防止发电机损害二十五项反措.doc.doc

第一节防止定子相间短路第一节防止定子相间短路一、条文 原文: “ 防止定子绕组端部松动引起相间短路。检查定子绕组端部线圈的磨损、紧固情况。 200MW 及以上的发电机在大修时应做定子绕组端部振型模态试验,发现问题应采取针对性的改进措施。对模态试验频率不合格(振型为椭圆、固有频率在 94— 115Hz 之间) 的发电机,应进行端部结构改造。”发电机在运行时,绕组上要承受 100Hz(2 倍工频) 的交变电磁力,由此产生 100H z 的绕组振动。由于该交变电磁力与电流的平方成正比, 故在容量越大的发电机中, 绕组承受的激振力就越大。由于定子绕组端部结构类似悬臂梁, 难于像槽中线棒那样牢固固定, 因此, 较易于受到电磁力的破坏。通常, 设计合理、工艺可靠的端部紧固结构可以保证发电机在正常振动范围内长期安全运行, 但是, 设计和制造质量不良的发电机, 有可能在运行一段时间后发生端部紧固结构的松动, 进而使线棒绝缘磨损, 若不及时处理, 最终将发展成灾难性的相间短路事故。定子绕组端部松动引起的线棒绝缘磨损而造成的相间短路事故, 具有突发性和难于简单修复的特点,损失往往极为严重,所以应引起有关方面的特别重视。例如: 1998 年9 月,盘山电厂 1号 500MW 水氢氢型汽轮发电机,因定子水内冷系统中氢气泄漏量激增而停机, 抽发电机转子进行检查, 发现发电机定子励磁机侧端部大量绑块已松动、脱落、磨小,两个下层线棒多处主绝缘(5. 2mm 厚) 磨损露铜,其中一根线棒磨损最严重处空芯铜导线已磨漏。进一步检查所有线棒, 共发现有 12 处支架松动, 22 块绑块松动,8 根线棒绝缘磨损。由于故障发现得比较及时, 幸未发生相间短路事故。但是由于定子线棒绝缘损坏比较严重, 被迫在现场更换了发电机定子的全部线棒, 并更新了定子绕组端部的紧固系统,为此共停机 118 天,经济损失也非常严重。又如:石横电厂 6 号发电机于 1994 年 11月 29 日发生了定子相间短路事故,使线棒严重烧损,更换了 24 根新线棒,修复后于 1995 年1月 26 日并网发电。运行不到一个月, 于 1995 年2月 22 日又第二次发生定子相间短路,定子线棒烧损十分严重,被迫全部更换。两次事故的主要原因是由于定子绕组端部固定不良, 特别是鼻端整体性差, 振动过大, 导致上、下层线棒电连接导线疲劳断裂, 引起拉弧烧损。另外, 通风管振动使绝缘磨损引起环流, 通风管裸露,更加重了事故。又如: 在澳大利亚的新南威尔士电站 4台 500MW 发电机, 1971 ~ 1973 年投入运行, 有3 台在运行到 1981 年时,在 8 个月内相继由于发电机端部整体性差发生相间短路事故。故障点的软联接片部位出现了不同程度的疲劳损坏。防止在役发电机定子线棒因松动造成绝缘磨损的主要措施是, 加强机组检修期间发电机定子绕组端部的松动和磨损情况的外观检查, 以及相应的振动特性试验工作。每次大修、小修都应当仔细检查发电机定子绕组端部的紧固情况, 仔细查找有无绝缘磨损的痕迹, 尤其是发现有环氧泥时, 应当借助内窥镜等工具进行检查。若发现定子绕组端部结构有松动现象, 除应重新紧固外,还应仔细进行振动模态试验,确认固有频率已达到规定值( 避开 94— 115Hz) ,根据测试结果确定检修效果。实践表明,出厂时端部结构模态试验频率测试合格的发电机,在运行一段时间后, 发电机端部因振动可能逐渐发生松动,发电机端部线棒的固有频率和模态也就随之改变,并有可能落入双倍频的范围, 从而导致发电机端部线棒发生共振, 其更加重了松动和磨损的程度。因此, 定期检查端部结构和进行模态试验是必要的。另外, 虽然有时发现发电机的端部结构达不到要求( 固有频率避不开 94— 115Hz) ,但是由于端部结构一时也无法轻易改变,进行模态试验至少可以使人们对发电机的质量心中有数, 做到有目的地监视运行, 从而避免发生灾难性的相间短路事故。对端部振动特性存在先天缺陷的发电机, 如存在 100Hz 左右的椭圆振型, 建议加装发电机定子绕组端部振动在线监测装置, 以便实现早期的故障报警。目前, 陡河电厂在一台定子绕组端部振型不合格的发电机上已安装了定子绕组端部振动在线监测装置,并取得较好效果。发电机定子绕组端部振动特性相关的试验标准有两个: 一是《大型汽轮发电机定子端部绕组模态试验分析和固有频率测量方法及评定》(JBlT 8990 — 1999) , 其主要针对发电机的出厂试验。二是《大型汽轮发电机定子绕组端部动态特性的测量及评定》(DL / T 735 — 2000) ,其主要针对发电机的检修。两者均规定发电机定子绕组端部的线棒固有频率和模态应避开 94— 115Hz 。二、条文 原文: “ 11