水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)定子回路故障的分析與防范
評(píng)論: 更新日期:2008年05月12日
紅雁池發(fā)電廠5~9號(hào)機(jī)組的均為雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī),自投產(chǎn)以來(lái),5,6,9號(hào)機(jī)的定子回路曾發(fā)生線圈絕緣擊穿、接地短路、鐵芯燒傷、水內(nèi)冷機(jī)定子漏水、斷水等故障,嚴(yán)重威脅發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。為全面提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性,提高發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,有必要對(duì)已發(fā)生過(guò)的故障進(jìn)行技術(shù)分析,并提出相應(yīng)的防范措施。現(xiàn)以該廠5號(hào)機(jī)發(fā)生的3起故障為例進(jìn)行分析。
1 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁側(cè)引線過(guò)熱故障
1.1 故障過(guò)程
1987年5月3日晚,電氣值班員巡檢時(shí),嗅到5號(hào)機(jī)有焦煳味。從窺視孔仔細(xì)查看,發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)勵(lì)側(cè)引線有流黑漆現(xiàn)象,立即報(bào)告分場(chǎng)及廠部,決定停機(jī)檢查。揭蓋后發(fā)現(xiàn),勵(lì)磁C相引線D3及D6絕緣燒黑,有硫化現(xiàn)象,且有2處的復(fù)漆已被流出的黑玻璃絕緣布帶的黑漆污染。D3及D6引線外表溫度比其他引線高出約20℃。
1.2 故障原因分析
初步判斷為定子線圈通水回路局部堵塞,造成局部線圈水流量減小,致使內(nèi)冷效果明顯降低。
為了進(jìn)一步確證故障原因,決定將發(fā)電機(jī)定子的該根線棒水電接頭焊開,進(jìn)行水沖洗。從沖出的水中發(fā)現(xiàn)大量黑色顆粒,同時(shí)也在冷水箱中發(fā)現(xiàn)大量黑色粉末。根據(jù)這一現(xiàn)象決定擴(kuò)大沖洗范圍,于是將定子線圈的水電接頭分段焊下,分段進(jìn)行再?zèng)_洗,均發(fā)現(xiàn)有較多黑色粉末,經(jīng)確認(rèn)為橡皮粉末。由此可以確認(rèn),造成定子線圈水回路堵塞的原因有以下幾方面:
(1) 甩水盒橡皮密封墊腐蝕磨損成鋸齒狀,參差不齊,磨損最深處可達(dá)3 mm。在對(duì)冷水系統(tǒng)檢查后,發(fā)現(xiàn)冷卻水進(jìn)入發(fā)電機(jī)前的不銹鋼濾網(wǎng)未焊接,而采用金屬絲綁扎,結(jié)果被水流沖破,橡皮粉末隨水流進(jìn)入定子水回路,堵塞了一線棒水回路,使水流量大大減小,對(duì)導(dǎo)線的冷卻效果變差,造成線圈溫度升高。
(2) 進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn),第30根線棒汽側(cè)銅管進(jìn)口處約有1/4的面積在制造時(shí)已被焊錫封死,因此造成該水管水流量不足,使橡皮粉末更容易存留在該線棒的水管內(nèi),造成水管堵塞,引起線棒發(fā)熱。為了排除這一缺陷,將9,11,12,13,14"U"形環(huán)、10號(hào)線棒銅管焊死部分用電鉆打通,再用壓力水(0.2~0.25 MPa)和高壓空氣(不大于0.8 MPa),對(duì)9,11,12,13,14"U"形環(huán)和10號(hào)線棒正反向反復(fù)沖洗,直至水中橡皮粉末消失為止。后期又對(duì)定子線圈水回路分相沖洗,并用量杯和質(zhì)量表測(cè)量三相水流量均衡,直至定子水流量符合規(guī)定要求后,才恢復(fù)投入運(yùn)行。
2 發(fā)電機(jī)汽側(cè)定子線圈漏水故障
2.1 故障過(guò)程及原因
1988年6月15日,5號(hào)機(jī)計(jì)劃停機(jī)小修,停機(jī)后的第二天,電氣試驗(yàn)人員途經(jīng)5號(hào)機(jī)時(shí),聽到機(jī)內(nèi)有嘩嘩水聲,從窺視孔可見汽側(cè)定子線圈端部流水,立即向分場(chǎng)匯報(bào)。揭蓋檢查,見一線圈端部水電接頭絕緣包內(nèi)漏水,打開絕緣包后發(fā)現(xiàn)定子線棒水電接頭處磨穿。
由于該臺(tái)機(jī)組系早期產(chǎn)品,水電接頭處使用的填料不合適(用云母粉和棉粉及環(huán)氧樹脂配制),填料干固后龜縮,造成填料松動(dòng)。水內(nèi)冷電機(jī)電流密度大,每根線棒所承受的電動(dòng)力也大,運(yùn)行中線棒每秒鐘要承受100次電磁力的振動(dòng),其端部振動(dòng)更嚴(yán)重。干固龜縮的填料塊在水電接頭內(nèi)抖動(dòng),磨損定子銅棒,因而造成定子線棒磨穿漏水。
2.2 故障處理
(1) 對(duì)磨穿的線棒進(jìn)行補(bǔ)焊。為防止線棒水回路被流動(dòng)焊液封死,補(bǔ)焊時(shí)取下水電接頭的“U"形環(huán),從線棒端部孔內(nèi)插入一細(xì)銅絲,邊焊邊活動(dòng)銅絲,直至焊完后焊錫凝固為止。
