电厂电气专业技术讲课.pptx

1发电机安全运行与反事故措施发电机安全运行与反事故措施 电气专业电气专业2 2主要内容主要内容1、我国发电机行业近年的发展现状。我国发电机行业近年的发展现状。2、大型发电机事故实例回顾。、大型发电机事故实例回顾。3、根据典型事故实例，讲解防止发生发电机、根据典型事故实例，讲解防止发生发电机重大事故的技术性措施。重大事故的技术性措施。3 3 我国电力工业概况我国电力工业概况 当前我国电力工业已经进入大电网与大机组的当前我国电力工业已经进入大电网与大机组的当前我国电力工业已经进入大电网与大机组的当前我国电力工业已经进入大电网与大机组的阶段。火力发电厂是我国电力工业的主体，其装阶段。火力发电厂是我国电力工业的主体，其装阶段。火力发电厂是我国电力工业的主体，其装阶段。火力发电厂是我国电力工业的主体，其装机容量占全国总装机容量的机容量占全国总装机容量的机容量占全国总装机容量的机容量占全国总装机容量的70%70%以上，其发电以上，其发电以上，其发电以上，其发电量占全国发电总量的量占全国发电总量的量占全国发电总量的量占全国发电总量的8080以上，而且火力发电机以上，而且火力发电机以上，而且火力发电机以上，而且火力发电机组中组中组中组中600MW600MW及及及及1000MW1000MW大型汽轮发电机组是大型汽轮发电机组是大型汽轮发电机组是大型汽轮发电机组是我国的主力发电机组，并且近几年大型发电机数我国的主力发电机组，并且近几年大型发电机数我国的主力发电机组，并且近几年大型发电机数我国的主力发电机组，并且近几年大型发电机数量一直在快速增加，火力发电无论是单机数量还量一直在快速增加，火力发电无论是单机数量还量一直在快速增加，火力发电无论是单机数量还量一直在快速增加，火力发电无论是单机数量还是发电总量依然是我国电网的绝对发电主力。是发电总量依然是我国电网的绝对发电主力。是发电总量依然是我国电网的绝对发电主力。是发电总量依然是我国电网的绝对发电主力。4 4截至截至2010年底，全国发电设备容量年底，全国发电设备容量96219万千万千瓦，其中，水电装机容量瓦，其中，水电装机容量21340万千瓦，火电万千瓦，火电装机容量装机容量70663万千瓦，核电装机容量万千瓦，核电装机容量1082万万千瓦，风电并网装机容量千瓦，风电并网装机容量3107万千瓦。万千瓦。22%73%1%3%截止到截止到20102010年底发电设备装机比例图年底发电设备装机比例图水电火电核电风电5大型汽轮发电机运行中的典型问题大型汽轮发电机运行中的典型问题200MW及以上容量的汽轮发电机除少数及以上容量的汽轮发电机除少数采用全氢冷外，基本上都是采用水氢氢冷采用全氢冷外，基本上都是采用水氢氢冷却方式。氢油水系统的问题比较多。却方式。氢油水系统的问题比较多。绕组端部松动造成绝缘磨损问题。绕组端部松动造成绝缘磨损问题。因电压等级达因电压等级达20kV以上，绕组防晕问题。以上，绕组防晕问题。赶工期引起制造和安装质量方面的问题。赶工期引起制造和安装质量方面的问题。6发电机的故障原因分类发电机的故障原因分类n发发电电机机故故障障属属设设计计制制造造质质量量问问题题约约占总量的占总量的1/2n属于安装和运行的各占属于安装和运行的各占1/4事故统计得出的发电机故障分类事故统计得出的发电机故障分类8表表1的说明（续）：的说明（续）：发电机本体有关的事故发电机本体有关的事故53次，占事故总次，占事故总数的数的38.4%，而且与绝缘有关的事故占多，而且与绝缘有关的事故占多数，数，53次故障中明确与绝缘有关的故障次故障中明确与绝缘有关的故障达达20次。目前，大型发电机还是绝缘事次。目前，大型发电机还是绝缘事故比较多、事故损失最大。故比较多、事故损失最大。励磁系统的事故率比较高，目前因为大励磁系统的事故率比较高，目前因为大量引进国外先进励磁系统，此类事故已量引进国外先进励磁系统，此类事故已经明显下降。经明显下降。9制造质量问题照片制造质量问题照片1（主绝缘被伸出的波纹板破坏）（主绝缘被伸出的波纹板破坏）10制造质量问题照片制造质量问题照片2（端部严重局部放电（端部严重局部放电）11定子绕组端部绝缘故障例定子绕组端部绝缘故障例1n浙江沿海某电厂浙江沿海某电厂3号机（号机（600MW），），2005年年12月底投产。月底投产。2006年年1月停运检修（春节临修），此前并网运行共计月停运检修（春节临修），此前并网运行共计1265小时。小时。