發(fā)電機(jī)繞組端部引起黃粉的原因和分析處理

謝玉華

(大唐淮北發(fā)電廠，淮北 235000)

0 引言

近幾年，300 MW和660 MW發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障現(xiàn)象比較多，2020年300 MW五例、660 MW三例、2021年300 MW四例、660 MW五例，均因發(fā)電機(jī)定子繞組主絕緣磨損造成發(fā)電機(jī)接地保護(hù)動(dòng)作而引發(fā)機(jī)組非停事件。發(fā)電機(jī)定子故障絕緣損壞嚴(yán)重影響機(jī)組和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，按周期對(duì)發(fā)電機(jī)抽轉(zhuǎn)子進(jìn)行全面檢查顯得尤為重要，保證發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行迫在眉睫。

1 事故經(jīng)過(guò)

某發(fā)電機(jī)機(jī)組B修期間，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢修，解體檢查。該發(fā)電機(jī)型式及基本參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 發(fā)電機(jī)機(jī)組基本參數(shù)信息

拆開(kāi)發(fā)電機(jī)二側(cè)端蓋，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子端部存在黃粉，具體部位見(jiàn)圖1。發(fā)電廠第一時(shí)間匯報(bào)省發(fā)電有限公司，并聯(lián)系科研院和發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，組織相關(guān)專題分析會(huì)，通過(guò)專業(yè)細(xì)致的分析制定了有針對(duì)性的處理方案。

圖1 定子端部鼻端層間壓板處出現(xiàn)黃粉

2 原因分析

發(fā)電機(jī)定子繞組在運(yùn)行時(shí)要受到交變電磁力作用，且相鄰繞組之間產(chǎn)生的電磁力大小與流過(guò)的電流的乘積成正比， 產(chǎn)生變形位移的方向與相鄰繞組中流過(guò)電流的方向有關(guān)。對(duì)于槽內(nèi)定子線棒，因與鐵心固定成為一個(gè)整體，一般振幅較小，且沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。而定子繞組端部結(jié)構(gòu)則類似懸臂梁，不可能像槽內(nèi)線棒那樣固定牢固，因而產(chǎn)生的振動(dòng)遠(yuǎn)大于槽內(nèi)線棒，而且層與層之間，線棒與緊固件之間常常發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致線棒絕緣磨損。

發(fā)電機(jī)組按照調(diào)度的要求，頻繁進(jìn)行深度調(diào)峰，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)各材料的膨脹不一致，造成發(fā)電機(jī)絕緣件松動(dòng)。一旦定子繞組端部的緊固結(jié)構(gòu)松動(dòng)，就會(huì)在運(yùn)行過(guò)程中磨擦絕緣，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致定子繞組松動(dòng)、絕緣磨損、引水管破裂、漏氫、漏水，甚至造成機(jī)組短路等事故。

3 處理方案

3．1 定子端部鼻端層間壓板處黃粉處理和檢查情況

清理黃粉以及松動(dòng)的環(huán)氧泥后檢查端部擋塊、綁帶是否松動(dòng)，檢查定子線圈絕緣是否磨損。如無(wú)明顯松動(dòng)、磨損，則使用滌綸氈浸漬環(huán)氧樹(shù)脂后對(duì)層間壓板縫隙進(jìn)行填塞，無(wú)法填塞的縫隙刷環(huán)氧樹(shù)脂，涂刷多道，盡可能讓環(huán)氧樹(shù)脂滲入。

定子端部鼻端層間壓板處黃粉清理后的縫隙和滌綸氈浸漬環(huán)氧樹(shù)脂后對(duì)層間壓板縫隙進(jìn)行填塞后的效果，見(jiàn)圖2。發(fā)電機(jī)黃粉修復(fù)后，進(jìn)行端部繞組的模態(tài)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)合格(頻率分布在95%～110%)。

圖2 黃粉清理后縫隙實(shí)物圖

3．2 發(fā)電機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3．2．1 絕緣特性測(cè)試(見(jiàn)表2)

表2 絕緣特性測(cè)試數(shù)據(jù)

