紅雁池發(fā)電廠5～9號機組的均為雙水內(nèi)冷發(fā)電機，自投產(chǎn)以來，5，6，9號機的定子回路曾發(fā)生線圈絕緣擊穿、接地短路、鐵芯燒傷、水內(nèi)冷機定子漏水、斷水等故障，嚴(yán)重威脅發(fā)電機的安全運行。為全面提高機組運行的可靠性，提高發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟效益，有必要對已發(fā)生過的故障進行技術(shù)分析，并提出相應(yīng)的防范措施。現(xiàn)以該廠5號機發(fā)生的3起故障為例進行分析。
1 發(fā)電機勵磁側(cè)引線過熱故障
1.1 故障過程
1987年5月3日晚，電氣值班員巡檢時，嗅到5號機有焦煳味。從窺視孔仔細查看，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機勵側(cè)引線有流黑漆現(xiàn)象，立即報告分場及廠部，決定停機檢查。揭蓋后發(fā)現(xiàn)，勵磁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。
為了進一步確證故障原因，決定將發(fā)電機定子的該根線棒水電接頭焊開，進行水沖洗。從沖出的水中發(fā)現(xiàn)大量黑色顆粒，同時也在冷水箱中發(fā)現(xiàn)大量黑色粉末。根據(jù)這一現(xiàn)象決定擴大沖洗范圍，于是將定子線圈的水電接頭分段焊下，分段進行再沖洗，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3 mm。在對冷水系統(tǒng)檢查后，發(fā)現(xiàn)冷卻水進入發(fā)電機前的不銹鋼濾網(wǎng)未焊接，而采用金屬絲綁扎，結(jié)果被水流沖破，橡皮粉末隨水流進入定子水回路，堵塞了一線棒水回路，使水流量大大減小，對導(dǎo)線的冷卻效果變差，造成線圈溫度升高。
(2) 進一步檢查發(fā)現(xiàn)，第30根線棒汽側(cè)銅管進口處約有1/4的面積在制造時已被焊錫封死，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9，11，12，13，14"U"形環(huán)和10號線棒正反向反復(fù)沖洗，直至水中橡皮粉末消失為止。后期又對定子線圈水回路分相沖洗，并用量杯和質(zhì)量表測量三相水流量均衡，直至定子水流量符合規(guī)定要求后，才恢復(fù)投入運行。
2 發(fā)電機汽側(cè)定子線圈漏水故障
2.1 故障過程及原因
1988年6月15日，5號機計劃停機小修，停機后的第二天，電氣試驗人員途經(jīng)5號機時，聽到機內(nèi)有嘩嘩水聲，從窺視孔可見汽側(cè)定子線圈端部流水，立即向分場匯報。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。
由于該臺機組系早期產(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。水內(nèi)冷電機電流密度大，每根線棒所承受的電動力也大，運行中線棒每秒鐘要承受100次電磁力的振動，其端部振動更嚴(yán)重。干固龜縮的填料塊在水電接頭內(nèi)抖動，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) 對磨穿的線棒進行補焊。為防止線棒水回路被流動焊液封死，補焊時取下水電接頭的“U"形環(huán)，從線棒端部孔內(nèi)插入一細銅絲，邊焊邊活動銅絲，直至焊完后焊錫凝固為止。
(2) 用6101環(huán)氧樹脂和650聚酰胺配劑浸漬過的滌綸氈代替原來的水電接頭填料。填完夾緊后，外包絕緣最外層用無堿玻璃絲布帶包扎，再用6101環(huán)氧樹脂和650聚酰胺樹脂刷固。
(3) 對汽側(cè)30多個水電接頭打開絕緣包進行檢查，更換填料，發(fā)現(xiàn)有4～5個水電接頭中填料松動，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 故障過程及原因
1991年8月下旬5號機大修期間，發(fā)電機揭大蓋后，檢修人員發(fā)現(xiàn)該機汽側(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0.5～1.0 mm，受損嚴(yán)重。原制造廠制造時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。因為發(fā)電機運行時線圈不停振動，長期運行有可能造成墊塊與線棒接觸面松動、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，有些地方也用無堿玻璃絲帶綁扎。
(3) 對汽端18個撐塊處檢查，共有17個發(fā)生線棒磨損。而這些點在打開絕緣包前就有黃粉冒出。對勵磁端抽查4處，無一松動。由于檢修工期限制，未來得及對全部端部絕緣解剖，查看絕緣撐塊情況。
