孫國(guó)彬

（大唐淮北發(fā)電廠，安徽 淮 北 2 35000）

一、引言

近期國(guó)家發(fā)改委發(fā)出信息，今后在大電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)，將不得新建單機(jī)容量300MW及以下純凝汽式燃煤機(jī)組，發(fā)電機(jī)組市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻再度提高。目前我國(guó)主力發(fā)電機(jī)型大部分已升格為600MW，2006年開(kāi)始單機(jī)1 000MW的火電機(jī)組也逐步投入運(yùn)營(yíng)。在當(dāng)前和今后相當(dāng)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期，我國(guó)以600MW發(fā)電機(jī)組為主要投產(chǎn)設(shè)備。但由于發(fā)電設(shè)備的市場(chǎng)火暴，主機(jī)廠把關(guān)不嚴(yán)，原材料問(wèn)題不斷，對(duì)這些問(wèn)題如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，將使發(fā)電機(jī)制造和安裝階段隱藏的缺陷和問(wèn)題遺留到設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)中。表現(xiàn)在發(fā)電機(jī)投運(yùn)后出現(xiàn)定子單相接地、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地、鐵心發(fā)熱、漏氫、定子內(nèi)冷水系統(tǒng)堵塞等方面。

二、案例

1.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子引線夾板斷裂

(1)異?，F(xiàn)象

以QFSN-600-2YH型600MW機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地問(wèn)題進(jìn)行分析。2007年2月27日，某廠3號(hào)發(fā)電機(jī)在停機(jī)檢修結(jié)束后啟機(jī)升速過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速升至1 303r/min時(shí)，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)一點(diǎn)接地報(bào)警。

(2)原因分析

3號(hào)發(fā)電機(jī)停機(jī)后拔出護(hù)環(huán)檢查，發(fā)現(xiàn)故障為轉(zhuǎn)子引線夾板處用做機(jī)械固定的不銹鋼板(約1mm厚，30mm寬)斷裂，造成在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高時(shí)，斷裂的不銹鋼在離心力作用下竄出與轉(zhuǎn)子引線接觸導(dǎo)致接地故障。針對(duì)這一問(wèn)題，某發(fā)電集團(tuán)公司要求其他同型號(hào)機(jī)組進(jìn)行檢查，也發(fā)現(xiàn)存在同樣的問(wèn)題。

(3)處理措施

拆修時(shí)，拔出發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)側(cè)護(hù)環(huán)，取出壓板更換新板，重新裝入護(hù)環(huán)。通過(guò)檢修發(fā)現(xiàn)，該問(wèn)題是該制造廠同類型發(fā)電機(jī)存在的一個(gè)普遍問(wèn)題。因此有必要對(duì)同一廠家的600MW發(fā)電機(jī)該部位進(jìn)行認(rèn)真檢查，及時(shí)維修，保證發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行。

2.發(fā)電機(jī)絕緣引水管缺陷

(1)異常現(xiàn)象

浙江某發(fā)電廠1號(hào)發(fā)電機(jī)(QFSN-600-2YH型600MW，水、氫、氫冷卻方式發(fā)電機(jī)組)，發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)后，負(fù)荷為140MW，運(yùn)行約2h，定子接地保護(hù)跳閘。2005年11月，河北某發(fā)電廠2號(hào)發(fā)電機(jī)，在預(yù)試中勵(lì)側(cè)絕緣引水管有內(nèi)冷水漏出。

(2)原因分析

浙江某發(fā)電廠1號(hào)發(fā)電機(jī)停機(jī)后，分別測(cè)量發(fā)電機(jī)絕緣電阻，B、C相超過(guò)1 000MΩ，A相為40MΩ。對(duì)A相進(jìn)行直流耐壓(帶水壓)，升到4 000V后，在勵(lì)磁機(jī)側(cè)A相一根下層線棒(7、8點(diǎn)位置)的引水管有放電現(xiàn)象。繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)該引水管中間有水滲出，導(dǎo)致絕緣下降，而被擊穿，引起定子接地。被擊穿的這根引水管內(nèi)外表面未發(fā)現(xiàn)沿面閃絡(luò)的痕跡。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況分析此次事故原因是：擊穿部位在制造或安裝過(guò)程中受局部應(yīng)力，造成細(xì)微裂紋，運(yùn)行中在額定冷卻水壓力下微滲水，導(dǎo)致電場(chǎng)分布發(fā)生變化，水中泄漏電流增加、水局部發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)氣化，氣化的水蒸氣形成一個(gè)高電導(dǎo)層，進(jìn)一步加劇發(fā)熱直至閃絡(luò)，嚴(yán)重時(shí)局部燒熔引水管，造成引水管漏水，發(fā)生相對(duì)地短路。

