对发电机专业工作的几点建议.doc

对发电机专业工作的几点建议
摘　要：根据大型发电机转子事故时有发生的现实，提出了在发电机温度检测、发电机转子匝间短路的检测方面提高运行自动化水平的建议；并从发电机端部结构，防止发电机端部固定螺丝松动和发电机进油方面提出建议；还提出了简化试验程序和试验项目的看法。
关键词：发电机；温度；转子匝间短路；端部结构；进油；试验程序；试验项目
　　近年来，在全国电机制造、运行、科研等部门专业技术人员的共同努力下，大型发电机由于其本身的绝缘缺陷造成发电机损坏的事故已不多见。虽然现行的发电机出厂试验和预防性试验基本上能够保证发电机在投入前电气性能处于良好状态，但是，这些年来大型发电机定转子事故仍时有发生。纵观这些事故，有些与发电机运行中状态监测有关；有些与发电机本身制造水平有关。从造成这些事故的原因来看，有些是原因清楚而不易解决的老大难问题；有些是由于观念上的差异而未引起重视的问题；还有一些是原因不明的问题，需电机专业人员继续探索攻关。
　　另外，在发电机制造发展到较高水平的今天，由于市场经济的需要，应尝试改变一下发电机电气试验的模式。
1　尽快提高发电机运行的自动化水平
1.1　发电机温度监测
　　实际上，集控式发电机组发电机的各部分温度(如：定子线棒、铁心、内冷水入口出口、冷热风等的温度)均已引入DCS，而且每个测点均可以设定上限温度和下限温度并报警，另外，可以根据发电机运行规程的要求，通过简单的附加程序实现发电机线棒间温差的计算、报警，完全具备了发电机运行温度的自动检测和报警的硬件条件。然而京津唐电网尚无一发电厂充分利用这些功能(包括进口机组)，发电机运行温度的监测仍停留在定时抄表、人工分析的状态，既费力又不可靠。经与热工专业人员交流，了解到造成这一状况的原因主要是有关部门尚无明确的规定，因此在新建和改造工程中引进DCS系统时就没有提出这方面的明确要求(加之热控人员不了解发电机专业的这种需求)。因此建议全国电机专业标委会或相关部门应把这一方面的要求纳入相关规程(如：发电机通用技术条件)，提出明确的意见，让电机专业人员有据可依，进而提高发电机运行的自动化水平。
1.2　发电机转子匝间短路的检测
　　1993～1998年，张家口发电厂的2台发电机连续3次发生转子绕组严重匝间短路(短路2包线圈)，将护环下的绝缘瓦烧穿后烧伤护环，转子大轴严重磁化，护环报废的事故。这3次转子事故类型相同，都是在发“转子一点接地信号”后才发现，并被迫停机检修的。如果及时判断出转子匝间短路故障，将能避免这3次事故的发生。当然，采用通过测波形来判断转子线圈是否存在匝间短路且能确定转子线圈匝间短路位置的方法，是能消除转子线圈匝间短路故障的，但都是离线测量方法。那么，是否有更及时、简单的方法呢?其实过去和现在分析发电机转子是否存在匝间短路常用到的一种辅助手段就是查运行表单，通过对照相同负荷下转子电流的变化来粗略确定转子是否存在匝间短路，因而利用现有发电机运行参数就能达到自动检测的目的。就是把正常情况下的发电机典型运行参数作为基准，与运行中发电机参数进行比较，从而确定发电机转子是否存在匝间短路。当然这种方法对检测1、2匝短路可能不灵敏，但对1、2包短路的情况将能及时发现。反过来说，即使有1、2匝短路对发电机运行也不会有太严重的影响，可以通过其他的试验手段检测出来。当然，这个工作也需要热工人员协助进行。
2　解决制造上的难题
　　目前发电机专业方面有两个问题需要制造部门研究解决：一是发电机定子绕组端部结构；另一是发电机内进油。
2.1　发电机端部结构
