萍鄉(xiāng)發(fā)電廠705號(hào)發(fā)電機(jī)定子線圈損壞原因及處理
分析了一起125 MW雙水內(nèi)汽發(fā)電機(jī)線圈損壞的原因，介紹了處理經(jīng)過(guò)，提出了反事故技術(shù)措施。
關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；線圈；損壞處理
1 705號(hào)發(fā)電機(jī)情況簡(jiǎn)介
型號(hào)： QFS－125－2；
生產(chǎn)廠： 上海電機(jī)廠；
出廠編號(hào)： 125S090；
投運(yùn)日期： 1993年12月30日；
大修時(shí)間： 1995年5月，1997年7月。
2 事故簡(jiǎn)介
2．1 事故前系統(tǒng)運(yùn)行方式
705號(hào)機(jī)組單機(jī)經(jīng)220kV萍跑線、萍袁線并入系統(tǒng)，704、705號(hào)主變運(yùn)行，0號(hào)高備變處于熱備用；705號(hào)機(jī)帶有功負(fù)荷為120 MW。
2．2 事故經(jīng)過(guò)
1999年2月21日18：25，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)705號(hào)發(fā)電機(jī)本體處有燒焦味，匯報(bào)后，值長(zhǎng)令汽機(jī)、電氣運(yùn)行人員對(duì)有關(guān)設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查，并加強(qiáng)監(jiān)視。18：44發(fā)現(xiàn)該發(fā)電機(jī)靜子線圈窺視孔靠近勵(lì)磁機(jī)端冒煙，值長(zhǎng)令打閘停機(jī)，時(shí)間為18：45。
運(yùn)行人員打開(kāi)勵(lì)側(cè)窺視孔用滅火器噴射。事故前后靜子線圈、出水、鐵芯溫度如表1所示?！ ?
3 事故原因
事后，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行了全面檢查試驗(yàn)，在抽出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后，發(fā)現(xiàn)勵(lì)側(cè)26號(hào)槽上層線圈端部主絕緣開(kāi)裂，樹(shù)脂熔化噴出，3號(hào)槽下層線圈端部主絕緣也有明顯開(kāi)裂（26號(hào)槽上層與3號(hào)槽下層線圈共一個(gè)水電接頭）。
2月25日用內(nèi)窺鏡探測(cè)到總進(jìn)水管不銹鋼頭子對(duì)應(yīng)勵(lì)側(cè)36槽上線圈處有10×30mm異物堵塞，拆開(kāi)定子線圈內(nèi)冷水總進(jìn)水閥，發(fā)現(xiàn)密封墊圈已破損，開(kāi)孔取出異物后，正好與該密封墊破損部分吻合。分析認(rèn)為：發(fā)電機(jī)靜子線圈內(nèi)冷水總進(jìn)水法蘭密封墊圈破損，進(jìn)入發(fā)電機(jī)進(jìn)水總匯水管后堵塞了26號(hào)上槽線圈和3號(hào)下槽線圈，引起線圈斷水過(guò)熱，停機(jī)后斷冷卻水時(shí)，該堵塞物下落到36號(hào)上層線圈處。
4 處理 4．1 絕緣損壞情況
事故發(fā)生后，即吊開(kāi)發(fā)電機(jī)兩側(cè)端蓋，進(jìn)行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)都有環(huán)氧樹(shù)脂噴出，勵(lì)側(cè)更加明顯，于是抽轉(zhuǎn)子進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)過(guò)熱線圈均為勵(lì)側(cè)26號(hào)上和3號(hào)下，說(shuō)明是該線圈水接頭與進(jìn)水總匯水管接口處堵塞斷水所致，其余線棒未見(jiàn)過(guò)熱痕跡，而且發(fā)電機(jī)未出現(xiàn)絕緣擊穿，無(wú)任何電氣參數(shù)異常。經(jīng)內(nèi)窺鏡查出原因后，故障部位縮小在以上兩根線棒上。由于下層線圈更換困難，我們將26槽上層線棒端部絕緣剝開(kāi)后，對(duì)3號(hào)槽下層線棒進(jìn)行了仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)了明顯的外絕緣開(kāi)裂。為了消除事故隱患，經(jīng)省電力公司、贛能股份有限公司、省電力試驗(yàn)研究所、上海電機(jī)廠、萍鄉(xiāng)發(fā)電廠組成的專(zhuān)家組確定，將26槽上層和3槽下層線圈進(jìn)行了更換。