同類型機(jī)組在其他發(fā)電廠機(jī)組調(diào)試期間也有一例。因此，在調(diào)試和大修時(shí)應(yīng)在水壓試驗(yàn)后進(jìn)行帶正常水壓的直流耐壓試驗(yàn)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)引水管的問(wèn)題。

(3)處理措施

發(fā)電機(jī)經(jīng)更換引水管后，直流泄漏電流正常。為此，敦促發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家把好質(zhì)量關(guān)，并加強(qiáng)發(fā)電機(jī)的監(jiān)造工作，保證引水管本身質(zhì)量和安裝質(zhì)量。

3.發(fā)電機(jī)引線燒毀故障

(1)異?，F(xiàn)象

浙江某發(fā)電廠1號(hào)600MW機(jī)組，滿負(fù)荷運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)零序電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘。

湖南某發(fā)電廠1號(hào)600MW機(jī)組，2006年7月29日，當(dāng)時(shí)帶580MW負(fù)荷，定子接地保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)，C2引線燒斷。

某電廠600MW發(fā)電機(jī)組在完成168試運(yùn)行后停機(jī)，于2006年06月15日再次開(kāi)機(jī)投運(yùn)時(shí)發(fā)生發(fā)電機(jī)定子繞組C相C2分支中性點(diǎn)引出線拉弧燒斷事故。3臺(tái)發(fā)電機(jī)故障位置和類型幾乎相同。

(2)原因分析

浙江某發(fā)電廠1號(hào)發(fā)電機(jī)C相分支C2的引線局部過(guò)熱熔斷，熔渣掉下，進(jìn)入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通風(fēng)道，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地報(bào)警。C2分支熔斷瞬間，電磁力不均衡，7瓦振動(dòng)瞬間增大至150μm，隨后電磁力達(dá)新平衡，振動(dòng)減至83μm。C2分支承擔(dān)C相全電流，當(dāng)時(shí)為滿負(fù)荷，分支通過(guò)電流為額定1.725倍(單支額定電流9.62kA)，導(dǎo)致C2支路(上層12～18線棒，下層37～1線棒串聯(lián))共14根線棒，嚴(yán)重過(guò)熱。其中7根下層線棒，由于散熱條件不如上層線棒，線棒出水溫升尤其迅速，事故發(fā)生僅1min后，下層線棒出水溫度至高限90℃；上層7根線棒，溫升稍慢。C2引線熔斷約5min后，C2下層線棒因過(guò)熱，破壞主絕緣，造成C相對(duì)地短路，發(fā)電機(jī)零序電壓動(dòng)作，跳主斷路器。發(fā)電機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)共修復(fù)、更換了17根線棒、6根環(huán)狀引線、1根主引線。浙江某發(fā)電廠1號(hào)發(fā)電機(jī)事故造成停機(jī)共38天，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益受到巨大影響。

另一臺(tái)600MW發(fā)電機(jī)組故障產(chǎn)生的主要原因是：發(fā)電機(jī)引線出水匯流管過(guò)細(xì)(φ20～φ32mm)，導(dǎo)致引線出水流速較慢，冷卻效果較差，若引線的上部積聚氣泡時(shí)，氣泡將很難被水帶走，造成汽堵。另外，故障引線還發(fā)現(xiàn)包含有雜質(zhì)(硫、磷等)，使導(dǎo)電率上升，發(fā)熱增加。

(3)處理措施

各電廠應(yīng)針對(duì)此類故障，在監(jiān)造時(shí)對(duì)引線的材質(zhì)檢驗(yàn)，檢查引線出水匯流管及中間閥門的內(nèi)徑，嚴(yán)格遵守內(nèi)冷水的相關(guān)規(guī)程，防止內(nèi)冷水回路堵塞。天津某發(fā)電電廠已根據(jù)上類故障，在2006年對(duì)3號(hào)、4號(hào)發(fā)電機(jī)外部定子冷卻水匯流管進(jìn)行了改造，將內(nèi)徑為φ26mm的管路換為內(nèi)徑為φ38mm的管路，消除了設(shè)備隱患。

4.內(nèi)蒙某發(fā)電廠6號(hào)發(fā)電機(jī)定子槽楔松動(dòng)

(1)異常現(xiàn)象

內(nèi)蒙某發(fā)電廠6號(hào)發(fā)電機(jī)(600MW，2006年投運(yùn))小修抽出轉(zhuǎn)子后，檢查定子線圈槽楔時(shí)發(fā)現(xiàn)定子槽楔大面積松動(dòng)，槽楔完全松動(dòng)的有262塊之多，其它各段松動(dòng)槽楔也多超過(guò)1/3長(zhǎng)。

(2)原因分析

由于內(nèi)蒙某發(fā)電廠6號(hào)發(fā)電機(jī)在安裝后，在高溫運(yùn)行條件下，有些線圈絕緣中的有機(jī)絕緣材料收縮量超標(biāo)，或安裝時(shí)有些線圈絕緣墊條未填充滿，造成槽楔松動(dòng)。

