第6講

黃幼茹

(全國電力安全專家委員會，北京 100031)

《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》編制說明

第6講

黃幼茹

(全國電力安全專家委員會，北京 100031)

10 防止發(fā)電機損壞事故編制說明

10.1 總體說明

為了加強發(fā)電機的專業(yè)管理，完善各項反事故措施，保障電廠發(fā)電機的安全可靠運行，根據(jù)相關(guān)技術(shù)標準、規(guī)范，修訂發(fā)電機的反事故措施。

10.2 條文說明

(1) 條文10.1防止定子線圈端部松動引起相間短路，是大型發(fā)電機最重要的反事故措施要求之一。定子繞組端部松動是最常見的發(fā)電機故障，結(jié)合GB/T20140—2006《透平型發(fā)電機定子繞組端部動態(tài)特性和振動試驗方法及評定》，將限定有問題的固有頻率范圍重新界定，增加了新機投產(chǎn)1年后就應(yīng)該測量繞組端部模態(tài)以及對歷史趨勢的數(shù)據(jù)進行分析比較的要求。此外，由于定子繞組端部振動在線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為成熟和常見的工程實用技術(shù)，因此還增加了在線監(jiān)測定子繞組端部振動的有關(guān)要求。

(2) 條文10.2防止定子繞組絕緣損壞，是發(fā)電機最重要的反事故措施要求之一。發(fā)電機故障統(tǒng)計分析表明，屬于繞組絕緣的事故占非計劃停運故障的50 %以上，而且絕緣故障本身具有修復難度大、事故損失大、修復成本高、修復時間長等特點，是防止發(fā)電機事故的重中之重，故此條增加和調(diào)整的內(nèi)容較多，具體如下。

① 對原條文中內(nèi)容進行了擴展，把氫氣濕度控制擴展為2個子條目(10.2.2.1和10.2.2.2)，即把干燥器和油系統(tǒng)的運行維護細化到可操作性。

② 對原條文中單獨放在漏氫氣故障條目的內(nèi)冷水箱上氫氣泄漏內(nèi)容，也放在條文10.2作為子條目強調(diào)，即增加10.2.3條。明確了內(nèi)冷水系統(tǒng)泄漏與定子繞組絕緣的安全運行密切相關(guān)，表明了定子繞組水系統(tǒng)泄漏問題的嚴重預后效果是繞組短路問題，以求引起特別重視。根據(jù)GB/T7064—2008《隱極同步發(fā)電機技術(shù)要求》提出了對內(nèi)冷水箱上氫氣量的量化監(jiān)測要求，但監(jiān)測的具體量化數(shù)據(jù)因在10.5.2條中已明確，此處采用“見10.5.2條”，使此內(nèi)容與氫氣泄漏故障10.5.2條內(nèi)容有所呼應(yīng)，文字上不再重復。此條與10.5.2條的區(qū)別是強調(diào)量化監(jiān)測的必要性和檢修中對校驗探頭的基本要求。

③ 本條文在原反措內(nèi)容基礎(chǔ)上，根據(jù)發(fā)電機新標準DL/T298—2011《發(fā)電機定子繞組端部電暈與評定導則》，增加了新機安裝和大修時電暈試驗的要求，單列為子條目10.2.4。

(3) 條文10.3防止定、轉(zhuǎn)子水路堵塞、漏水。此條保持原反措條目的結(jié)構(gòu)，即把堵塞和漏水分開成2個子條目，堵塞和漏水再自分若干子條目，具體說明如下。

① 堵塞故障的內(nèi)容，原反措分7個子條目，現(xiàn)在還是7個。原前1～4個子條目和第6個子條目全部保留，僅作文字調(diào)整。根據(jù)征求意見反饋，將第5個子條目10.3.1.5條水質(zhì)控制，從原來具體的pH值數(shù)據(jù)要求，改為執(zhí)行DL/T801—2010《大型發(fā)電機內(nèi)冷卻水質(zhì)及系統(tǒng)技術(shù)要求》的規(guī)定，引用了標準號而不再列出具體參數(shù)，理由是該標準規(guī)定的具體參數(shù)比較多，不列出具體參數(shù)(如pH值、含銅量等)可精簡反措條文的內(nèi)容。

