660MW发电机定子故障原因分析及防范措施

660MW发电机定子故障原因分析及防范措施

郭小英

（中电建甘肃能源崇信发电有限责任公司甘肃平凉744200）

摘要：保证主设备的安全稳定运行时绝缘技术监督的关键，某种程度上来讲，主设备是否安全稳定运行影响整个公司的安全运行和经济效益。本文分析了某厂660MW发电机定子开焊的原因，通过一系列的防范措施确保类似事故不再发生。

关键词：发电机；定子故障；原因分析；防范措施

1概述

1.1背景

随着电力工业的迅猛发展，超临界直流机组逐步成火电行业主流机组，机组的电气主要设备的安全运行对绝缘监督提出了更加严格的要求。作为保证机组安全运行的重要措施和手段的绝缘监督发挥着至关重要的作用。某种程度上来讲，绝缘监督的水平代表了机组的主要电气设备安全运行的水平。

1.2事故机组概况

某公司2号发电机为哈尔滨电机厂制造的QFSN-660-2型600MW三相交流隐极式同步汽轮发电机，采用水氢氢冷却方式，定子绕组为水内冷，定、转子铁芯及转子绕组为氢气冷却。在发电机轴承内侧安装密封油装置，用来防止发电机内部的氢气通过转轴与转轴所穿过部件之间的间隙漏出发电机，定子绕组的冷却水由定冷水泵强制循环，进出水汇流管分别装在机座内的励端和汽端，并通过定子冷却水冷却器进行冷却。氢气则利用装在转子两端护环外侧的单级浆式风扇进行强制循环，“气隙取气、一斗两路、径向斜流、五进六出”，并通过两组（四台）氢冷器进行冷却。发电机的结构形式为封闭密封式，定子绕组为2Y接线。发电机定、转子绕组均采用F级绝缘。发电机出线端子数目为6个，定子出线相序从励磁端向汽端看由左到右为A、B、C。中性点采用经变压器接地。于2010年12月23日投入商业运行。

事故发电机主要参数：

型号：QFSN-660-2

额定容量：766MVA

额定功率：660MW

额定电压：20KV

额定电流：22415A

额定频率：50HZ

功率因数：0.9（滞后）

定子绕组接线方式：YY

冷却方式：水氢氢

励磁方式：静态励磁

空载励磁电流：1480A

空载励磁电压：139V

额定励磁电流：4994A

额定励磁电压：512V

生产日期：2003年6月

2号发电机保护配置：发电机配置两套发电机DGT-801，

1.3事故前工况：

2017年7月15日2号发电机、2号主变、2号高厂变、高公变运行。机组负荷650.06MW。无功-99.65Mvar。定子电压19.70kV，定子电流19658A。

1.4事故发生时情况及处理情况：

1、7月15日00：02分运行告1号机发变组保护A、B屏报“定子3U0接地”，通知电气一次检查。

2、7月15日00：30分就地检查2号发电机发本体励磁端油水继电器漏出，判断发电机内部故障导致定子接地。

3、7月27日00：41分停运润滑油系统。

4、7月27日08：00分工作票开工检查。打发电机端盖。

5、7月29日14：30分发电机励磁侧端盖。检查发现上层39槽和W2引线处水盒爆开，绝缘引水管剩余约10cm，下层22槽绝缘引水管脱开。

2处理经过；

2.1打开端盖检查情况：

励端39槽上层线棒与引线连接线烧断，铜导线溶化，引线绝缘引水管断裂，汇水管侧残留约10厘米引水管，相邻的22槽下层线棒绝缘引水管脱落。检查发电机汽端未见异常。

2.2处理经过：

公司成立了抢修领导小组。积极电机厂相关技术人员到厂检查，8月2日通过会同厂家人员现场勘查及分析，须取出所有上层线棒和事故涉及到的部分下层线棒，对发电机进行清理检查，确认更换线棒数量及配件材料。

最终确认更换上层8根线棒、下层7根线棒共计更换15根损坏线棒。

3事故原因分析：

励端39槽上层线棒接W2上层引线，连接发电机中性点.由于中性点对地电压正常运行中为零，即使接地也不会有接地电流，从损坏情况来看，引线连接部位烧断，相邻的22槽下层线棒绝缘引水管虽然脱落，但未有明显的短路痕迹，判断初始故障点为引线连接处。判断此连接处有制造缺陷，接触电阻偏大，在长期运行中逐渐发热，持续恶化，加之当天故障前带满负荷，在大电流（定子电流约20000A，单分支电流约10000A）作用下连接部位发热开焊，由于电流较大，开焊后产生弧光，将连接部分烧断溶化，在弧光高温作用下，相邻的22槽下层线棒绝缘引水管与线棒脱开。在开焊的同时，由于氢压高于定冷水压，氢气进入冷却水系统，引起发电机定冷水流量下降，压力升高，同时带入绝缘材料加热分解后的产物及部分铜的溶化物，引起定冷水水质变差，电导率升高，引起三相对地电压不平衡，发电机定子接地保护动作，发电机跳闸。保护正确动作。

4防范措施

4.1加强设备管理。通过了解掌握运行设备的健康状态水平，及时准确判断设备可靠运行周期，对重要设备的大修周期严格按照检修规章执行，必要时向上级领导或上级公司提出合理大修报告，从而降低设备安全风险。

4.2认真开展设备点检定修及设备健康状态评估管理。通过设备健康状态诊断评估，开展预防性维护、检修工作，改变事后补救的设备管理方式为事前预防，扭转设备管理被动局面，加强检修作业精细化管理，做好检修技术台账、试验报告和有关技术文件的建档。本着应修必修，修必修好的原则，既要防止该修不修，又要防止延长检修周期，严重影响设备的正常运行。加强运行设备的动态管理，不断进行跟踪、分析、修改、完善并提出改进意见，延长设备的使用寿命、降低设备故障发生率。

4.3做好发电机的定期预防性试验工作和运行参数分析工作，加强对发电机的健康状况的监督诊断，发现异常及早采取措施，避免出现大的设备损坏事故。

4.3通过各种渠道及时了解同类型发电机故障案例，及时采取措施，消除隐患，必要时缩短检修周期。

5结论

按照GB/T7064-2008隐极同步发电机技术要求4.33.g）定子绕组接头采用锡焊结构的电机应按照发电机锡焊接头检测方法标准JBT8991-1999要求执行。

根据发电机锡焊接头检测方法标准JBT8991-1999要求，对发电机锡焊接头应进行以下的试验，确认锡焊头的接触良好，满足发电机定子电流对锡焊接头通流量的需要。

5.1.检测方法

（1）目视检查法

（2）超声波检测法

（3）红外热像检测法

本次由于时间原因采取了1、2两种检测方法，在今后的检修中应使用第3种检查方法对发电机锡焊接头进行检查，确保不发生类似问题。

参考文献：

[1]DL/T596电力设备预防性试验规程，2005．

[2]DL/T298-2011发电机定子绕组端部电晕检测与评定导则.2011

[3]GB/T7064-2008隐极同步发电机技术要求，2008.

作者简介：

郭小英；职称等级：助理工程师；原从事电气检修专业；现从事安全监督管理