發(fā)電機(jī)定子接地故障處理分析

王世強(qiáng)

（國(guó)家能源集團(tuán)重慶電力有限公司重慶發(fā)電廠，重慶 400053）

0.引用

火力發(fā)電廠在日常生產(chǎn)的過(guò)程中，需要發(fā)電機(jī)設(shè)備的輔助。一旦這項(xiàng)設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，出現(xiàn)接地故障問(wèn)題，就會(huì)對(duì)發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此要對(duì)發(fā)電機(jī)接地故障問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)的判斷，并且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)動(dòng)作和設(shè)備的運(yùn)行情況，對(duì)故障類(lèi)型進(jìn)行全面分析。要對(duì)一次設(shè)備或二次設(shè)備的故障問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并且對(duì)隱患問(wèn)題進(jìn)行全面消除，才能提高發(fā)電機(jī)機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。發(fā)電廠需要選派專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員開(kāi)展這項(xiàng)工作，才能消除故障隱患。

1.發(fā)電機(jī)定子接地特點(diǎn)

在發(fā)電機(jī)設(shè)備使用的過(guò)程中，定子繞組接地保護(hù)可以在接地故障問(wèn)題發(fā)生時(shí)，立即跳閘主開(kāi)關(guān)，并且停止機(jī)組的運(yùn)行，防止事故問(wèn)題的不斷擴(kuò)大。在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下，一旦出現(xiàn)絕緣短路故障問(wèn)題，需要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理，才能避免引發(fā)跳閘等現(xiàn)象。

2.發(fā)電機(jī)定子接地故障問(wèn)題及處理措施

2.1 故障現(xiàn)象

我國(guó)某一火力發(fā)電廠在進(jìn)行發(fā)電機(jī)組建設(shè)的過(guò)程中，選用了670MW超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組。這項(xiàng)機(jī)組在運(yùn)行的過(guò)程中，屬于三相交流隱極式的同步發(fā)電機(jī)。采用了全體密封的建設(shè)形式，內(nèi)部存在氫氣的循環(huán)系統(tǒng)，冷卻方式更加先進(jìn)。這項(xiàng)機(jī)組在運(yùn)行的過(guò)程中比較穩(wěn)定，但受到了其他因素的影響，出現(xiàn)了故障問(wèn)題。故障問(wèn)題發(fā)生之前，1號(hào)和2號(hào)機(jī)組運(yùn)行正常，故障問(wèn)題發(fā)生之后，出現(xiàn)了跳閘故障問(wèn)題。在對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行解決時(shí)，發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作正確，火力發(fā)電廠的用電切換正確。維修人員在對(duì)發(fā)電機(jī)出線(xiàn)軟連接區(qū)域解開(kāi)之后，對(duì)絕緣層進(jìn)行了全面測(cè)試，并且拆除了中性點(diǎn)的軟連接。在對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行查找時(shí)，維修人員對(duì)發(fā)電機(jī)兩側(cè)氫氣冷卻器的入孔門(mén)進(jìn)行了解體操作。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的條件比較完善，在開(kāi)展相關(guān)工作的過(guò)程中，沒(méi)有受到其他因素的影響[1]。

在對(duì)發(fā)電機(jī)定子膛內(nèi)部進(jìn)行檢查時(shí)，要先通過(guò)外觀的觀察，對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行查找，這個(gè)期間并未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)和放電現(xiàn)象。中性點(diǎn)引出線(xiàn)拆開(kāi)之后，需要對(duì)繞組及絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量。維修人員需要選用更加專(zhuān)業(yè)的測(cè)量技術(shù)，才能保證最終結(jié)果的準(zhǔn)確性，在這個(gè)過(guò)程中可以初步判斷定子相線(xiàn)棒存在接地故障問(wèn)題。在對(duì)發(fā)電機(jī)上端蓋和內(nèi)護(hù)板進(jìn)行拆除之后，還需要開(kāi)展測(cè)量工作。如果發(fā)現(xiàn)絕緣電阻值屬于正常的范圍內(nèi)，可以對(duì)其他區(qū)域是否存在故障問(wèn)題進(jìn)行查找。在對(duì)接地點(diǎn)部位進(jìn)行查找之前，如果轉(zhuǎn)子在定子膛內(nèi)，需要拆除發(fā)電機(jī)兩側(cè)的上端板。還需要對(duì)定轉(zhuǎn)子和內(nèi)護(hù)板之間的風(fēng)區(qū)隔板進(jìn)行拆除，需要選用更加專(zhuān)業(yè)的內(nèi)窺鏡設(shè)備開(kāi)展檢查工作。如果發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題處于2號(hào)槽處，且芯片間存在短路問(wèn)題，構(gòu)件的運(yùn)行環(huán)境溫度比較高，會(huì)出現(xiàn)絕緣棒燒壞的問(wèn)題，引發(fā)跳閘故障問(wèn)題[2]。