n定子端部汽励两侧端部绕组各有定子端部汽励两侧端部绕组各有1处绝缘烧损故障。两个故障点在汽励处绝缘烧损故障。两个故障点在汽励两侧的几何位置相同，在接近两侧的几何位置相同，在接近6点钟位置，绝缘碳化位置都在点钟位置，绝缘碳化位置都在4、5号槽号槽上层线棒之间的（距汽、励两侧端部槽口都约上层线棒之间的（距汽、励两侧端部槽口都约80cm），端部渐伸线上，），端部渐伸线上，故障现象为绝缘炭化，其中故障现象为绝缘炭化，其中#5线棒汽侧主绝缘炭化较严重，线棒汽侧主绝缘炭化较严重，主绝缘炭主绝缘炭化深度约化深度约3mm。n烧损线棒绝缘表面检查，烧损碳化只有主绝缘外层，内层无烧损现象，烧损线棒绝缘表面检查，烧损碳化只有主绝缘外层，内层无烧损现象，说明烧损碳化过程是从外向内发展，故障起点是在故障线棒绝缘外部。说明烧损碳化过程是从外向内发展，故障起点是在故障线棒绝缘外部。n分析认定绝缘损坏主要原因是制造质量问题，特别是端部防晕层工艺不分析认定绝缘损坏主要原因是制造质量问题，特别是端部防晕层工艺不好。次要原因是发电机进油比较严重，运行环境不好。好。次要原因是发电机进油比较严重，运行环境不好。n故障处理是现场更换了两根定子线棒。其后因端部防晕处理问题引发全故障处理是现场更换了两根定子线棒。其后因端部防晕处理问题引发全国国20余台同厂家、同型发电机的普查和现场检修、处理。余台同厂家、同型发电机的普查和现场检修、处理。12制造质量问题照片制造质量问题照片3（铁心严重松动和磨损）（铁心严重松动和磨损）13定子铁心故障实例定子铁心故障实例1n广东沿海某电厂广东沿海某电厂2号机（国产号机（国产600MW），水氢氢冷却方式，运行），水氢氢冷却方式，运行大约大约2年后于年后于2006年年7月机组按计划停机大修，发现故障。月机组按计划停机大修，发现故障。n励端励端8点到点到11点位置的定子铁芯边端有较多的黑色泥状油污，油点位置的定子铁芯边端有较多的黑色泥状油污，油污从污从11点位置处（点位置处（18与与19槽间）开始，至槽间）开始，至8点钟位置结束，沿转点钟位置结束，沿转子旋转方向形成扩散状。子旋转方向形成扩散状。n检查发现在励侧铁芯边端（阶梯齿）靠近压指处的铁芯硅钢片齿检查发现在励侧铁芯边端（阶梯齿）靠近压指处的铁芯硅钢片齿部发生严重的片间松动磨损现象，磨损的硅钢片已磨成粉状。多部发生严重的片间松动磨损现象，磨损的硅钢片已磨成粉状。多处磨损分别形成蜂窝状（最严重处处磨损分别形成蜂窝状（最严重处25*30mm），硅钢片磨损深），硅钢片磨损深15mm20mm，有数十片硅钢片发生断齿。，有数十片硅钢片发生断齿。n故障原因与制造质量有关，也存在严重的发电机进油问题，运行故障原因与制造质量有关，也存在严重的发电机进油问题，运行环境不好。环境不好。n故障的处理是整个定子返回制造厂大修，更换部分铁心片。故障的处理是整个定子返回制造厂大修，更换部分铁心片。国产大型汽轮发电机国产大型汽轮发电机的定子铁心故障问题的定子铁心故障问题n历史经验：通常运行超过历史经验：通常运行超过10年才出问题。年才出问题。n目前有的新机运行不到两年，定子铁心即目前有的新机运行不到两年，定子铁心即出现松动、磨损、缺齿等严重故障，甚至出现松动、磨损、缺齿等严重故障，甚至呈现群发趋势，近几年至少已经有呈现群发趋势，近几年至少已经有4台台600MW等级发电机为此大修定子。等级发电机为此大修定子。n制造工期缩短和施工工艺控制问题为主。制造工期缩短和施工工艺控制问题为主。1415转子制造质量问题转子制造质量问题n内蒙某电厂内蒙某电厂4号机（号机（600MW），运行不），运行不到一年因振动过大，按计划停机检修，到一年因振动过大，按计划停机检修，抽转子时有绝缘块从转子端部脱落掉出。抽转子时有绝缘块从转子端部脱落掉出。n经拔下护环检查，发现俗称经拔下护环检查，发现俗称“小扁担小扁担”的绝缘挡板没有安装销钉，致使部分绝的绝缘挡板没有安装销钉，致使部分绝缘部件脱离原位和脱落。缘部件脱离原位和脱落。16制造或安装中的问题照片制造或安装中的问题照片（线棒主绝缘被金属异物破坏）（线棒主绝缘被金属异物破坏）17故障点绝缘解剖照片故障点绝缘解剖照片18定子线棒绝缘损坏故障实例定子线棒绝缘损坏故障实例2n广东沿海某电厂广东沿海某电厂2号机定子绕组运行中定号机定子绕组运行中定子一点接地报警，停机检修，通过直流子一点接地报警，停机检修，通过直流耐压试验找到放电点，是米粒大铁磁性耐压试验找到放电点，是米粒大铁磁性异物运行中发热和振动造成汽侧下层异物运行中发热和振动造成汽侧下层2线棒局部绝缘损伤产生爬电。