(3)處理措施

新投運(yùn)的機(jī)組，在首次檢修中，更應(yīng)加強(qiáng)定子槽楔的檢查。結(jié)合機(jī)組檢修，在發(fā)電機(jī)端部線圈鼻端采用組合楔塊、加切向支撐板和絕緣支架間增設(shè)切向橫梁與幫扎的加固措施，定子端部絕緣更換為性能良好、檢驗(yàn)合格的環(huán)氧玻璃絲布層壓板或其它新型絕緣材料，做到不撕裂、不變形。對(duì)于引線過(guò)長(zhǎng)、支撐點(diǎn)較少的固定結(jié)構(gòu)，制造廠在設(shè)計(jì)施工或機(jī)組大修時(shí)必須在引線上增設(shè)支撐梁的固定措施；發(fā)電機(jī)端部過(guò)度引線軸向、橫向加固較薄弱的機(jī)組應(yīng)采取有效的緊固措施。發(fā)電機(jī)“弓”形連接線應(yīng)采用絕緣夾板的固定方式和其它可靠的措施進(jìn)行加固；發(fā)電機(jī)定子線圈槽口墊塊與線圈接觸面間，必須墊以滌綸氈并要求用滌綸玻璃繩綁緊，以防墊塊磨損發(fā)電機(jī)絕緣造成事故。

三、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)近年來(lái)大機(jī)組發(fā)電機(jī)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，特別是在同一制造廠家的機(jī)組上重復(fù)出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)引起重視，及時(shí)對(duì)其他機(jī)組進(jìn)行針對(duì)性檢查，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，確保機(jī)組安全運(yùn)行。應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進(jìn)行新投產(chǎn)機(jī)組的交接試驗(yàn)工作，對(duì)異常情況仔細(xì)分析、論證，建議新投運(yùn)機(jī)組運(yùn)行1～2年后進(jìn)行槽楔松動(dòng)檢查，對(duì)水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)建議在水壓試驗(yàn)后，進(jìn)行定子繞組手包絕緣表面對(duì)地電位試驗(yàn)。

加強(qiáng)大型發(fā)電機(jī)組在投運(yùn)初期的運(yùn)行情況的監(jiān)視，特別是應(yīng)積極貫徹相關(guān)文件中關(guān)于發(fā)電機(jī)定冷水方面的規(guī)定。在DCS中，應(yīng)加入溫差報(bào)警功能。此外對(duì)定子鐵心及結(jié)構(gòu)間件的溫度監(jiān)視也不容忽視，報(bào)警應(yīng)及時(shí)分析原因并采取措施。

加強(qiáng)對(duì)漏氫(包括內(nèi)漏和外漏)和定子內(nèi)冷水堵塞等方面的監(jiān)督。通過(guò)人工巡檢和在線監(jiān)測(cè)儀表，加強(qiáng)對(duì)外漏點(diǎn)的檢查。加強(qiáng)對(duì)油系統(tǒng)、主油箱內(nèi)、封閉母線、內(nèi)冷水箱漏氫量的監(jiān)測(cè)。盡早安排新投運(yùn)發(fā)電機(jī)進(jìn)行溫升試驗(yàn)，以檢查各溫度測(cè)點(diǎn)是否正常工作，并排除是否有定子內(nèi)冷水堵塞方面的問(wèn)題，留存基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。提前準(zhǔn)備第一次檢修前相關(guān)工作，認(rèn)真組織檢修項(xiàng)目，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行盡可能全面的檢查，特別是今后可以對(duì)發(fā)電機(jī)狀態(tài)評(píng)估有指導(dǎo)作用的數(shù)據(jù)，包括溫升試驗(yàn)、定子繞組端部機(jī)械模態(tài)試驗(yàn)、定子繞組局放、定子繞組介損試驗(yàn)等項(xiàng)目。如果懷疑可能存在定子內(nèi)冷水堵塞問(wèn)題，建議檢修時(shí)采用JB/T6228-1992《汽輪發(fā)電機(jī)繞組內(nèi)部水系統(tǒng)檢驗(yàn)方法及評(píng)定》中的熱水流法進(jìn)行檢測(cè)，如果根據(jù)運(yùn)行情況基本確實(shí)有定子內(nèi)冷水堵塞問(wèn)題還應(yīng)準(zhǔn)備好線棒備品。在建機(jī)組，要派有經(jīng)驗(yàn)的專家和機(jī)構(gòu)進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)督，包括監(jiān)造、驗(yàn)收、安裝等各個(gè)環(huán)節(jié)?？山梃b兄弟單位的經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展防范各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)工作，有效地提高機(jī)組的安全水平。