在對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行分析的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)存在鐵芯松動(dòng)和絕緣損壞等問(wèn)題，需要對(duì)故障問(wèn)題的發(fā)生區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷和查找，維修人員可以選用電容器放電法來(lái)開(kāi)展相關(guān)工作，也可以采用直流沖擊法，對(duì)故障問(wèn)題的發(fā)生區(qū)域進(jìn)行確認(rèn)，還需要選派專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，對(duì)具體的放電點(diǎn)進(jìn)行密切的觀察。在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，要選用直流沖擊法對(duì)電容器進(jìn)行充電?？梢赃x用直流耐壓實(shí)驗(yàn)裝置，提高充電的安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)設(shè)備的電壓達(dá)到固定數(shù)值之后，需要采用絕緣放電桿對(duì)電子線(xiàn)棒進(jìn)行放電。在第1次放電時(shí)，可以聽(tīng)到具體的聲音，并且觀察到火花。如果發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象，與內(nèi)窺鏡設(shè)備觀察到的結(jié)論一致，就可以對(duì)故障問(wèn)題的發(fā)生區(qū)域進(jìn)行明確。抽出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之后，在對(duì)電子膛內(nèi)部進(jìn)行檢查時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)鐵芯存在松動(dòng)現(xiàn)象，出現(xiàn)了嚴(yán)重的損壞。在對(duì)其進(jìn)行搶修的過(guò)程中，要做好絕緣處理工作，實(shí)驗(yàn)人員需要開(kāi)展測(cè)試，才能滿(mǎn)足預(yù)防性實(shí)驗(yàn)規(guī)程的要求，確保維修工作在開(kāi)展時(shí)。能夠發(fā)揮更大的作用[3]。

在對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組接地故障問(wèn)題的發(fā)生原因進(jìn)行分析時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，很多機(jī)組長(zhǎng)期處于高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，定子鐵芯硅鋼片存在松動(dòng)的問(wèn)題，在電動(dòng)力的影響下會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)等現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)生摩擦導(dǎo)致絕緣磨損問(wèn)題。硅片之間會(huì)存在放電和短路問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致構(gòu)件的燒毀。在短路環(huán)流和放電等因素的影響下，構(gòu)件的運(yùn)行環(huán)境變得更加惡劣，溫度也會(huì)不斷升高，將引發(fā)過(guò)熱現(xiàn)象。如果發(fā)現(xiàn)構(gòu)件長(zhǎng)期處于高溫運(yùn)行的狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致絕緣層存在摩擦等現(xiàn)象。絕緣強(qiáng)度下降之后，在溫度條件的影響下，會(huì)出現(xiàn)絕緣擊穿等故障問(wèn)題。