② 堵塞內(nèi)容的第7個子條目10.3.1.7線棒溫度監(jiān)測，是原反措中頗為經(jīng)典的內(nèi)容，已經(jīng)被電廠運行人員熟知。本條文對原溫度限值不作修改，但增加了有關(guān)標準的引用，即強調(diào)加強監(jiān)視發(fā)電機各部位溫度是DL/T1164—2012《汽輪發(fā)電機運行導則》的要求，并且文字上的修改強調(diào)了溫度超過限值的處理是先降負荷，后再確認測溫的正確性和停機等處理。這一順序的強調(diào)是鑒于現(xiàn)場曾經(jīng)多次發(fā)生過局部線棒超溫而未及時降負荷，數(shù)分鐘后絕緣因過熱燒穿接地，造成了大面積更換線棒的事故。而確認測溫元件正常的操作需要時間達數(shù)10 min，因此，只要檢測到溫度超限就應(yīng)立即降負荷(可能需要利用RB功能降負荷50 %)，可使正確的測溫溫度不超過限值(電流與發(fā)熱是平方關(guān)系，負荷降50 %，發(fā)熱量僅達25 %)。降負荷操作后，若表明負荷與溫升無相關(guān)性，也驗證了測溫點的誤報，此時再進行確認測溫準確性的操作才是確保發(fā)電機安全的順序，同時也避免了造成非停。

③ 漏水內(nèi)容的原反措子條目是6條，都予以保留，前后順序作了調(diào)整，再增加10.3.2.6條，“對于不需拔護環(huán)即可更換轉(zhuǎn)子繞組導水管密封件的特殊發(fā)電機組，大修期間需更換密封件，以保證轉(zhuǎn)子冷卻的可靠性?！睂γ芊庑栽囼灄l目，增加了執(zhí)行DL/T 607《汽輪發(fā)電機漏水、漏氫氣的檢驗》的要求。該標準原1996版已經(jīng)修訂完畢，于2012年底報批，目前在等待發(fā)布(有可能與此新版反措出版時間相近，故不寫標準發(fā)布年份，表示直接采納最新標準)。

(4) 條文10.4 防止轉(zhuǎn)子匝間短路，原文為2條子條目，都予以保留；但內(nèi)容增加較多，主要是對匝間短路的故障現(xiàn)象特征進行了簡單描述，對相關(guān)的試驗方法進行了推薦，具有較好的可操作性。

(5) 條文10.5 防止漏氫氣。原文有4個子條目，刪除了第1條“必須進行氣密試驗，試驗不合格不能開機”，是考慮在防止漏水的條文中已經(jīng)有密封性試驗內(nèi)容規(guī)定，可避免重復，而且目前發(fā)電機大修時的氣密試驗已經(jīng)是常規(guī)試驗，類似于絕緣的耐壓試驗，是非特殊情況下正常發(fā)電機都必須進行的試驗，不是可選試驗項目，因此單列一條規(guī)定“必須進行氣密試驗，試驗不合格不能開機”就顯得多余，使反措顯得不夠簡潔。10.5條保留了其余3個條目，同時增加了1個條目10.5.4“對發(fā)電機端蓋密封面、密封瓦法蘭面以及氫氣系統(tǒng)管道法蘭面等所使用的密封材料(包含橡膠墊、圈等)，必須進行檢驗合格后方可使用。嚴禁使用合成橡膠、再生橡膠制品?！?/p>

原文中關(guān)于內(nèi)冷水箱中含氫氣(體積含量)的限值規(guī)定，按照GB/T7064—2008《隱極同步發(fā)電機技術(shù)要求》進行了調(diào)整，把監(jiān)視內(nèi)冷水箱上氫氣含量的報警值和停機值分別由3 %和20 %降低為2 %和10 %。同時按照該國家標準還增加了內(nèi)冷水系統(tǒng)逸出氫氣的數(shù)量值達到0.3 m3/d時，應(yīng)在計劃停機時安排消缺；漏氫氣量大于5 m3/d時，應(yīng)立即停機處理。該標準雖然已經(jīng)頒布多年，但對電廠檢查時，發(fā)現(xiàn)多數(shù)電廠還在執(zhí)行原反措的3 %和20 %。所以，必須及時修訂此條，使相關(guān)標準更深入人心。