3．2．2 定子繞組泄漏電流及直流耐壓(2.5Un，Un=50 kV)測(cè)試(見(jiàn)表3)

表3 定子繞組泄漏電流及直流耐壓測(cè)試數(shù)據(jù)

3．2．3 定子繞組交流耐壓(1．5Un，Un=21 kV)測(cè)試(表4)

表4 定子繞組交流耐壓測(cè)試數(shù)據(jù)

3．2．4 定子繞組直流電阻測(cè)試(見(jiàn)表5)

表5 定子繞組直流電阻測(cè)試數(shù)據(jù)

3．2．5 轉(zhuǎn)子直流電阻及絕緣電阻測(cè)試(見(jiàn)表6)

表6 轉(zhuǎn)子直流電阻及絕緣電阻測(cè)試數(shù)據(jù)

3．2．6 轉(zhuǎn)子交流阻抗及功率損耗(膛外)測(cè)試(見(jiàn)表7)

表7 轉(zhuǎn)子交交流阻抗及功率損耗測(cè)試數(shù)據(jù)

3．3 防范措施

新機(jī)投產(chǎn)一年后因發(fā)電機(jī)環(huán)境、運(yùn)行狀況變化可能出現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子繞組各緊固件松動(dòng)現(xiàn)象，因此新機(jī)投產(chǎn)一年后發(fā)電機(jī)必須抽轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查試驗(yàn)。由發(fā)電機(jī)廠家按照標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)發(fā)電機(jī)定子進(jìn)行全面檢查。未投產(chǎn)的發(fā)電機(jī)，要求提高發(fā)電機(jī)制造質(zhì)量，加強(qiáng)發(fā)電機(jī)各緊固件的緊固度。完善發(fā)電機(jī)絕緣過(guò)熱及在線射頻報(bào)警裝置，加強(qiáng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行日常檢查監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)分析處理。

利用機(jī)組調(diào)停，在時(shí)間準(zhǔn)許的情況下，拆開(kāi)發(fā)電機(jī)二側(cè)大端蓋進(jìn)行端部檢查，根據(jù)檢查情況，確定是否進(jìn)行發(fā)電機(jī)抽轉(zhuǎn)子繼續(xù)檢查。

發(fā)電機(jī)試驗(yàn)需做定子端部模態(tài)試驗(yàn)，確認(rèn)是否存在振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。為了能連續(xù)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)端部振動(dòng)情況，可考慮安裝振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置。

完善技術(shù)監(jiān)控體系，充分發(fā)揮技術(shù)監(jiān)督作用。充分發(fā)揮技術(shù)監(jiān)控安全生產(chǎn)第一道防線作用，強(qiáng)化技術(shù)監(jiān)控，確保技術(shù)監(jiān)控人員配置到位、日常管理規(guī)范、體系運(yùn)轉(zhuǎn)正常。健全日常運(yùn)行維護(hù)管理制度，建立詳細(xì)的設(shè)備運(yùn)維管理臺(tái)賬，特別是重點(diǎn)設(shè)備、閥門(mén)要建立設(shè)備壽命管理臺(tái)帳，對(duì)性能參數(shù)做到實(shí)時(shí)掌控。

4 結(jié)論

為防止類似事故重復(fù)發(fā)生，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)控管理工作，對(duì)絕緣監(jiān)督預(yù)試計(jì)劃、人員配置和重要設(shè)備試驗(yàn)跟蹤等工作加強(qiáng)管理，試驗(yàn)報(bào)告要加強(qiáng)橫縱向?qū)Ρ确治?，并?jiān)持三級(jí)審批簽字。每月開(kāi)展發(fā)電機(jī)兩側(cè)大端蓋、滑環(huán)、出線套管等紅外測(cè)溫工作，并加強(qiáng)對(duì)紅外測(cè)溫記錄的對(duì)比趨勢(shì)分析。提高發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)和制造工藝，確保發(fā)電機(jī)端部及其它部位綁扎牢固，利用機(jī)組調(diào)停機(jī)會(huì)，有計(jì)劃的開(kāi)展發(fā)電機(jī)本體檢查工作，確保發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。