淺談600MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子故障原因分析及處理

文/黃維軍，大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司

600MW發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性較強(qiáng)，加之設(shè)備自身的影響，使得發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子極易產(chǎn)生運(yùn)行故障。當(dāng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，需要快速明確故障原因，進(jìn)行故障處理。

1 600MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)概述

以某發(fā)電機(jī)為600MW兩極式汽輪發(fā)電機(jī)為例，其轉(zhuǎn)子繞組線圈為冷拉含銀無氧銅線。轉(zhuǎn)子每磁極含有8組轉(zhuǎn)子線圈，而每匝線圈是由上下2根銅線組成。圖1是600MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖。

圖1 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖

2 600MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子故障原因分析

2.1 匝間短路故障原因

600MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間故障的發(fā)生，主要包括以下原因：1）絕緣損傷。轉(zhuǎn)子制造時(shí)，由于工藝方法操作不當(dāng)，使得線圈形狀不夠整齊，若匝間絕緣沒有固定，發(fā)生移動(dòng)錯(cuò)位，極易造成匝間絕緣損傷。2）轉(zhuǎn)子進(jìn)油。發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，若密封油壓不穩(wěn)，使得發(fā)電機(jī)內(nèi)流進(jìn)油，當(dāng)油污積聚較為嚴(yán)重時(shí)，極易造成匝間爬電，使得絕緣受到損害[1]。

2.2 轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障原因

當(dāng)600MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生一點(diǎn)接地故障時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，顯示“X號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)注入式轉(zhuǎn)子接地動(dòng)作”，此時(shí)需要進(jìn)行故障分析，以明確故障原因。若故障發(fā)生時(shí)，勵(lì)磁繞組和地間沒有形成電氣回路，則影響較小，但也需要做好故障排查，避免引發(fā)多點(diǎn)接地故障，燒損轉(zhuǎn)子繞組，造成安全事故。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可以從勵(lì)磁回路接地與保護(hù)裝置誤報(bào)等方面入手，進(jìn)行故障排查分析[2]。造成此故障，主要包括以下原因：1）轉(zhuǎn)子絕緣降低，引發(fā)一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作。由于空冷器排氣閥接頭斷裂，使得冷卻水滴落到轉(zhuǎn)子內(nèi)部，進(jìn)而使得轉(zhuǎn)子絕緣降低，造成此故障。2）排氣閥存在裂紋。由于材質(zhì)較為特殊，排氣閥內(nèi)部極易產(chǎn)生斷裂，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，長期運(yùn)行，使得裂紋不斷擴(kuò)大，進(jìn)而造成斷裂事故，使得冷卻水飛濺到轉(zhuǎn)子內(nèi)，引發(fā)故障。

3 600MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子故障處理方法

3.1 匝間短路故障處理方法

某600MW發(fā)電機(jī)運(yùn)行發(fā)生故障，對(duì)其進(jìn)行解體檢修，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子R位置絕緣紙出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)位情況，絕緣膠失效，主要是由于發(fā)電機(jī)膛內(nèi)進(jìn)入密封油，受到油氣作用，造成絕緣膠失效，出現(xiàn)錯(cuò)位情況。同時(shí)發(fā)現(xiàn)匝間絕緣紙燒穿，此現(xiàn)象主要是因?yàn)榻^緣紙和銅棒相互摩擦，使得絕緣下降，造成燒穿情況。除此之外，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子銅棒部分被燒黑變形，絕緣紙燒黑，主要是因?yàn)榫植堪l(fā)熱變形造成。針對(duì)上述問題，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行大修，將線圈拆下做打磨處理，消除R處凹凸不平的隱患，重新處理線圈，更換絕緣材料。完成處理后，進(jìn)行出廠試驗(yàn)，檢查合格后，將轉(zhuǎn)子重新安裝到發(fā)電機(jī)設(shè)備上。為了避免發(fā)電機(jī)滲入密封油，對(duì)勵(lì)側(cè)出線罩底部進(jìn)行處理，增設(shè)排污管，將連接管和油水分離器手動(dòng)排污門上口進(jìn)行連接。基于氣壓平衡原理，將回油擴(kuò)大槽和發(fā)電機(jī)本體油氫檢測器的試驗(yàn)閥，利用管道連接起來，防止發(fā)電機(jī)進(jìn)油。

3.2 轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障處理方法

某600MW立軸式水輪發(fā)電機(jī)組，定子繞組采取的是3相6支Y形聯(lián)結(jié)方式，為雙層條形波繞組結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是凸極，總計(jì)21對(duì)磁極。在運(yùn)行時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)上報(bào)故障信息，經(jīng)過檢查后判斷為一點(diǎn)接地故障，由于冷卻水飛濺造成轉(zhuǎn)子故障。針對(duì)此故障，采取以下處理措施：1）更換合格的空冷器排氣閥，將其他組發(fā)電機(jī)冷空器排氣閥設(shè)備的前端球閥關(guān)閉，避免再次發(fā)生此類故障。2）更換空冷器排氣閥，選擇材質(zhì)好、強(qiáng)度高的設(shè)備，提升設(shè)備所能承受的應(yīng)力。3）做好機(jī)組檢修工作。開展檢修前，要制定技術(shù)改造方案，更換排氣閥，使用浮球式排氣閥，將其管路和機(jī)組風(fēng)洞排水溝相互連接，當(dāng)浮球損壞時(shí)，使得水流可以從風(fēng)洞排水溝排出，避免轉(zhuǎn)子發(fā)生接地故障。

4 結(jié)束語

600MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子故障原因較多，需要結(jié)合機(jī)組運(yùn)行環(huán)境與轉(zhuǎn)子實(shí)際情況，做好故障排查工作，以明確故障原因，進(jìn)行故障處理。在日常管理工作中，需要做好日常運(yùn)維管理工作，及時(shí)消除安全隱患，避免發(fā)生運(yùn)行故障。

[1]馬親良,孫善華,楊翠平.600MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷及處理[J].山東電力技術(shù),2012（01）:48-51+54.

[2]劉財(cái)碧.600MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路及接地故障分析[J].華電技術(shù),2011（）09:61-64+80+97.