300MW汽轮发电机消缺检修.doc

技术监督单项奖申报表技术监督单项奖申报表填报日期：2013 年 11 月 10 日项目名称项目名称黔西电厂 2 号汽轮发电机 消缺检修项目类别项目类别高压绝缘项目负责人项目负责人唐浪杰参加人员参加人员李旺 黎鸿 徐杰 侯光富 林卓誉单单 位位贵州黔西中水发电有限公司项 目 内 容黔西电厂 2 号发电机，哈尔滨电机厂 QFSN-300-2 型汽轮发电机，2005 年 8 月出厂,2006 年 3 月投入商业运营2010 年 8 月首次 A 修，转子气密试验不合格，由于时间仓促未做处理 A 修后，发电机运行中出现内冷水含氢量超标（补氢量比同类型机组偏大 20%）的缺陷2013 年 7 月开始 B 修，决定抽转进行消缺性大修 1 发电机大修前的耐压试验 1.1 修前修前检查检查 发电机退氢后，打开底部及出线小室人孔门进入初步检查，在出线小室中发现有一枚 30mm 长的引线压板绝缘螺杆（带螺母），判断是从发电机绕组端部断裂掉落下来的 1.2 修前直流耐修前直流耐压压及泄漏及泄漏电电流流测测量量 进行大修前高压预防性试验测量三相定子绕组绝缘电阻及吸收比均合格，进行定子绕组 直流耐压及泄漏试验，数据如下表：室外温度 28℃ 湿度：70% 汇水管引出线绝缘电阻 55kΩ 内冷水电导率 0.9×102uS/m 内冷水温 33℃直流加压值10kV 20kV 30kV 40kV A 相绕组对地泄漏电流12uA 34uA70uA88uAA 相汇水管电流3mA12mA25mA38mAB 相绕组对地泄漏电 流10uA 60uA134uA395uAB 相汇水管电流3mA12mA25mA39mAC 相绕组对地泄漏电 流10uA 32uA66uA90uAC 相汇水管电流2.5mA12mA25mA37mA从试验数据可以看出，B 相定子绕组泄漏电流有明显的增大，在 40kV 时，泄漏电流达到 近 400uA，比其余两相大 4 倍，虽然该泄漏电流未随加压时间的延长而逐步增大，但也足以说 明发电机 B 相定子绕组端部存在局部绝缘缺陷。

需要进一步分析和查找 1.3 修前交流耐修前交流耐压试验压试验 进行发电机三相定子绕组交流耐压试验，C 相定子绕组在持续 1min 的交流 30kV 耐压过 程中，进行至第 45 秒时，发生闪络击穿、跳闸故障故障后，在次测量 C 相定子绕组绝缘未发 现明显变化，再次升压至 6kV 左右即刻又发生短路跳闸从现象上分析，C 相定子绕组的主绝缘已经受到破坏项 目 内 容2 发电机抽转后定子检查发现的缺陷及分析 2.1 铁铁芯芯损伤损伤情况情况发电机抽转后，进入膛内检查，发现定子铁芯中汽端第 43、44 槽之间的阶梯段铁芯的未端有 40mm 宽断面已经烧灼、断片并松动（见示图 1），损伤处深入内部 100mm 左右其相邻的 第 43 槽上层线棒的槽口处线棒主绝缘已严重磨损，出现一个约 2×60mm 大小的坑口，相邻 44 槽上层线棒槽口处有轻微电弧灼伤，相邻的下层线棒损伤情况还无法判断（必须抬出上层线棒 后，才能看清楚）并且汽端周边部分定子铁芯、槽楔等有多处被高速旋转的转子带起的断裂 的铁芯碎片刮擦造成的表面损伤示图 1：汽端 43、44 槽口阶梯段铁芯损伤图（白圈中） 经核查，第 43、44 槽上层线棒均属于 C 相定子绕组。

由于其绝缘受到损伤，故在交流耐压 试验中发生击穿现象分析出现此铁芯损伤的原因：长期运行后，铁芯表面有损伤毛刺引起短路或因振动已经将 其片间绝缘损伤，从而引起涡流发热，逐步形成烧灼断裂故障，在转子旋转风场和振动力及涡 流发热的多重作用下进一步破坏，磨损加剧，最终形成整个段面的损伤所幸发电机停运检修 及时，未在运行中造成更严重的故障 2.2 定子端部松定子端部松动问题动问题 检查掉落在发电机出线小室内的物件，是励端电侧水平位置端部绕组引线压板绝缘螺杆 断裂的部件同时检查汽、励两端端部绕组压板有多颗定位紧固螺杆已经松动，大部分压板紧 固螺杆螺母的定位锁片也处于松动状态为进一步掌握情况，请贵州中试院高压室进行发电机 绕组端部模态振型试验，检测结论为汽、励两端部绕组固有频率十分接近 100Hz，模态振型不 合格该情况说明：出厂时部分锁片锁固不到位、不牢靠发电机运行中端部绕组受到固有振 动影响，端部绕组压板及定位螺杆的紧固逐渐出现局部松动情况，进一步导致端部绕组的固有 振动频率改变，振动加大，引起锁片松动加大而端部绕组引线压板的紧固螺杆为环氧玻璃丝 棒加工的绝缘材质螺杆，其自身机械强度较差，之前的紧固有可能已对其造成损伤，在端部绕 组振动加大的情况下造成头部断裂，掉落到发电机出线小室内。