线棒局部绝缘损伤产生爬电。n更换故障线棒过程中，厂家工作人员野更换故障线棒过程中，厂家工作人员野蛮施工，致使另一根下层线棒绝缘被砍蛮施工，致使另一根下层线棒绝缘被砍伤，为此在现场更换大量线棒。伤，为此在现场更换大量线棒。19耐压试验时发现另一线棒绝缘因施工被破坏耐压试验时发现另一线棒绝缘因施工被破坏20安装质量问题照片（漏装挡板）安装质量问题照片（漏装挡板）缺失2块盖板21新机铁心温度异常情况新机铁心温度异常情况（漏装挡板造成）（漏装挡板造成）n2006年年9月投产，从并网带负荷开始，铁心温月投产，从并网带负荷开始，铁心温度偏高。除端部温度正常外，中段铁心度偏高。除端部温度正常外，中段铁心8个测个测点除一个测点可能损坏外，其余测点温度都明点除一个测点可能损坏外，其余测点温度都明显高于同型号机组。满负荷运行时，无功控制显高于同型号机组。满负荷运行时，无功控制30MVA以内，才能保持铁心温度不超过以内，才能保持铁心温度不超过110度。相同工况下，红外成像仪测外壳温度比同度。相同工况下，红外成像仪测外壳温度比同型机高型机高20左右，说明铁心大面积发热。同型左右，说明铁心大面积发热。同型号的机组，满负荷时，铁心温度一般为七八十号的机组，满负荷时，铁心温度一般为七八十度。度。22运行中弓形引线烧断事故照片运行中弓形引线烧断事故照片23定子弓形引线烧断故障（多起）定子弓形引线烧断故障（多起）n浙江沿海某电厂浙江沿海某电厂1号机（号机（600MW），），2006年年4月投产，月投产，2006年年9月运行中在满月运行中在满负荷情况下突发定子绕组接地保护动作跳机。负荷情况下突发定子绕组接地保护动作跳机。n事故起因是事故起因是C相弓形引线水流量不足，造成相弓形引线水流量不足，造成C1分支局部过热熔断，然后分支局部过热熔断，然后C2分支承分支承担了担了C相全电流，达到额定的相全电流，达到额定的1.73倍（单支额定电流倍（单支额定电流9.62kA），导致），导致C2支路支路（上层（上层12-18线棒，下层线棒，下层37-1线棒串联）共线棒串联）共14根线棒严重发热。其中根线棒严重发热。其中7根下层线根下层线棒由于散热条件不如上层线棒，线棒出水温升尤其迅速，仅几分钟就使棒由于散热条件不如上层线棒，线棒出水温升尤其迅速，仅几分钟就使C2下层线下层线棒过热，主绝缘损坏，棒过热，主绝缘损坏，C相对地短路，发电机保护动作跳机。为此更换了相对地短路，发电机保护动作跳机。为此更换了20多根多根线棒（包括下层线棒（包括下层7根）。根）。n已先后有多台发电机发生同样引线烧断事故，分析确认直接原因是安装质量问题已先后有多台发电机发生同样引线烧断事故，分析确认直接原因是安装质量问题造成引线冷却水管过细（设计是造成引线冷却水管过细（设计是38mm内径，实际是内径，实际是20mm27mm）。）。n多数发电机幸运的因保护及时动作，事故损失较小，仅需要更换引线，少数发电多数发电机幸运的因保护及时动作，事故损失较小，仅需要更换引线，少数发电机损失惨重，如山东机损失惨重，如山东1台发电机为此更换全部上层线棒和台发电机为此更换全部上层线棒和11根下层线棒。根下层线棒。发电机端部弓形引线烧断问题发电机端部弓形引线烧断问题n以美国西屋制造技术生产的发电机为主：以美国西屋制造技术生产的发电机为主：n设计问题：并联水路长短互差过大。设计问题：并联水路长短互差过大。n安装问题：需现场施工的内冷水管管径过细，安装问题：需现场施工的内冷水管管径过细，未达到制造厂要求。制造厂也没有明确说明。未达到制造厂要求。制造厂也没有明确说明。n至少至少8台发电机故障，属于群发性事故。台发电机故障，属于群发性事故。2425发电机安装质量事故一例发电机安装质量事故一例n某厂某厂600MW汽轮发电机安装过程中，穿汽轮发电机安装过程中，穿转子时，已经进入内膛的转子因钢丝绳转子时，已经进入内膛的转子因钢丝绳滑脱造成转子一头下滑跌落在定子内膛滑脱造成转子一头下滑跌落在定子内膛上，使压指下沉以至压伤定子线棒绝缘，上，使压指下沉以至压伤定子线棒绝缘，在随后的发电机耐压交接试验时一根线在随后的发电机耐压交接试验时一根线棒绝缘击穿，为此现场更换一根定子线棒绝缘击穿，为此现场更换一根定子线棒，其他已受损的线棒在通过电气试验棒，其他已受损的线棒在通过电气试验以后投运，但也计划更换。以后投运，但也计划更换。