(2) 用6101環(huán)氧樹脂和650聚酰胺配劑浸漬過(guò)的滌綸氈代替原來(lái)的水電接頭填料。填完夾緊后,外包絕緣最外層用無(wú)堿玻璃絲布帶包扎,再用6101環(huán)氧樹脂和650聚酰胺樹脂刷固。
(3) 對(duì)汽側(cè)30多個(gè)水電接頭打開絕緣包進(jìn)行檢查,更換填料,發(fā)現(xiàn)有4~5個(gè)水電接頭中填料松動(dòng),而這些都是在打開絕緣包之前就能感到為“空包”的水電接頭。
3 定子線圈主絕緣磨損故障
3.1 故障過(guò)程及原因
1991年8月下旬5號(hào)機(jī)大修期間,發(fā)電機(jī)揭大蓋后,檢修人員發(fā)現(xiàn)該機(jī)汽側(cè)線圈端部有4~5處有黃色絕緣粉末。切斷綁帶,取出絕緣墊塊,發(fā)現(xiàn)絕緣墊塊磨損有17處,定子線圈主絕緣已被磨穿,露銅。其中有4處定子線圈銅線磨損達(dá)0.5~1.0 mm,受損嚴(yán)重。原制造廠制造時(shí)定子線圈端部墊塊與定子線棒是直接接觸的,這種硬碰硬的接觸,在安裝時(shí)稍有疏忽(如墊塊的大小、尺寸,墊正與否等原因)就有可能引起不良后果。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)線圈不停振動(dòng),長(zhǎng)期運(yùn)行有可能造成墊塊與線棒接觸面松動(dòng)、相互摩擦,造成定子線棒端部磨損。
3.2 故障處理
(1) 將磨損部位的墊塊取出,在墊塊外包以用環(huán)氧樹脂與聚酰胺樹脂配劑浸漬的滌綸氈,重新墊入線圈間。
(2) 墊塊墊正夾緊后,外部用6101與650配劑浸漬的*8 mm滌綸帶綁札固定。后因*8 mm滌綸帶不夠,有些地方也用無(wú)堿玻璃絲帶綁扎。
(3) 對(duì)汽端18個(gè)撐塊處檢查,共有17個(gè)發(fā)生線棒磨損。而這些點(diǎn)在打開絕緣包前就有黃粉冒出。對(duì)勵(lì)磁端抽查4處,無(wú)一松動(dòng)。由于檢修工期限制,未來(lái)得及對(duì)全部端部絕緣解剖,查看絕緣撐塊情況。
(4) 重新裝上端部綁環(huán),用6101與650配劑浸漬過(guò)的*8 mm滌綸帶對(duì)定子線圈端部進(jìn)行固定。
4 故障防范措施
(1) 5號(hào)機(jī)在選材及制造質(zhì)量上存在問(wèn)題。該機(jī)每根線棒共有6個(gè)通水銅管,而30號(hào)線棒的通水管就有一個(gè)半被堵塞,使該線棒通水量減少。加上橡皮粉末的淤積堵塞,水流量更小,因而造成線棒過(guò)熱。因此制造廠應(yīng)保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及制造質(zhì)量。
(2) 為了防止定子線圈冷卻銅管嚴(yán)重阻塞引起過(guò)熱,應(yīng)定期測(cè)量每根銅管的進(jìn)出水溫差。但5號(hào)機(jī)定子線圈測(cè)溫點(diǎn)僅有8個(gè),而30號(hào)線棒恰恰未埋測(cè)溫元件,這就給現(xiàn)場(chǎng)溫度監(jiān)視帶來(lái)困難,因此,廠家在設(shè)計(jì)定子線圈冷卻銅管時(shí)應(yīng)予以改進(jìn)。
(3) 發(fā)電廠一定要盡早將轉(zhuǎn)子甩水盒密封改造列入技改項(xiàng)目,否則仍會(huì)發(fā)生上述水回路堵塞情況。
(4) 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)經(jīng)常對(duì)定子線圈溫度進(jìn)行監(jiān)視和分析,對(duì)溫度有明顯上升的線圈應(yīng)加強(qiáng)跟蹤,并結(jié)合檢修進(jìn)行處理。運(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常通過(guò)窺視孔加強(qiáng)對(duì)機(jī)組內(nèi)部的監(jiān)視,檢查定子端部有無(wú)滲水、漏水、流膠、焦煳氣味、黃粉、零部件松動(dòng)、塑料引水管磨損、后圈過(guò)熱發(fā)松以及其他異常情況,發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)消除。
(5) 在檢修中,應(yīng)仔細(xì)檢查定子線圈。檢查定子線圈有沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的“松”(楔條松、綁線松、墊塊松)、“空”(下層線棒在槽內(nèi)未落實(shí);在出槽口前懸空;線棒端部與綁環(huán)間未靠攏、懸空;絕緣包內(nèi)空)、“拼”(上、下層線棒在轉(zhuǎn)角R處應(yīng)留有標(biāo)準(zhǔn)空間,但由于調(diào)整不當(dāng),拼靠造成間隙距離與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值不符),如發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象,應(yīng)立即采取措施消除。
(6) 嚴(yán)格監(jiān)視監(jiān)測(cè)水沖洗質(zhì)量及定子回路水流量,嚴(yán)把水壓試驗(yàn)環(huán)節(jié),加強(qiáng)絕緣預(yù)防性試驗(yàn)。這些都是保證水內(nèi)冷機(jī)組安全運(yùn)行的重要措施。(王 珺 丁庚富)