4．2 線圈更換過(guò)程中工藝及其有關(guān)試驗(yàn)
4．2．1 拆舊線圈
要折出3號(hào)槽下層線棒，必須拆下26上、27上、28上、29上、30上、31上、32上、33上、34上、35上、36上、1上、2上、3上、共14根線棒。先將以上線棒水電接頭鼻端處手包絕緣剝開(kāi)，用火焊焊開(kāi)水電接頭、實(shí)空芯銅棒，折除有關(guān)線棒槽楔。在拆除舊線圈過(guò)程中，有兩根上層線棒絕緣被拉傷，其中34上絕緣明顯有碰傷，27上線棒做絕緣試驗(yàn)時(shí)擊穿。還有一根線棒引水接頭在拆的過(guò)程中被擊壓變形，后由上海師傅用火焊補(bǔ)好修復(fù)。
4．2．2 新線圈處理
將備品線棒放置在發(fā)電機(jī)平臺(tái)做好的架子上，抹凈表面，用壓縮空氣吹凈空芯銅棒，用2500V兆歐表測(cè)絕緣電阻，均在5000 MΩ以上，交流耐壓31．45kV，1分鐘，電容電流在48mA以下；
對(duì)備品線圈機(jī)外進(jìn)行1 MPa／8h水壓試驗(yàn)，無(wú)滲漏。
4．2．3 拆除后舊線圈處理及試驗(yàn)
拆除上層線圈共14只，下層線圈1只，除26上、34上、3下為明顯絕緣損壞外，其余線圈用壓縮空氣吹干凈后，交流耐壓26kV，有27上線圈擊穿，其余10根線棒全部通過(guò)試驗(yàn)，且電容電流在35mA以下。
對(duì)留在機(jī)內(nèi)與已取出線圈又有機(jī)械聯(lián)系的下層線圈，在拆開(kāi)兩側(cè)引水管后，將此12根線棒連接起來(lái)，吹干水后，測(cè)絕緣電阻350 MΩ（2500V兆歐表），耐交流24kV，總電容電流為410mA，合格。
4．2．4 下線棒過(guò)程中工藝及試驗(yàn)
先下3號(hào)槽下層線圈，下完后，做交流耐壓27kV，電容電流為42 mA；接著下完所有上層線圈，上線圈全部通熱水10分鐘整形。
對(duì)恢復(fù)后的所有上層線棒（除兩根連接有引出線的外），在打完槽楔后做交流26kV通過(guò)；
上下層線圈間，上層線圈槽楔絕緣全部更換。
4．2．5 線棒焊好接頭后試驗(yàn)
a 靜子繞組直流電阻測(cè)試數(shù)據(jù)列于表2
b 水壓試驗(yàn)
加壓至0．6 MPa，8小時(shí)無(wú)滲漏
c 流量試驗(yàn)
將兩側(cè)引水管全部拆除后，加水壓0．1 MPa，時(shí)間15s，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示
4．2．6 線圈整形、固化
完成線圈固定后，將線圈端部絕緣包好，按制造廠標(biāo)準(zhǔn)調(diào)好固化劑，綁好絳波繩，將端部固定。
為了對(duì)更換的靜子線圈進(jìn)行烘潮并加速環(huán)氧樹(shù)脂的固化，須對(duì)繞組進(jìn)行加熱，我們采用通內(nèi)冷水的方法，即利用鍋爐蒸汽注入內(nèi)冷水箱，加熱內(nèi)冷水，將內(nèi)冷水泵開(kāi)起來(lái)，內(nèi)冷水由總進(jìn)水閥進(jìn)，總出水閥出，進(jìn)行循環(huán)加熱，控制進(jìn)水溫度在90±5℃。
線圈兩側(cè)在測(cè)點(diǎn)8、10、12鐘點(diǎn)位置實(shí)測(cè)溫度，控制在80±5℃內(nèi)，經(jīng)過(guò)32小時(shí)加熱，用水冷電阻測(cè)試儀測(cè)量三相繞組對(duì)地絕緣電阻，穩(wěn)定6小時(shí)，在1000 MΩ以上。
4．2．7 線圈修復(fù)后絕緣鑒定試驗(yàn)
4．2．7．1 定子繞組端部手包絕緣施加直流電壓測(cè)量
DL／T596－1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：手包絕緣引線接頭、汽機(jī)側(cè)隔相接頭，在100 MΩ電阻上的電壓降為2000V以下；端部接頭和過(guò)渡引線關(guān)聯(lián)塊，在100 MΩ電阻上的電壓降為3000V以下。我廠采用表面電位法的正接線方式，即定子繞組通水（內(nèi)冷水電導(dǎo)率為2μs／cm），三相繞組短接外加13．8kV直流電壓（Un），用手持式高壓電壓表測(cè)量線棒各端部電位。試驗(yàn)數(shù)據(jù)列入表4?！ ?