(6) 條文10.6防止發(fā)電機局部過熱，原文有3個子條目，修訂版予以保留；但內(nèi)容略有增加，主要是關(guān)于絕緣過熱報警裝置的運行維護增加了一些具體的可操作性內(nèi)容。

(7) 條文10.7防止發(fā)電機內(nèi)遺留金屬異物故障的措施，原文有2個子條目，全部予以保留，具體內(nèi)容按照修訂意見反饋，在文字上進行了調(diào)整，使現(xiàn)場工作更全面。

(8) 條文10.8防止護環(huán)開裂，是新增加條目，強調(diào)了護環(huán)的檢測和更換新護環(huán)時應(yīng)采用18Mn18Cr材料的護環(huán)鋼。

(9) 條文10.9 防止發(fā)電機非同期并網(wǎng)，原文僅有1個標題而無具體內(nèi)容，不具備可操作性。修訂版增加了2個子條目，第2個子條目還有3個擴展條目，內(nèi)容比較全面，強調(diào)了同期裝置的要求和相關(guān)試驗的要求，具有較好的可操作性。

(10) 條文10.10防止發(fā)電機定子鐵芯損壞，是新增加條目，簡明扼要地對故障現(xiàn)象及相關(guān)試驗及查找故障的要求等進行了描述。鐵芯損壞案例近些年有所增加，有的還造成人身傷亡事故(如山西某廠)；有的不得不返廠修理鐵芯和重繞定子繞組(如廣東某廠和陜西某廠)，損失很大，需要引起特別重視。

(11) 條文10.11防止發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組接地故障，對原文條文進行了細化和補充，增加了檢修的檢查項目的細化要求，比較具體。

(12) 條文10.12防止次同步諧振造成發(fā)電機損壞，原文條文內(nèi)容保留，僅作文字調(diào)整。

(13) 刪除了原文中“11.10當發(fā)電機定子回路發(fā)生單相接地故障時，允許的接地電流值如表1規(guī)定。發(fā)電機定子接地保護的動作整定值按表1的要求確定。當定子接地保護報警時，應(yīng)立即停機。200 MW及以上容量的發(fā)電機的接地保護裝置宜作為跳閘?！?/p>

表1 發(fā)電機定子繞組單相接地故障電流允許值

10.3 征求意見或建議的采納情況

“防止發(fā)電機損壞事故”部分征求意見收到50條意見和建議，采納和部分采納34條，不采納16條。

11 防止勵磁系統(tǒng)事故編制說明

11.1 總體說明

原《二十五項反措》中有關(guān)勵磁系統(tǒng)的反事故措施安排在第11項“防止發(fā)電機損壞事故”中，條款號為11.13.1～11.13.5。本次修訂依據(jù)2012年底前正式發(fā)布的國家和行業(yè)相關(guān)標準，并參照《國家電網(wǎng)公司發(fā)電廠重大反事故措施(試行)》(2007試行)第15條、《國華電力防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》(2010)第11條、《中國大唐集團公司防止電力生產(chǎn)重大事故二十五項重點要求實施導則》(2009版)第11.17條、《中國電力投資集團公司防止電力生產(chǎn)重大事故的重點要求》(2012送審稿)第11.14條、中國國電集團公司重大事故預防措施、2007華能《防止電力生產(chǎn)事故重點要求(試行)》第9.13條等6個文件重新修訂了原條款并獨立成章。新條款號為11.1～11.4，分別對設(shè)計、改造、調(diào)整試驗和運行安全4個方面提出規(guī)范性要求。以下的說明中凡是“新增條款”均指原國家電力公司《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》(2000版)條文中沒有的項目。

11.2 條文重點說明

(1) 條文11.1.1為新增條款。主要對配置PSS（power system stabilization，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）的機組容量進行了規(guī)范，強調(diào)PSS應(yīng)由相應(yīng)調(diào)度部門進行管理。

(2) 條文11.1.2為新增條款。考慮到近年來隨著數(shù)字化勵磁系統(tǒng)的普及，對設(shè)備運行的環(huán)境溫度及粉塵防護等都有相當高的要求，而勵磁調(diào)節(jié)器不與其他設(shè)備放在一起。這是從安全方面考慮的。