2.3 内冷水含内冷水含氢氢量超量超标标漏点漏点检查检查冷水含氢量超标，说明发电机内冷水的管路上存在漏点，由于发电机运行中氢压大于内冷水压力，导致氢气渗漏至内冷水中为查找渗漏点，对发电机进行 0.4MPa 定子整体水压 试验，经过细致检查发现其 C2 中线点套管接线板水接头处有渗漏点沙眼，但是该渗漏点 处于发电机外部，不是引起内冷水含氢量超标的漏点为此进一步查找内漏点，提高水压试项 目 内 容验压力标准至 0.6MPa，发现出线小室中的 B2 套管手包绝缘处有渗出的水滴，将 B2 出线套管手包绝缘剥开后，剥开绝缘材料的包裹层中已经全部被水浸湿（此情况正是 B 相定子绕组直流 泄漏电流偏大的原因）手包绝缘全部剥离后，发现 B2 套管电侧冷却水接头焊接处有一渗漏 的沙眼（见示图 2、图中绿色物质是水腐蚀形成的铜锈）示图 2：B2 出线套管水接头上的渗漏点（黑圈中） 3 发电机缺陷的修复方案 3.1 定子定子线线棒缺陷的修理方案棒缺陷的修理方案定子第 43、44 槽上层线棒绝缘已经损伤，决定用备用线棒更换，因此，必须抬出 43、44 槽的上层线棒取出 43、44 槽的上层线棒后，在检查相邻下层线棒损伤情况，通过交流耐压试验判断遗留在槽内的其余线棒是否存在绝缘故障，从而确定下一步处理步骤（如果遗留在槽内 的其余线棒耐压试验不过关，需要更换，工作量将加大数倍、工期也将延长）。

3.2 汽端汽端 43、 、44 槽口槽口间损伤阶间损伤阶梯段梯段铁铁芯的修复方案芯的修复方案经哈尔滨电机厂技术专家现场查勘，依据其以往处理该类缺陷的成功经验，决定将已损伤 的汽端 43、44 槽口间的铁芯片打磨、剔除，对余下铁芯进行片间绝缘加固、表面处理后，在用 环氧树脂浇注成型的假齿置入进行整体加固处理据介绍，哈电已在多台 300MW、600MW 机 组上采用假齿方式处理过铁芯的局部损伤缺陷由于铁芯损伤范围小，用假齿代替剔除的铁芯 段部分，能够确保其整体的完整性和紧固度理论上剔除铁芯部分的导磁功能已被牺牲，但故 障点处于铁芯阶梯段末端的槽口位置，局部微小的漏磁变化和磁场畸变并不会对发电机整体 的电气性能产生影响，实践证明机组的发电效率没有变化，装上假齿的机组也已经稳定运行多 年3.3 定子内部定子内部铁铁芯局部芯局部损伤损伤的的检测检测和和处处理理从外观检查，汽端周边部分有多处定子铁芯表面已经擦刮损伤，为防止涡流故障发生，必 须对整个发电机定子铁芯进行全面检查采用进口 ELCID 铁损测试仪器对整个发电机铁芯进 行检测，该仪器只需要 4%的额定磁通量即可完成检测，试验接线和方法简便、大大缩短检修工期。

利用该仪器的 Chattock 电位计逐槽逐段地对铁芯进行移动检测，能够准确地判断出铁芯片间绝缘受损点及表面毛刺引起的短路点当这些坏点检测出来后，一是采用在铁芯片间插 入 0.1-0.3mm 厚的云母片或环氧绝缘板对大面积损伤进行修复；二是对局部表面毛刺采用 75%浓度的磷酸进行电腐蚀修复全部修复工作完成后，再次进行逐点铁损检测，确保修复成 功项 目 内 容3.3 定子端部松定子端部松动处动处理理更换汽端、励端定子绕组端部压板紧固螺杆和定位螺杆螺帽上的全部锁片，同时对所有紧固件进行全面复查、做紧固处理，工作完成后在进行端部模态振型测试，测试检测合格后，再 锁上螺帽锁片、并确保锁片正确锁紧 3.4 定子部件其它缺陷的定子部件其它缺陷的处处理方案理方案①更换定子内全部橡胶风区隔板并重新绑扎、凝固②由于 B2 套管的渗漏点位置距 B2套管瓷瓶太近，如进行补焊作业将会损伤 B2 套管瓷瓶，故决定用备品进行更换③更换励端 电侧水平位置定子端部绕组引线压板断裂的绝缘螺杆④对中性点 C2 套管接线板漏水沙眼 点进行银铜焊补焊处理，通过水压试验检查，确保密封完好⑤进行发电机定子绕组端部电位 外移试验，确保定子绕组端部各手包绝缘无电位外移缺陷。