第一次測(cè)量數(shù)據(jù)中有汽側(cè)26號(hào)、勵(lì)側(cè)29號(hào)、32號(hào)端部接頭不合格。
處理過(guò)程：經(jīng)重復(fù)測(cè)量和分部測(cè)量，汽側(cè)26號(hào)接頭B處電壓為4500V，勵(lì)側(cè)29號(hào)接頭A處電壓為13700V，勵(lì)側(cè)32號(hào)接頭A處電壓為8600V。上海電機(jī)廠技術(shù)人員分別在汽側(cè)26號(hào)接頭C處、B處下方加包硅橡膠絕緣帶，在勵(lì)側(cè)29、32號(hào)接頭A處、C處加包硅橡膠絕緣帶。經(jīng)過(guò)處理后，汽側(cè)26號(hào)接頭電壓為100V，勵(lì)側(cè)32號(hào)接頭電壓為20V。
通過(guò)上述試驗(yàn)，可以作出小結(jié)：705號(hào)發(fā)電機(jī)定子繞組端部手包絕緣試驗(yàn)數(shù)據(jù)全部在標(biāo)準(zhǔn)值以?xún)?nèi)，試驗(yàn)合格。
4．2．7．2 定子繞組局部放電試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康闹饕菣z測(cè)發(fā)電機(jī)是否存在局部放電，測(cè)量放電起始電壓和熄滅電壓，測(cè)量放電強(qiáng)度即局部放電量。
試驗(yàn)回路如附圖所示
圖中：Cx—試品 Ck—耦合電容（2100pf） Zm—NO．4檢測(cè)阻抗
M—DST局放儀、SS－5702示波器 Uo×Co方波
試驗(yàn)步驟：
空載下，測(cè)量試驗(yàn)變壓器的放電量；
帶上繞組后，對(duì)整個(gè)測(cè)量回路進(jìn)行放電量校正；
升壓過(guò)程中讀取放電起始電壓；
升壓至8kV，穩(wěn)定后進(jìn)行局部放電量的測(cè)量；
降壓過(guò)程中讀取放電熄滅電壓；
三相繞組分相進(jìn)行。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表5中
通過(guò)試驗(yàn)，可作出如下結(jié)論：《發(fā)電機(jī)定子繞組環(huán)氧粉云母絕緣老化鑒定導(dǎo)則》（DL／T492－92）中的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)量整相繞組的局部放電量，在試驗(yàn)電壓Un/√3下的最大局放量一般在10000PC以?xún)?nèi)。出現(xiàn)局放量偏大現(xiàn)象，應(yīng)首先排除定子繞組表面臟污和潮濕現(xiàn)象。局放量達(dá)30000－40000PC時(shí)，應(yīng)引起高度重視并注重歷年變化。本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)在正常值范圍內(nèi)，試驗(yàn)合格。
4．2．7．3 定子繞組交流耐壓試驗(yàn)
三相分別加交流22kV，耐壓1分鐘通過(guò)，A、B、C相電容電流分別為725、725、715mA
4．3 進(jìn)轉(zhuǎn)子，扣端蓋，發(fā)電機(jī)裝配好并通合格冷卻水（電導(dǎo)率為5μs／cm以下）后，進(jìn)行了以下試驗(yàn)：
a 用ZC－37型水電阻測(cè)試儀測(cè)試絕緣電阻，結(jié)果列入表6
5 反事故措施及建議
5．1 反事故措施
a 定子水系統(tǒng)密封圈更換為四氟乙烯材料，并經(jīng)常加以檢查，大修中一定要拆裝，并注意密封圈大小與閥孔要相配。
b 加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)組溫度巡測(cè)儀的檢查，確保各測(cè)點(diǎn)溫度顯示正確，能真實(shí)反映發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀況。
c 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)定子線圈、鐵芯、進(jìn)出水溫度的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)溫度異常點(diǎn)，應(yīng)視具體情況，縮短記錄周期。
5．2 建議
a 本發(fā)電機(jī)為雙水內(nèi)冷機(jī)組，定子總進(jìn)水閥裝有濾網(wǎng)，但由于密封圈在濾網(wǎng)后面靠機(jī)體一側(cè)，故密封圈破損后碎片不能濾除，可能直接進(jìn)入機(jī)內(nèi)，建議廠家加以改進(jìn)。
b 本次事故的發(fā)生，是由于定子冷卻水管被堵塞，但定子線圈的測(cè)溫元件卻不能及時(shí)反映出因突然性斷水導(dǎo)致溫度快速升高而造成的。建議廠家采用對(duì)突然發(fā)生的局部斷水過(guò)熱能起到預(yù)告作用的先進(jìn)測(cè)量手段，使溫度測(cè)量能準(zhǔn)確而迅速，從而避免事故的發(fā)生。
6 結(jié)束語(yǔ)
此次發(fā)電機(jī)定子更換線圈的工作之所以能順利進(jìn)行，與上海電機(jī)廠師傅嚴(yán)把工藝關(guān)，本廠電修人員積極配合是分不開(kāi)的；另外，由于加強(qiáng)了全過(guò)程的高電壓技術(shù)監(jiān)督，嚴(yán)把了試驗(yàn)關(guān)，保證了每一道工序的質(zhì)量，縮短了時(shí)間。該發(fā)電機(jī)定子線圈更換后，投入運(yùn)行一次并網(wǎng)成功，現(xiàn)已運(yùn)行6個(gè)月，未出現(xiàn)異常，說(shuō)明修理質(zhì)量良好。
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