(3) 條文11.1.3為新增條款。主要強調(diào)勵磁調(diào)節(jié)器電壓回路的相互獨立。在送審稿中，采納意見將征求稿文字改為“勵磁系統(tǒng)中2套勵磁調(diào)節(jié)器的電壓回路應(yīng)相互獨立，使用機端不同電壓互感器的二次繞組，防止其中一個故障引起發(fā)電機誤強勵”。這里用“故障”代替了 “短路”，是由于“故障”的技術(shù)覆蓋面更廣一些。

(4) 條文11.1.4為新增條款。強調(diào)“滅磁裝置應(yīng)具備獨立于調(diào)節(jié)器的滅磁能力”，是考慮到數(shù)字化勵磁調(diào)節(jié)器有可能因干擾、故障和事故等原因，不能正常發(fā)出滅磁指令。

(5) 條文11.1.5為新增條款。強調(diào)“不應(yīng)采取高壓熔斷器作為勵磁變保護措施”，是出于可靠性和速斷性考慮，而“勵磁變壓器保護定值應(yīng)與勵磁系統(tǒng)強勵能力相配合”，是機網(wǎng)協(xié)調(diào)的需要。

(6) 條文11.1.6原條文是征求意見稿中的項目，采納刪除本條款的建議，原因是和征求意見稿“10.11防止發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組接地故障”重復，且10.11的描述更嚴謹并貼近實際。這樣送審稿中項目11.1.6由其后的11.1.7代替，條文號順延。

(7) 條文11.1.6采納意見修改為“勵磁變壓器的繞組溫度應(yīng)具有有效的監(jiān)視手段，并控制其溫度在設(shè)備允許的范圍之內(nèi)。有條件的可裝設(shè)鐵芯溫度在線監(jiān)視裝置”。原因是一般的勵磁調(diào)節(jié)器沒有設(shè)計鐵芯溫度在線監(jiān)視功能。

(8) 征求意見稿中條文11.1.8是原《二十五項反措》中11.13.5的內(nèi)容，但查閱新近公布的國標及行標均無此要求，且機組啟動、停機過程一般為發(fā)電機空載狀態(tài)，有V/Hz限制不會引起機端電壓異常，而發(fā)電機并網(wǎng)后發(fā)電機頻率也不會過低，因此同意刪除本條款的建議，其后的條文號順延。

(9) 條文11.1.7為新增條款。是對機網(wǎng)協(xié)調(diào)中勵磁調(diào)節(jié)器與保護配合提出了具體要求。

(10) 條文11.1.8為采納建議后在設(shè)計管理部分新增的條款，新增內(nèi)容為“勵磁系統(tǒng)電源模塊應(yīng)定期檢查，且備有備件，發(fā)現(xiàn)異常時應(yīng)及時予以更換。”采納的原因是對于數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器，電源模塊的安全至關(guān)重要。

(11) 條文11.2.1為新增條款?？疾炝硕鄠€電廠勵磁調(diào)節(jié)器的連接后總結(jié)出的經(jīng)驗，關(guān)鍵點是“防止不平衡的強磁場感應(yīng)電流燒毀連接線”，保證勵磁調(diào)節(jié)器的安全。

(12) 條文11.2.2為新增條款。采納建議修改為“發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地保護裝置原則上應(yīng)安裝于勵磁系統(tǒng)柜。接入保護柜或機組故障錄波器的轉(zhuǎn)子正、負極采用高絕緣的電纜且不能與其他信號共用電纜?！边@里的關(guān)鍵技術(shù)是：連接轉(zhuǎn)子的電纜要求“高絕緣”，且不允許與其他信號電纜共用，以防止強磁干擾。

(13) 條文11.2.3為新增條款?！岸慰刂齐娎|均應(yīng)采用屏蔽電纜”是多年實踐的總結(jié)，二次控制電纜的含義是除電源和TV(voltage transformer，電壓互感器)、TA(current transformer，電流互感器)電量信號外的所有電纜。

(14) 條文11.2.4為新增條款。關(guān)鍵部分是“確認新的控制程序工作正?！焙汀皩εf的控制程序和參數(shù)進行備份，做好勵磁系統(tǒng)程序更新的試驗記錄并備案”。

2013-12-15。

黃幼茹(1940-)，女，教授級高工，主要從事電力安全方面的工作。