張立新

(山西興能發(fā)電有限責任公司，山西 古交 030206)

山西興能發(fā)電有限責任公司#1、#2機組是國產(chǎn)300 MW雙水內(nèi)冷發(fā)電機，型號為QFS2－300－2;#3、#4機組是國產(chǎn)600 MW水氫氫冷卻方式發(fā)電機，型號為QFSN－600－2－22F。勵磁方式均是自并勵靜態(tài)可控硅整流勵磁系統(tǒng)。

1 雙水內(nèi)冷發(fā)電機定子回路故障

1．1 發(fā)電機定子繞組漏水

2010年11月23日15∶40，#2發(fā)電機高阻檢漏儀絕緣低就地和dcs發(fā)信號，經(jīng)電氣技術(shù)人員現(xiàn)場確認，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機確有滴水現(xiàn)象。經(jīng)報調(diào)度緊急停機處理，發(fā)現(xiàn)#2發(fā)電機B相第一分支出現(xiàn)側(cè)(1B1)引線冷卻水管與勵端總匯水管連接處松動，造成該處滴漏。原因是雙水內(nèi)冷發(fā)電機電流密度大，每根線棒所承受的電動力也大，運行中線棒每秒中要承受100次電磁力的振動，其端部振動更嚴重。因而造成引線冷卻水管與勵端總匯水管連接處松動，以至漏水。

1．2 發(fā)電機定子繞組主絕緣磨損

2009年10月，#1發(fā)電機組大修期間，發(fā)電機揭大蓋后，點檢部技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)該機汽側(cè)繞組端部2～3處有黃色粉末。切斷綁帶，取出絕緣墊塊，發(fā)現(xiàn)絕緣墊塊有9處磨損，定子繞組主絕緣已經(jīng)被磨穿，其中有2處定子繞組銅線磨損達1．0 mm左右，受損嚴重。原因是安裝時墊塊沒有壓緊，發(fā)電機在運行時，繞組不停振動長期運行造成墊塊與線棒接觸面松動、相互摩擦，導致定子線棒端部磨損。

1．3 防范措施

1)在運行中，應(yīng)嚴格執(zhí)行巡回檢查制度，通過窺視孔加強對機組內(nèi)部的監(jiān)視，檢查定子端部有無滲水、漏水、流膠、焦糊氣味、黃粉、零部件松動、塑料引水管磨損及其它異常情況，發(fā)現(xiàn)隱患及時消除。

2)在檢修中，應(yīng)仔細檢查定子繞組有沒有出現(xiàn)“松”(楔條松、棒線松、墊塊松)、“空”(下層線棒在槽內(nèi)未落實;在出槽口前懸空;線棒端部與綁環(huán)間未靠攏、懸空)、“拼”(上、下層線棒在轉(zhuǎn)角R處應(yīng)留有標準空間，但常常由于調(diào)整不當，拼靠造成間隙距離與標準數(shù)值不符)，一旦發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象，應(yīng)立即采取措施消除。

2 發(fā)電機定子線棒溫差大

2．1 事件經(jīng)過

2007年5月18日，運行人員監(jiān)盤時發(fā)現(xiàn)#3發(fā)電機定子線棒第6點溫度在600 MW負荷時比其它點高8℃左右，于是將發(fā)電機定子冷卻水量由96 t/h提高到97 t/h加強沖洗，但未見明顯改善，且第6點溫度呈上升趨勢。同時，對比發(fā)現(xiàn)，第6點線棒對應(yīng)的出水溫度比其它出水溫度測點偏高。5月20日，#3發(fā)電機定子線棒第6點溫度達到55℃，已經(jīng)超過報警值5℃，其他測點溫度平均在43℃左右，即定子引水管出水溫差達12℃。經(jīng)向調(diào)度申請同意，#3發(fā)電機組于5月21日停機備用消缺。

2．2 處理過程

1)停機后立即對發(fā)電機定子線棒進行反沖洗，定子冷卻水壓力0．2 MPa，每小時倒換一次方向，共進行9 h。流量無顯著變化，說明反沖洗沒有起到預(yù)想的效果。

2)對第6點對應(yīng)線棒先通入純凈水，再用1 MPa氧氣吹掃，如此反復5次，未見到明顯雜物，同時測得的流量合格。

3)5月23日，#3發(fā)電機組并網(wǎng)運行;在600 MW負荷下，測得的發(fā)電機第6點溫度比其它測點的溫度高3℃，運行正常。

2．3 原因分析

1)在停機前，熱工專業(yè)技術(shù)人員校核溫度測點顯示正常，第6點線棒溫度與出水溫度同時升高，#3發(fā)電機定子冷卻水銅離子含量超過規(guī)定值45μg/L由此判斷第6線棒微堵。停機后，打開汽側(cè)人孔測量全部42根線棒流量，發(fā)現(xiàn)第6點對應(yīng)的線棒流量較小。由此確認：發(fā)電機第6線棒微堵導致冷卻水流量降低，從而造成發(fā)電機定子線棒溫差大。