26安装、调试质量问题实例安装、调试质量问题实例n福建某福建某600MW汽轮发电机抢工期进度，汽轮发电机抢工期进度，氢气干燥器没有投运就开始试运，转子氢气干燥器没有投运就开始试运，转子绝缘电阻从合格变到不合格，再重新处绝缘电阻从合格变到不合格，再重新处理转子绝缘，反而影响了工期，甚至已理转子绝缘，反而影响了工期，甚至已经造成转子绕组内伤。经造成转子绕组内伤。n山西某山西某300MW汽轮发电机因安装失误，汽轮发电机因安装失误，使机内大量进水，不适当的电气试验使使机内大量进水，不适当的电气试验使转子绕组产生匝间故障隐患。转子绕组产生匝间故障隐患。27运行和检修问题运行和检修问题发电机氢气爆炸发电机氢气爆炸n300MW及以上容量汽轮发电机，及以上容量汽轮发电机，2000年以后至少年以后至少6次爆炸事故。次爆炸事故。n运行中运行中1次，起机时次，起机时1次，检修时次，检修时4次。次。n人身伤亡和设备损坏情况。人身伤亡和设备损坏情况。n氢气浓度氢气浓度4%75%和氢爆点火能量是和氢爆点火能量是爆炸前提。爆炸前提。2829定子端部拉紧楔松动造成绝缘磨损故障定子端部拉紧楔松动造成绝缘磨损故障660MW超超临界汽轮发电机问题超超临界汽轮发电机问题n2009年下半年至今已经发现多起新投产仅几个月的年下半年至今已经发现多起新投产仅几个月的660MW发电机定子绕组端部松动磨损。发电机定子绕组端部松动磨损。n外观检查以端部内撑环拉紧楔松动为主要特征。外观检查以端部内撑环拉紧楔松动为主要特征。n严重的已经绝缘击穿，不得不大面积更换线棒。严重的已经绝缘击穿，不得不大面积更换线棒。n引进技术生产。原工艺要求拉紧楔螺栓安装时测量弹簧引进技术生产。原工艺要求拉紧楔螺栓安装时测量弹簧垫片变形尺寸，为提高施工效率制造厂改为用紧力扳手。垫片变形尺寸，为提高施工效率制造厂改为用紧力扳手。材料国产化后垫片刚度偏高，原紧力扳手设定使垫片变材料国产化后垫片刚度偏高，原紧力扳手设定使垫片变形不够，未出厂已经是松动的。形不够，未出厂已经是松动的。n群发性。涉及群发性。涉及44台机，其中一台运行中发生接地事故。台机，其中一台运行中发生接地事故。3031因定子绕组端部振动导致的绝缘事故因定子绕组端部振动导致的绝缘事故绕组端部振动问题导致绝缘事故绕组端部振动问题导致绝缘事故n某厂某厂1 1号机（号机（600MW600MW）20022002投产，投产，20072007年年1010月运行中突发定子月运行中突发定子接地保护跳闸，停机检查发现下层接地保护跳闸，停机检查发现下层#16#16线棒线棒水电接头处水电接头处烧穿烧穿，周围有周围有大量熔化的铜颗粒，内端盖大量熔化的铜颗粒，内端盖对应对应位置大片熏黑位置大片熏黑。端部。端部存在明显的松动和磨损现象，如存在明显的松动和磨损现象，如励侧端部有大量黄粉励侧端部有大量黄粉和部分和部分严重松动的紧固件严重松动的紧固件。n更换两根下层线棒和全部上层线棒，抢修工期更换两根下层线棒和全部上层线棒，抢修工期1个月。个月。n近年已发生多起类似事故。近年已发生多起类似事故。n振动过大与制造质量（主要是施工工艺不良）有关。振动过大与制造质量（主要是施工工艺不良）有关。n某厂某厂4 4发电机去年相继两次同样事故，目前已经安装振动测发电机去年相继两次同样事故，目前已经安装振动测点监视运行。点监视运行。3233发电机定子绕组端部线棒绝缘磨损发电机定子绕组端部线棒绝缘磨损 一台发电机典型故障原因及后果一台发电机典型故障原因及后果l进进口口500MW汽汽轮轮发发电电机机定定子子绕绕组组绝绝缘缘磨磨损损至至空空心心铜铜导导体体磨穿，内冷水箱大量漏氢，及时停机使故障未扩大。磨穿，内冷水箱大量漏氢，及时停机使故障未扩大。l事事故故直直接接原原因因是是端端部部线线棒棒绑绑扎扎工工艺艺不不良良，绑绑线线细细，绑绑块块棱棱角锋利，同时设计存在问题。角锋利，同时设计存在问题。l该发电机励侧端部绕组可能存在该发电机励侧端部绕组可能存在100Hz频率的共振现象。频率的共振现象。l在现场更换了全部定子线棒，局部更新了定子绕组端部的在现场更换了全部定子线棒，局部更新了定子绕组端部的紧固系统，为此共停机紧固系统，为此共停机118天。天。