　　这些年来，通过借鉴国外经验和吸取国内大型发电机重大事故教训，国内同行对发电机端部结构问题越来越重视，并开展了深入的探索，其中一个令人注目的问题是发电机端部绕组的振动模态。从理论上讲，发电机线棒自振频率为100Hz时，运行中将产生共振；端部绕组整体模态为100Hz椭圆振型时对发电机的危害最严重。基于上述理论，国内陆续开展了发电机线棒振动固有频率测量和整体模态的分析，近来一些研究单位已开始在线检测发电机线棒振幅的探索。从一些单位的研究结果来看，到目前为止，发电机线棒振动问题尚待进一步探索。其中有两个问题需进一步明确：第一，发电机端部振动模态为100Hz附近椭圆振型或单根线棒自振频率接近100Hz时，运行中线棒振动幅值是否一定会大；第二，是不是主要考虑整体模态而单根线棒的振动不作为考虑的重点，是否要研究发电机线棒振动与其它因素的关系，对于以前认为是由固有振动频率和模态引起的事故是否有必要进一步深入分析研究。
　　当然根本解决的办法是制造部门借鉴国外先进设计计算方法，使发电机线棒振动频率躲开100Hz和椭圆振型。
2.2　发电机端部固定螺丝松动问题
　　众所周知，某制造厂生产的300MW汽轮发电机，从刚投产的新机组到运行10年左右的老机组都曾发生过发电机端部支架螺丝松动脱落的现象，造成发电机事故，甚至发生发电机定子铁心紧固螺丝松动脱落的问题。这个问题已存在10年了，但是至今仍没有得到彻底解决，1999年某电厂在处理事故后所采取的防止螺丝松动的措施仍不能令人满意。
2.3　发电机进油问题
　　发电机内进油并且油中带水，致使绝缘事故频发，此类问题我们都记忆犹新。在检测发电机定子绕组端部表面电位(泄漏电流)的方法采用后发电机定子事故少了，但是不是无需再注意发电机内进油问题了呢?众所周知，发电机内进油水，除了能降低定子绝缘水平外，还会造成转子护环应力腐蚀，转子匝间短路接地，影响发电机在线监测仪表(如氢气湿度在线监测仪、发电机绝缘过热报警装置)正常工作。其实每一种影响的危害都是相当严重的。例如，在线监测仪表受油污染后，为了恢复其正常工作，就要频繁清洗，甚至有的仪表一旦被污染就报废了，造成装置不能报警或误报警；发电机内进油严重时，无法用露点仪测量发电机内湿度，给运行单位带来极大的不方便。对发电机转子匝间绝缘的影响就不再赘述。
　　诚然，发电机内进油与运行人员操作有关，但是国外的大部分发电机特别是全氢冷发电机可以说是不进油的，各制造厂是否可以借鉴一下，使国产发电机免受进油之苦。因为发电机内进油除了上述危害以外，还有一种长效影响——对发电机绝缘寿命的影响，另外还会因为投入很大的人力、物力、财力进行治理，造成很大的资源浪费。
3　简化试验程序和试验项目
　　多年来，发电机电气试验一直是出厂交接预试的试验模式。但发电机制造水平发展到今天，在一切应以成本核算为基础的市场经济条件下，有必要考虑是否应该改变一下现有的试验模式。例如，有的电网，为了给运行单位留下全面的试验数据，凡是能做的试验都做。交接试验时除了做发变组空载短路试验外，还要做发电机的空载短路试验。两个试验再加上中间拆装接线的时间总共需8h，以一台300 MW汽轮发电机为例，8 h耗费燃油100t，合人民币25～30万元，仅这一项费用就非常可观，如果再加上试验、运行、安装等人力物力费用，经济损失就更大。为此本人认为，部分交接试验可用出厂试验代替，以简化交接试验项目。
　　我们可以把发电机电气交接试验分为比对性试验和绝缘试验，如：直流电阻、交流阻抗、空载短路特性等为比对性试验；绝缘电阻、交直流耐压等为绝缘试验。比对性试验完全可以用出厂试验代替，绝缘试验在现场进行。但是否可以考虑发电机定子交直流耐压试验只进行一项。众所周知，高强度耐压对发电机定子绝缘是没有好处的。要实现出厂试验代替交接试验，制造部门与运行部门必须同意规范试验方法，达到两个行业的统一，同时提高试验的准确性和试验报告的准确性，运行部门应改变观念，追求高的性能价格比，同时主管部门应制定相应的规程。