2)在機組運行中對定子冷卻水水質(zhì)重視不夠。發(fā)電機定子冷卻水箱充氮保護措施不到位，定子冷卻水離子交換器采用的樹脂不合格，離子交換器處理能力欠缺，造成銅離子超標。

2．4 防范措施

1)嚴格監(jiān)督發(fā)電機定子冷卻水水質(zhì)。2)嚴格執(zhí)行定子冷卻水箱充氮保護措施，及時更換內(nèi)冷水離子交換器樹脂，確保內(nèi)冷水各項指標合格。3)一旦發(fā)電機停機，立即進行定子冷卻水反沖洗。4)每次大修時，必須對發(fā)電機做定子線棒冷卻水流量試驗，以便發(fā)電機定子線棒堵塞時能夠及時處理。

3 發(fā)電機碳刷燒損

3．1 事件經(jīng)過

2008年11月12日09∶45，某電廠#4發(fā)電機有功負荷600 MW，轉(zhuǎn)子勵磁電壓431 V，勵磁電流4 724 A。點檢部技術(shù)員發(fā)現(xiàn)#4發(fā)電機碳刷處冒火花并有焦糊味，運行人員到現(xiàn)場檢查時碳刷已經(jīng)嚴重冒火，立即報值長降低發(fā)電機無功負荷，但碳刷冒火情況繼續(xù)惡化，光字牌發(fā)出發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地信號。運行人員立即跳#4發(fā)電機主斷路器，緊急停爐。停機后檢查發(fā)現(xiàn)，#4發(fā)電機勵磁機10組碳刷盒均程度不同燒損，其中2組燒損嚴重，導電板輕度燒傷，滑環(huán)有中度電燒損痕跡，勵磁機擋風環(huán)受熱變形。

3．2 原因分析

碳刷打火有以下幾種原因：1)滑環(huán)、電刷、刷握及刷架表面臟污。2)刷握邊緣卡澀、彈簧壓力不勻。3)機組軸系振動較大，帶動滑環(huán)一起振動。

由于上述原因，造成一部分碳刷接觸不良，接觸電阻增大，使碳刷間電流分配不均，引起碳刷打火。碳刷打火后開始發(fā)熱，由于碳刷的負溫度效應(yīng)，碳刷的接觸電阻變小;此時，流過該碳刷的電流將增加，該碳刷愈加發(fā)熱，直至接觸電阻降至飽和最低值，流過的電流至飽和最大值。這樣惡性發(fā)展，使碳刷持續(xù)受熱升溫。同時，碳刷引線由于通過大電流，也發(fā)熱升溫，隨著溫度達到碳刷引線(紫銅)的熔點溫度時，碳刷的引線燒斷，該組碳刷推出運行。當故障碳刷退出運行后，正常運行的碳刷將承擔全部轉(zhuǎn)子電流而出現(xiàn)過負荷現(xiàn)象，導致其過熱升溫，并重復上述碳刷的惡化過程。隨著碳刷惡化程度的發(fā)展和數(shù)量的增加，碳刷打火愈演愈烈，形成環(huán)火，直至燒損碳刷各部件。

3．3 防范措施

1)運行人員必須嚴格執(zhí)行巡回檢查制度，加強對運行機組的巡回檢查。一旦發(fā)現(xiàn)碳刷有打火現(xiàn)象，在立即通知檢修人員的同時，應(yīng)該帶上絕緣手套，提拉碳刷，及時消除卡澀、過熱及異常振動，使碳刷滑動正常。2)檢修技術(shù)人員應(yīng)加強巡視，仔細檢查刷架結(jié)構(gòu)、滑環(huán)與碳刷間隙、碳刷恒壓彈簧等應(yīng)符合要求，及時更換已磨損過短或發(fā)熱變形的碳刷。3)檢修時要做好技術(shù)措施，及時使用新工藝研磨碳刷接觸面，同時對滑環(huán)進行拋光處理。使碳刷接觸面與滑環(huán)弧面接觸良好。4)檢修人員每次停機檢修時，可用壓縮空氣進行吹掃，清除刷架、刷握、滑環(huán)等處的污垢和灰塵，使碳刷滑動自如。5)定期測量碳刷的均流度和溫度，便于發(fā)現(xiàn)過熱、接觸電阻大的碳刷，及時更換。

4 結(jié)束語

發(fā)電機系統(tǒng)的故障是多種多樣的，而且要經(jīng)歷潛伏、生成、擴大直至最終演化為現(xiàn)實這一過程。只要日常工作中注意觀察分析，及時發(fā)現(xiàn)故障點并采取正確的處理方式，就能最大限度減少發(fā)電機故障的發(fā)生，確保發(fā)電機的正常運行。

［1］ 蔡隆瑞．大型火力發(fā)電機組事故處理及案例分析［M］．北京：中國電力出版社，2010：217－227．