34The partial of Worn Out on Bar3536定子线棒绝缘磨损问题定子线棒绝缘磨损问题n发电机受到短路冲击后，应立即检查，发电机受到短路冲击后，应立即检查，运行半年至一年后应再次检查，例如，运行半年至一年后应再次检查，例如，一台进口一台进口500MW发电机一次失磁事发电机一次失磁事故后的情况：故后的情况：n端部整体因受冲击当时未查出问题，半端部整体因受冲击当时未查出问题，半年后停机检查发现绝缘磨损故障。年后停机检查发现绝缘磨损故障。n上次局部修复时挤出多余的环氧泥松动上次局部修复时挤出多余的环氧泥松动脱落，造成线棒严重磨损，见照片。脱落，造成线棒严重磨损，见照片。3738防止定子线棒绝缘磨损的制造厂措施防止定子线棒绝缘磨损的制造厂措施 n绕组端部紧固系统设计和制造工艺问题绕组端部紧固系统设计和制造工艺问题n汽轮发电机定子绕组端部结构采用新技术、新标准汽轮发电机定子绕组端部结构采用新技术、新标准采用先进的绕组轴向可以自由伸缩的柔性支撑结构采用先进的绕组轴向可以自由伸缩的柔性支撑结构执行定子绕组端部固有频率和测量的新标准执行定子绕组端部固有频率和测量的新标准先进的端部紧固方式设计先进的端部紧固方式设计严格的施工工艺管理严格的施工工艺管理39某电厂某电厂300MW汽轮发电机实例汽轮发电机实例n检修中发现定子绕组端部严重松动（检修中发现定子绕组端部严重松动（4根支架螺栓脱落、根支架螺栓脱落、12根螺栓松动、根螺栓松动、6处线棒绝缘磨损，其中一处露铜）。处线棒绝缘磨损，其中一处露铜）。n修复前模态试验，存在修复前模态试验，存在101Hz的七瓣振型（模态阻尼的七瓣振型（模态阻尼1.58%）和）和112Hz的八瓣振型的八瓣振型(模态阻尼模态阻尼1.88%)，端部松动，端部松动与共振可能有关系。与共振可能有关系。n检修中修复了绝缘，重新紧固了端部，复测模态时发现从检修中修复了绝缘，重新紧固了端部，复测模态时发现从89.5Hz137.9Hz之间无固有频率，原有的固有频率模态之间无固有频率，原有的固有频率模态阻尼从不到阻尼从不到2%升高到升高到4.45%，达到比较理想的端部结构，达到比较理想的端部结构状态，既证明了检修的效果，也说明发电机出厂时端部结状态，既证明了检修的效果，也说明发电机出厂时端部结构应该是合格的，运行几年后逐渐发生松动，端部线棒的构应该是合格的，运行几年后逐渐发生松动，端部线棒的固有频率和模态随之改变，因为有了靠近双倍频的振型，固有频率和模态随之改变，因为有了靠近双倍频的振型，更加重了松动和磨损的程度。这一例子说明，出厂时端部更加重了松动和磨损的程度。这一例子说明，出厂时端部结构测试合格的发电机，运行一段时间后可能会发生变化，结构测试合格的发电机，运行一段时间后可能会发生变化，定期检查端部结构和进行模态试验是必要的。定期检查端部结构和进行模态试验是必要的。40防止定子线棒绝缘磨损的检修措施防止定子线棒绝缘磨损的检修措施 n加强预防性检修加强预防性检修n仔细检查发电机定子绕组端部的紧固情况仔细检查发电机定子绕组端部的紧固情况n查查找找是是否否有有绝绝缘缘磨磨损损的的痕痕迹迹，尤尤其其是是发发现现有环氧泥时，借助内窥镜等工具进行检查有环氧泥时，借助内窥镜等工具进行检查41防止定子线棒绝缘磨损的在线监测措施防止定子线棒绝缘磨损的在线监测措施 q开展状态检修监视发电机运行开展状态检修监视发电机运行n监视发电机定子内冷水系统的漏氢情况（监视发电机定子内冷水系统的漏氢情况（GB/T7064）对内冷水箱中含氢量进行监测对内冷水箱中含氢量进行监测建议安装发电机在线监测漏氢浓度的装置建议安装发电机在线监测漏氢浓度的装置42监视发电机定子内冷水系统中漏监视发电机定子内冷水系统中漏氢情况意义重大氢情况意义重大n定子内冷水箱中有氢气逸出表明：定子内冷水箱中有氢气逸出表明：可能线棒绝缘磨损可能线棒绝缘磨损水接头密封失效水接头密封失效焊缝开焊焊缝开焊绝缘引水管损伤等绝缘引水管损伤等n水系统泄漏可能引发相间或对地短路事故。水系统泄漏可能引发相间或对地短路事故。n2008年年发发布布的的新新版版GB/T7064隐隐极极同同步步发发电电机机技技术术要要求求：水箱上氢气浓度：水箱上氢气浓度2报警、报警、10申请停机。申请停机。内冷水内冷水系统故障系统故障最新最新典型案例典型案例n我国某电厂一台我国某电厂一台1000MW超超临界火电机超超临界火电机组，日本日立公司生产，组，日本日立公司生产，自自20062006年年(投运不投运不到一年到一年)发现发现定子内冷水进水压力逐渐升高、定子内冷水进水压力逐渐升高、流量逐渐下降。流量逐渐下降。