3.5 发电发电机机转转子缺陷修理方案子缺陷修理方案拆卸转子导电螺杆进行检查，更换密封垫后做气密试验检查转子发现汽端护环下有一块 极间块稍微松动，经确认机组运行时该绝缘块在离心力作用下不会对机组安全运行产生影响， 故只需用涤纶粘浸渍环氧绝缘胶对松动的极间块进行塞紧处理，经 24 小时固化后对极间块起 到固定作用即可 4 定子检修中的主要工艺质量要求 4.1 第第 43、 、44 槽定子上槽定子上层线层线棒拆除棒拆除 ①拆除定子绕组第 43、44 槽线棒两端绑扎、夹件、压板、固定块、水电接头绝缘盒、槽楔、 槽口部垫块、绑绳块等注意夹件、压板、固定块、垫块、退出的槽楔及楔块要清揩后装入专用 箱或袋中以备恢复时使用，拆除的风区隔板要做标记②使用火焊拆除线棒接头时，必须用做好防火隔绝防护，防止高温损伤临近物件及线圈或者起火燃烧，现场应配备灭火器水电接头 拆除后，应对空心铜线进行包裹、防止异物落入③抬取根线棒时，要两侧同时进行，用 φ80、4 米左右长圆木杆做撬杠，利用 φ20 涤玻绳拆抬线圈 ，测温元件等易损件也要注意保护 ④对槽内剩余线圈按 DL/T596-2005 标准做交流耐压试验：34400V/1min 通过。

经检测余下线 圈没有绝缘缺陷（注意：在不通水情况下进行耐压试验、必须吹干内冷水管路中的积水）4.2 汽端汽端 43、 、44 槽口槽口间损伤阶间损伤阶梯段梯段铁铁芯的修复芯的修复 ①将故障阶梯铁芯打磨截断并处理松动铁芯片间绝缘工艺要求：用铣刀修磨槽口铁芯， 修磨过程中防止损伤其他完好铁芯用电腐蚀方法对冲片表面进行钝化处理，以修复因断片造 成的铁芯表层损伤和边缘毛刺松动的边段铁芯打楔形片处理至铁芯紧量合格，确保运行中不 脱落②假齿镶嵌：试镶假齿（假齿用环氧玻璃丝层压绝缘板按照铁芯尺寸加工）并塞紧铁芯， 再做一次铁损试验，合格后正式镶假齿，并用环氧绝缘胶进行辅助加固见下示图 3、图 4、图 5、3、图 6③完成定子铁芯定位筋锁紧螺母紧力检查及补偿，确保定子铁芯紧固良好④定 子内部铁芯局部损伤的检测和处理：用 EL-CID 方法做铁损试验，对过铁损超标点做标记和记 录，经过在铁芯片间分段插入 0.1-0.3mm 厚的云母片或环氧绝缘板进行绝缘加固，并修复使其与铁芯表面平整见下示图 7、图 8项 目 内 容示图 3：打磨修理后的铁芯 示图 4：正在进行电腐蚀作业示图 5：电腐蚀后的铁芯 示图 6：镶嵌到位的铁芯假齿示图 7：铁芯片间插入绝缘板 示图 8：处理后的 43 槽汽端第 3 段铁芯 4.3 第第 43、 、44 槽定子上槽定子上层线层线棒装复棒装复①新线棒的直线段按照厂家推荐值进行交流耐压 50000V/1min 通过。

②下新线棒前，先 清理槽内，确保槽内无异物，槽内放半导体垫条，垫条无重叠并将测温元件牢固粘接在垫条上下线时线棒必须不少于 6 人同时抬起并保持线棒的平衡，防止线棒损伤，新线棒嵌入铁芯槽内后应仔细核对汽、励两端出槽口的距离，测量层间测温元件电阻，核对检测完毕后方可恢复端 部绑扎和打入槽楔③槽楔从汽、励两端向中间打入，打紧后用里氏硬度仪检查松紧度，硬度 值应在 660LHD 以上，不合格必须退出重新打。