2.2 處理措施

在對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行修復(fù)的過(guò)程中，維修人員需要對(duì)鐵芯燒毀和松動(dòng)的部位進(jìn)行徹底處理?？梢詫?duì)松動(dòng)的區(qū)域進(jìn)行緊固處理，并且根據(jù)預(yù)防性實(shí)驗(yàn)過(guò)程的規(guī)定，開(kāi)展預(yù)防性實(shí)驗(yàn)工作。如果發(fā)現(xiàn)構(gòu)件的損壞現(xiàn)象比較嚴(yán)重，就需要對(duì)其進(jìn)行全面更換。在開(kāi)展測(cè)量工作的過(guò)程中，不僅要對(duì)定子和轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻數(shù)值以及吸收比等參數(shù)進(jìn)行全面測(cè)量，還要開(kāi)展直流耐壓實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而開(kāi)展定子和轉(zhuǎn)子繞組的交流耐壓實(shí)驗(yàn)。要對(duì)定子繞組槽部的線(xiàn)圈防暈車(chē)對(duì)地點(diǎn)位進(jìn)行全面的測(cè)量。在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，需要引進(jìn)更加先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，才能保證最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，為各項(xiàng)工作的開(kāi)展提供科學(xué)的依據(jù)。各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果機(jī)組已經(jīng)具備了啟動(dòng)的條件，可以正常運(yùn)行，且各項(xiàng)參數(shù)正常，代表故障問(wèn)題已經(jīng)全面的排除。維修人員在開(kāi)展工作的過(guò)程中，還要積極的積累經(jīng)驗(yàn)。例如發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生接地故障問(wèn)題之后，首先要對(duì)各個(gè)部位的連接進(jìn)行全面的拆除，對(duì)故障問(wèn)題發(fā)生區(qū)域進(jìn)行隔離。拆除定子引出線(xiàn)之后，還要切斷正向點(diǎn)的連接母排，對(duì)故障問(wèn)題的發(fā)生類(lèi)型進(jìn)行初步的判斷。可以采用直流脈沖法，對(duì)故障問(wèn)題的發(fā)生區(qū)域進(jìn)行全面的檢測(cè)，也可以選用電容器放電技術(shù)，對(duì)定子接地故障問(wèn)題的發(fā)生位置進(jìn)行查找。

在對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防的過(guò)程中，需要引進(jìn)更加先進(jìn)的信息化技術(shù)，將在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置安裝到設(shè)備中，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)和管理。還要根據(jù)這項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)，制定針對(duì)性的管理制度，定期開(kāi)展維修和保養(yǎng)工作，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視的過(guò)程中，需要對(duì)設(shè)備存在的各項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行全面記錄，為后期各項(xiàng)工作的開(kāi)展提供數(shù)據(jù)支持。在對(duì)局部放電量數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和記錄過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)存在異常數(shù)據(jù)等情況，要及時(shí)上報(bào)給相關(guān)部門(mén)，對(duì)導(dǎo)致這些問(wèn)題發(fā)生的原因進(jìn)行查找，并且制定針對(duì)性的維修方案，避免故障問(wèn)題的發(fā)生區(qū)域不斷擴(kuò)大。巡查人員在開(kāi)展工作時(shí)，還要對(duì)定子繞組和定子鐵芯的出水溫度進(jìn)行全面檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)溫差比較大，就要對(duì)這項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行全面解決，還要對(duì)導(dǎo)致問(wèn)題發(fā)生的原因進(jìn)行查找。在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理時(shí)，需要降低負(fù)荷的運(yùn)行，還要采用停機(jī)檢查的處理方式，確保測(cè)溫元件能夠正常運(yùn)行之后，才能開(kāi)啟設(shè)備。在設(shè)備停備的過(guò)程中，需要對(duì)端部緊固件是否存在松動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行全面的檢查，必要時(shí)可以打開(kāi)分區(qū)的隔板，對(duì)鐵芯是否存在磨損和松動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)。要防止定子鐵芯存在燒毀現(xiàn)象，規(guī)避接地故障問(wèn)題的發(fā)生。

3.結(jié)語(yǔ)

在對(duì)發(fā)電機(jī)定子接地故障問(wèn)題進(jìn)行處理的過(guò)程中，需要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，才能提高故障問(wèn)題的診斷水平，為后期維修工作開(kāi)展，提供有效的數(shù)據(jù)支持。在開(kāi)展相關(guān)工作的過(guò)程中，維修人員需要積極接受經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)一些新型的知識(shí)和技術(shù)，才能縮短維修工作的開(kāi)展時(shí)間，降低維修工作的成本費(fèi)用?；鹆Πl(fā)電廠還要加大資金的投入力度，對(duì)設(shè)備的研發(fā)技術(shù)進(jìn)行更新和優(yōu)化，才能促進(jìn)這項(xiàng)設(shè)備高效運(yùn)行，從而創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。