n具体数据：具体数据：2006年年11月月27日水压日水压374kPa时时水流量水流量128t/h，到，到2007年年8月月26日压力日压力485kPa而水流量仅而水流量仅119.2t/hn压力增加约压力增加约30，水流量反而降低，水流量反而降低743内冷水压力、流量及启停时间曲线内冷水压力、流量及启停时间曲线 44内冷水进内冷水进水压力水压力内冷水进内冷水进水流量水流量机组启停时间机组启停时间44空心导线堵塞情况空心导线堵塞情况n将部分绝缘引水管拆下，用内窥镜由定子线棒鼻端水电连接将部分绝缘引水管拆下，用内窥镜由定子线棒鼻端水电连接头处对空心导线进行检查。检查发现：已拆开的头处对空心导线进行检查。检查发现：已拆开的4根线棒汽根线棒汽侧（出水端）堵塞严重，部分空心导线接近堵死；励侧（进侧（出水端）堵塞严重，部分空心导线接近堵死；励侧（进水端）检查未发现明显异常。水端）检查未发现明显异常。45 汽侧（出水端）线棒汽侧（出水端）线棒空心导线照片空心导线照片 45堵塞物化验堵塞物化验成份成份含量含量CuCu（%）72.05 72.05 FeFe（%）0.48 0.48 总硬总硬（%）4.95 4.95 备备 注注 换算后：换算后：CuOCuO：90.05%90.05%，FeFe2 2O O3 3：0.69%0.69%，总硬，总硬:4.95%:4.95%，P P2 2O O5 5:0.13%,:0.13%,SiOSiO2 2:0.0085%:0.0085%，主要成分是铜。，主要成分是铜。46n对冲出的黑色粉末状物质进行化验，其中铜对冲出的黑色粉末状物质进行化验，其中铜元素占元素占72.05%，换算为，换算为CuO占占90.05%，说，说明堵塞物主要为铜腐蚀生成。明堵塞物主要为铜腐蚀生成。4647水内冷绕组水路堵塞故障分析水内冷绕组水路堵塞故障分析堵塞的化学形成机理：内冷水对管壁的堵塞的化学形成机理：内冷水对管壁的腐蚀生成的铜离子结垢，有时可反冲出腐蚀生成的铜离子结垢，有时可反冲出絮状物（铜化合物），在同样水压下有絮状物（铜化合物），在同样水压下有水流量明显减少现象。水流量明显减少现象。另一种是异物进入水系统，如某电厂另一种是异物进入水系统，如某电厂600MW新机新机168时烧损线棒，找到堵塞时烧损线棒，找到堵塞物餐巾纸。物餐巾纸。气堵：过热水蒸汽或其他气体气泡聚集。气堵：过热水蒸汽或其他气体气泡聚集。48部分厂家对水质的要求（参考）部分厂家对水质的要求（参考）n铜线：中性贫氧系统铜线：中性贫氧系统 含氧含氧0.5s/cm，离子交换器出口水导电率，离子交换器出口水导电率0.2 s/cm，系统中含，系统中含铜铜20ppb，离子交换器出口含铜，离子交换器出口含铜5ppb。49水酸碱度与铜线腐蚀的关系曲线水酸碱度与铜线腐蚀的关系曲线50内冷水质控制标准和实际情况内冷水质控制标准和实际情况内冷水标准：内冷水标准：DL/T801-2002规定规定pH值值79，含铜，含铜量量40 g/L，电导率，电导率2 S/cm。研究表明：理。研究表明：理想情况想情况pH值是值是89腐蚀最小，含铜量应该能够做到腐蚀最小，含铜量应该能够做到20 g/L，电导率则放宽到，电导率则放宽到2.0 S/cm，否则，否则pH值很难高于值很难高于8。该标准已经被修订为。该标准已经被修订为2010版。版。2008版版GB/T 7064：pH值值89，含铜量，含铜量20 g/L，电导率，电导率0.4 S/cm 2.0 S/cm 水质控制情况：目前大量电厂水质控制情况：目前大量电厂pH值达不到值达不到8，甚至低，甚至低于于7.5，需要对水处理设备进行改造。，需要对水处理设备进行改造。pHpH(25(25)电导率电导率(1)(1)(25(25)S/cmS/cm含铜量含铜量g/Lg/L溶氧量溶氧量(2)(2)g/L/L8.08.09.09.00.40.42.02.020207.07.09.09.03030注：注：1 1为为防止防止 pH pH 过低过低设定下限。设定下限。2 2 仅仅对对 p pH8 H8 时时控制。控制。2010年发布的年发布的DL/T801-2010中中关于空心铜导线内冷水控制规定关于空心铜导线内冷水控制规定51DL/T801-2010中中关于空心铜导线的几点说明：关于空心铜导线的几点说明：n将将pH值由值由7升至升至8时，铜的腐蚀率可下降为时，铜的腐蚀率可下降为1/6；由由从从8升至升至8.5时，腐蚀率下降为时，腐蚀率下降为1/15。n提高提高PH可采用可采用Na型混床、补凝结水、精处理出水型混床、补凝结水、精处理出水加氨、加加氨、加NaOH等方式。