的手动准同期及自动准同期合闸试验、同期(继电器)闭锁等内容发电机非同期并网后果严重发电机非同期并网过程类似电网系统中的短路故障,其后果是非常严重的发电机非同期并网产生的强大冲击电流不仅危及电网的安全稳定,而且对并网发电机组、主变压器以及汽轮发电机组的整个轴系也将产生巨大的破坏作用发生发电机非同期并网事故以后,发电机应该马上进行检查,运行一年后还应再次检查华北P电厂和宁夏S电厂实例44案例45•1997年神头第二发电厂发生1号机组发电机非同期并网事故1997年9月15日,在1号机组的起动过程中,由于500kV出口断路器控制回路二次电缆绝缘损坏引起电缆芯线瞬间击穿,合闸回路接通,导致了发电机非同期合闸并网。
发电机非同期并网所产生的冲击电流造成1号主变压器U相(奥地利ELIN公司生产,单相容量210MVA,1992年7月16日投入运行)严重损坏同时,2号主变压器差动保护误动,2号机组跳闸停机,从而造成了严重的设备损坏和全厂停电的重大事故,直接经济损失达112.3万元,少发电量达307.636GWh解释46•为了避免发电机非同期并网事故的发生,对于新投产机组、大修机组及同期为了避免发电机非同期并网事故的发生,对于新投产机组、大修机组及同期回路(包括电压交流回路、控制直流回路、整步表、自动准同期装置及同期回路(包括电压交流回路、控制直流回路、整步表、自动准同期装置及同期把手等)进行过改动或设备更换的机组,在第一次并网前必须进行以下工作把手等)进行过改动或设备更换的机组,在第一次并网前必须进行以下工作•((1)对同期回路进行全面、细致的校核(尤其是同期继电器、整步表和自动)对同期回路进行全面、细致的校核(尤其是同期继电器、整步表和自动准同期装置应定期校验),条件允许的可以通过在电压互感器二次侧施加试准同期装置应定期校验),条件允许的可以通过在电压互感器二次侧施加试验电压(注意必须断开电压互感器)的方法进行模拟断路器的手动准同期及验电压(注意必须断开电压互感器)的方法进行模拟断路器的手动准同期及自动准同期合闸试验。
同时检查整步表与自动准同期装置的一致性自动准同期合闸试验同时检查整步表与自动准同期装置的一致性•((2)倒送电试验(新投产机组)或发电机)倒送电试验(新投产机组)或发电机――变压器组带空载母线升压试验变压器组带空载母线升压试验(检修机组)校核同期电压检测二次回路的正确性,并对整步表及同期检(检修机组)校核同期电压检测二次回路的正确性,并对整步表及同期检定继电器进行定继电器进行2实际校核实际校核•((3)假同期试验进行断路器的手动准同期及自动准同期合闸试验,同期)假同期试验进行断路器的手动准同期及自动准同期合闸试验,同期(继电器)闭锁试验,检查整步表与自动同期装置的一致性继电器)闭锁试验,检查整步表与自动同期装置的一致性•((4)断路器操作控制二次回路电缆绝缘满足要求断路器操作控制二次回路电缆绝缘满足要求•((5)核实发电机电压相序与系统相序一致核实发电机电压相序与系统相序一致•此外,发电机在自动准同期并网时,必须先在此外,发电机在自动准同期并网时,必须先在““试验试验””位置检查整步表与自位置检查整步表与自动准同期装置的一致性(防止自动准同期装置故障),然后动准同期装置的一致性(防止自动准同期装置故障),然后““投入投入””自动准自动准同期装置并网。