等方式。n因因直流直流泄漏和耐压试验需要，可临时将电导率降至泄漏和耐压试验需要，可临时将电导率降至0.4以下。以下。5253防止内冷水管路堵塞措施防止内冷水管路堵塞措施n严格按照厂家要求和最新标准控制内冷水水质，当检测出水质不严格按照厂家要求和最新标准控制内冷水水质，当检测出水质不合格时需要采取措施和加强检测频度，必要时更换水处理设备。合格时需要采取措施和加强检测频度，必要时更换水处理设备。n内冷水系统的经常性反冲洗内冷水系统的经常性反冲洗n检修时分支水流量的检测（超声法）检修时分支水流量的检测（超声法）n检修时的热水流试验（检修时的热水流试验（JB/T6228-2005）n安装和调试时注意管路是否符合要求（水阻小：管径足够大和减安装和调试时注意管路是否符合要求（水阻小：管径足够大和减少不必要转角；不得随意加减管路和节门）少不必要转角；不得随意加减管路和节门）n运行中水压力和水流量的监视和控制。运行中水压力和水流量的监视和控制。54注意防止因水路堵塞引发绝缘故障注意防止因水路堵塞引发绝缘故障n堵塞的严重后果：局部线棒温度过热导致绝缘损坏。堵塞的严重后果：局部线棒温度过热导致绝缘损坏。n反措规定线棒温度及温差、水支路出水温度和温差比反措规定线棒温度及温差、水支路出水温度和温差比较的限值，必要时降负荷直至停机检查，避免堵塞故较的限值，必要时降负荷直至停机检查，避免堵塞故障扩大为绝缘事故。障扩大为绝缘事故。n迅速而及时的紧急降负荷迅速而及时的紧急降负荷可以防止局部过热故障扩大可以防止局部过热故障扩大为发电机线棒烧损事故，如某为发电机线棒烧损事故，如某600MW发电机的引线发电机的引线烧断事故，过热持续烧断事故，过热持续6分钟，为此更换分钟，为此更换53根线棒。根线棒。n在集控运行的在集控运行的DCS中提前做好事故预案。即使误判，中提前做好事故预案。即使误判，紧急降负荷的损失远小于非停。值得研究。紧急降负荷的损失远小于非停。值得研究。55n汽、励两侧护环全部判废汽、励两侧护环全部判废 n发发电电机机机机内内湿湿度度超超标标是是护护环环应应力力腐腐蚀蚀裂纹主要原因裂纹主要原因n曾曾对对华华北北电电网网42台台发发电电机机护护环环进进行行的的超声波检查和覆膜金相检查统计：超声波检查和覆膜金相检查统计：有应力腐蚀的护环占有应力腐蚀的护环占25.7%，因应力腐蚀裂纹，因应力腐蚀裂纹而更换的护环占而更换的护环占16.6%发电机护环应力腐蚀故障实例发电机护环应力腐蚀故障实例故障原因及后果故障原因及后果56防止发电机护环应力腐蚀的措施防止发电机护环应力腐蚀的措施n更换为更换为18Mn18Cr钢护环钢护环n发电机护环抗应力腐蚀优选钢材料发电机护环抗应力腐蚀优选钢材料n该材料价格较高，而且目前主要靠进口该材料价格较高，而且目前主要靠进口nGE公公司司规规定定18Mn5Cr钢钢护护环环使使用用6年年要要更更换，并建议更换为换，并建议更换为18Mn18Cr钢护环。钢护环。n西西门门子子公公司司称称其其为为“免免维维护护护护环环”，并并认认为为因维护上减少了支出，可很快收回投资。因维护上减少了支出，可很快收回投资。57防止发电机护环应力腐蚀的措施防止发电机护环应力腐蚀的措施l降低发电机氢气湿度降低发电机氢气湿度l发发电电机机内内氢氢气气湿湿度度过过高高是是50Mn18Cr4WN护护环环发生应力腐蚀裂纹的主要诱因发生应力腐蚀裂纹的主要诱因l降低氢气湿度的主要措施是：降低氢气湿度的主要措施是：严严格格执执行行发发电电机机有有关关标标准准：发发电电机机内内的的氢氢气气湿湿度度用用在露点温度表示时允许值为在露点温度表示时允许值为-250 防止向发电机内漏油防止向发电机内漏油 保持发电机氢气干燥器运行良好。保持发电机氢气干燥器运行良好。