同期装置并网条文10.10 防止发电机定子铁心损坏47检修时对定子铁心进行仔细检查,发现异常现象,如局部松齿、铁心片短缺、外表面附着黑色油污等,应结合实际异常情况进行发电机定子铁心故障诊断试验(ELCID),或温升及铁损试验,检查铁心片间绝缘有无短路以及铁心发热情况,分析缺陷原因,并及时进行处理解释48发电机定子铁心损坏故障,除非落入异物,通常呈渐进性的逐渐劣化趋势,但一旦发展到严重的铁心故障,将可能直接导致发电机定子绕组短路的恶性事故,发电机的修复工作将非常困难,可能还需返厂大修,即使不包括减少发电量的经济损失,直接设备修理造成的经济损失就非常重大,所以应该对于防止发生定子铁心故障的措施给予足够的重视防止定子铁心损坏的措施49•主要是要注重定子铁心故障的早期诊断及预防,应以检查为主,辅以测试手段相结合的综合方法进行监控,及时发现铁心存在的片间短路或松动故障,及时进行消缺处理应当利用大、小修机会,仔细人工查找铁心内膛表面有无颜色异常,有无黑色或铁锈色异物,有无齿部松动的情况小修时若不抽转子,可以用内窥镜绕过端部挡风环观察铁心表面对取到的异物要进行化验,当含有大量铁元素时,就应注意可能是铁心故障的早期现象。
必要时进行铁心损耗试验,或者铁心故障探测试验(ELCID),确定故障点及严重程度对检修中发现的铁心较轻微的松弛现象,有条件时也应当进行处理;若铁心已经存在严重松弛,例如局部铁心出现裂齿、断齿等现象,必须采取相应措施及时处理,并应查找形成缺陷的原因,及时纠正,避免故障现象的重复产生发电机定子铁心故障要防微杜渐50根据国内发电机铁心故障的抢修经验,较轻微的铁心故障不必更换铁心片,仅需做局部铁心齿的修复处理工作,损失相对很小,但故障严重的发电机,特别是已经因对地短路造成线棒和铁心的严重损坏的发电机,不得不大范围更换定子铁心片,有的因现场不具备修复条件,只好返厂大修,除工期较长外,仅运费就是一笔巨额开支案例151•2001年5月华北某电厂一台QFQ-200-2型200MW汽轮发电机检修时发现定子铁心励侧表面有黑色油泥状异物,主要成份中含有大量铁元素,怀疑铁心存在磨损故障继续运行到2002年2月大修,检查发现黑色油泥状异物区域扩大,边段铁心段明显松动、磨损甚至缺齿多处线棒主绝缘的磨损,最严重的线棒被磨出深4.2mm、长43mm的沟槽,因该处主绝缘仅厚5.4mm,临近突发线棒对地短路事故经用ELCID检查确认该部位有多处片间短路故障,铁损试验也说明该处存在异常温升。
电机制造厂在现场拆除了全部线棒,更换了全部1~4段铁心,在现场进行铁心叠压和重新下线的定子装配工作,更换了部分有问题的线棒由于停机检修及时,幸未酿成重大事故5253案例254•2006年7月广东沿海某电厂一台运行大约2年的600MW汽轮发电机,在检修中发现铁心故障现象是励端8点到11点位置的定子铁心边端有较多的黑色泥状油污,油污从11点位置处(18与19槽间)开始,至8点钟位置结束,沿转子旋转方向形成扩散状检查发现在励侧铁心边端(阶梯齿)靠近压指处的铁心硅钢片齿部发生严重的片间松动磨损现象,磨损的硅钢片已磨成粉状多处磨损分别形成蜂窝状(最严重处25×30mm),硅钢片磨损深15mm~20mm,有数十片硅钢片发生断齿故障原因与制造质量有关,也存在严重的发电机进油问题,运行环境不好故障的处理是整个定子返回制造厂大修,更换部分定子铁心片55铁心心严重松重松动和磨和磨损照片照片条文10.11 防止发电机转子绕组接地故障56当发电机转子回路发生接地故障时,应立即查明故障点与性质,如系稳定性的金属接地且无法排除故障时,应立即停机处理机组检修期间要定期对交直流励磁母线箱内进行清擦、连接设备定期检查,机组投运前励磁绝缘应无异常变化。
条文10.12 防止次同步谐振造成发电机损坏57送出线路具有串联补偿的发电厂,应准确掌握汽轮发电机组轴系扭转振动频率,以配合电网管理单位或部门共同防止次同步谐振联系:Email地址:58结束语。