58 转子绕组匝间短路或接地故障转子绕组匝间短路或接地故障发电机事故实例发电机事故实例投投运运不不到到两两年年的的一一台台QFSN-300-2型型汽汽轮轮发发电电机机运运行行中中发发生生转子绕组匝间短路接地故障转子绕组匝间短路接地故障检检查查发发现现汽汽侧侧护护环环下下绝绝缘缘瓦瓦烧烧损损，有有短短路路放放电电、铜铜线线烧烧损损痕痕迹迹绝缘隔板表层炭化绝缘隔板表层炭化对对应应绝绝缘缘瓦瓦烧烧穿穿处处的的护护环环内内壁壁上上有有一一块块黑黑色色金金属属物物的的滴滴熔区熔区（80mm50mm3mm）59 转子绕组匝间短路或接地故障转子绕组匝间短路或接地故障该发电机转子匝间短路故障原因分析该发电机转子匝间短路故障原因分析l制造质量不良是主要原因制造质量不良是主要原因l机内遗留异物的可能性比较大（化验铝成分多）机内遗留异物的可能性比较大（化验铝成分多）l发电机运行中机内漏油现象严重发电机运行中机内漏油现象严重60 转子匝间短路故障危害转子匝间短路故障危害o转子匝间短路故障是汽轮发电机常见故障转子匝间短路故障是汽轮发电机常见故障o轻微的故障可能仅是导致局部过热和振动增大轻微的故障可能仅是导致局部过热和振动增大o严重的故障可发展为转子接地和大轴磁化严重的故障可发展为转子接地和大轴磁化o随随着着调调峰峰需需求求增增加加，发发电电机机转转子子绕绕组组匝匝间间短短路路故故障障有上升趋势有上升趋势61转子匝间短路故障的发现和处理转子匝间短路故障的发现和处理n交流阻抗试验和直流电阻测量判断匝间短路灵敏度交流阻抗试验和直流电阻测量判断匝间短路灵敏度和准确度都不能满足需要和准确度都不能满足需要n采采用用RSO脉脉冲冲法法（可可测测动动态态）、波波形形法法（可可在在线线监监测）和测量分包压降等新技术、新方法测）和测量分包压降等新技术、新方法n检检修修或或运运行行中中监监测测转转子子匝匝间间短短路路的的检检测测装装置置或或在在线线监测装置（波形法、直阻计算和电磁计算法）监测装置（波形法、直阻计算和电磁计算法）n运运行行中中监监视视发发电电机机有有功功和和无无功功与与转转子子电电流流的的对对应应变变化关系，以及振动是否有异常化关系，以及振动是否有异常62 防止转子匝间短路故障的措施防止转子匝间短路故障的措施n提高设计、制造工艺等方面质量提高设计、制造工艺等方面质量n在在制制造造、运运输输、安安装装及及检检修修过过程程中中防防止止有有焊焊渣渣或金属屑等微小异物进入转子通风道内或金属屑等微小异物进入转子通风道内n提高发电机密封油系统的制造和运行水平提高发电机密封油系统的制造和运行水平n解决发电机进油问题解决发电机进油问题压差阀和平衡阀卡涩压差阀和平衡阀卡涩氢气泄露严重氢气泄露严重运运行行中中的的对对策策是是保保持持氢氢气气压压力力的的稳稳定定，避避免免低低氢氢压压下下运运行行、避免回油不畅避免回油不畅 63铁心磨损、松动及铁心片间短路故障铁心磨损、松动及铁心片间短路故障2一台运行一台运行10年的年的QFQ-200-2型型200MW汽轮发电机汽轮发电机 检修中发现励侧端部大面积铁心片明显呈现铁心片松检修中发现励侧端部大面积铁心片明显呈现铁心片松动、磨损、缺齿，并磨损了线棒绝缘动、磨损、缺齿，并磨损了线棒绝缘现场拆除了全部线棒，更换边段铁心现场拆除了全部线棒，更换边段铁心现场铁心叠压和重新下线现场铁心叠压和重新下线避免返厂大修，否则除工期长外，运费是巨额开支避免返厂大修，否则除工期长外，运费是巨额开支64656667常见定子铁心故障原因分析常见定子铁心故障原因分析n运行中振动以及磁滞和涡流损耗造成的发热运行中振动以及磁滞和涡流损耗造成的发热n制造质量差和长期振动和发热的联合作用制造质量差和长期振动和发热的联合作用n松动后造成齿部振动加大，铁齿疲劳断裂松动后造成齿部振动加大，铁齿疲劳断裂n引发局部磨损、掉齿、片间短路引发局部磨损、掉齿、片间短路n局部铁心过热、局部烧损局部铁心过热、局部烧损n齿片磨损破坏线棒主绝缘，继而引发线棒短路放电，齿片磨损破坏线棒主绝缘，继而引发线棒短路放电，大面积破坏线棒或铁心大面积破坏线棒或铁心n故障早期现象：油泥状异物，明显齿部松动故障早期现象：油泥状异物，明显齿部松动n另一种突发性的铁心故障：金属异物落入气隙另一种突发性的铁心故障：金属异物落入气隙 68铁心故障的查找铁心故障的查找 l油泥状异物，经化验含有大量铁成分油泥状异物，经化验含有大量铁成分l铁损试验，通过表面温度测量查找故障部位铁损试验，通过表面温度测量查找故障部位l铁心故障探测仪（铁心故障探测仪（ELCID）lELCID查找铁心故障与普通铁损试验方法比较查找铁心故障与普通铁损试验方法比较 69常规铁损试验的特点常规铁损试验的特点n需要的激磁电流大，需要电源容量大需要的激磁电流大，需要电源容量大n需要红外成像仪扫描需要红外成像仪扫描n可以准确找到定子齿顶表面过热故障点，有试验行业标准（激磁可以准确找到定子齿顶表面过热故障点，有试验行业标准（激磁量和试验持续时间、允许热点温升和与周围温差值等）量和试验持续时间、允许热点温升和与周围温差值等）n试验时间较长并且试验成本较高试验时间较