(4) 重新裝上端部綁環(huán)，用6101與650配劑浸漬過的*8 mm滌綸帶對定子線圈端部進行固定。
4 故障防范措施
(1) 5號機在選材及制造質(zhì)量上存在問題。該機每根線棒共有6個通水銅管，而30號線棒的通水管就有一個半被堵塞，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，因而造成線棒過熱。因此制造廠應(yīng)保證產(chǎn)品的設(shè)計及制造質(zhì)量。
(2) 為了防止定子線圈冷卻銅管嚴(yán)重阻塞引起過熱，應(yīng)定期測量每根銅管的進出水溫差。但5號機定子線圈測溫點僅有8個，而30號線棒恰恰未埋測溫元件，這就給現(xiàn)場溫度監(jiān)視帶來困難，因此，廠家在設(shè)計定子線圈冷卻銅管時應(yīng)予以改進。
(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目，否則仍會發(fā)生上述水回路堵塞情況。
(4) 生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)經(jīng)常對定子線圈溫度進行監(jiān)視和分析，對溫度有明顯上升的線圈應(yīng)加強跟蹤，并結(jié)合檢修進行處理。運行中應(yīng)經(jīng)常通過窺視孔加強對機組內(nèi)部的監(jiān)視，檢查定子端部有無滲水、漏水、流膠、焦煳氣味、黃粉、零部件松動、塑料引水管磨損、后圈過熱發(fā)松以及其他異常情況，發(fā)現(xiàn)隱患及時消除。
(5) 在檢修中，應(yīng)仔細檢查定子線圈。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；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)測水沖洗質(zhì)量及定子回路水流量，嚴(yán)把水壓試驗環(huán)節(jié)，加強絕緣預(yù)防性試驗。這些都是保證水內(nèi)冷機組安全運行的重要措施。(王 珺 丁庚富)
1 發(fā)電機勵磁側(cè)引線過熱故障
1.1 故障過程
1987年5月3日晚，電氣值班員巡檢時，嗅到5號機有焦煳味。從窺視孔仔細查看，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機勵側(cè)引線有流黑漆現(xiàn)象，立即報告分場及廠部，決定停機檢查。揭蓋后發(fā)現(xiàn)，勵磁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。
為了進一步確證故障原因，決定將發(fā)電機定子的該根線棒水電接頭焊開，進行水沖洗。從沖出的水中發(fā)現(xiàn)大量黑色顆粒，同時也在冷水箱中發(fā)現(xiàn)大量黑色粉末。根據(jù)這一現(xiàn)象決定擴大沖洗范圍，于是將定子線圈的水電接頭分段焊下，分段進行再沖洗，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3 mm。在對冷水系統(tǒng)檢查后，發(fā)現(xiàn)冷卻水進入發(fā)電機前的不銹鋼濾網(wǎng)未焊接，而采用金屬絲綁扎，結(jié)果被水流沖破，橡皮粉末隨水流進入定子水回路，堵塞了一線棒水回路，使水流量大大減小，對導(dǎo)線的冷卻效果變差，造成線圈溫度升高。
(2) 進一步檢查發(fā)現(xiàn)，第30根線棒汽側(cè)銅管進口處約有1/4的面積在制造時已被焊錫封死，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9，11，12，13，14"U"形環(huán)和10號線棒正反向反復(fù)沖洗，直至水中橡皮粉末消失為止。后期又對定子線圈水回路分相沖洗，并用量杯和質(zhì)量表測量三相水流量均衡，直至定子水流量符合規(guī)定要求后，才恢復(fù)投入運行。
2 發(fā)電機汽側(cè)定子線圈漏水故障
2.1 故障過程及原因
1988年6月15日，5號機計劃停機小修，停機后的第二天，電氣試驗人員途經(jīng)5號機時，聽到機內(nèi)有嘩嘩水聲，從窺視孔可見汽側(cè)定子線圈端部流水，立即向分場匯報。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。
由于該臺機組系早期產(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。水內(nèi)冷電機電流密度大，每根線棒所承受的電動力也大，運行中線棒每秒鐘要承受100次電磁力的振動，其端部振動更嚴(yán)重。干固龜縮的填料塊在水電接頭內(nèi)抖動，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) 對磨穿的線棒進行補焊。為防止線棒水回路被流動焊液封死，補焊時取下水電接頭的“U"形環(huán)，從線棒端部孔內(nèi)插入一細銅絲，邊焊邊活動銅絲，直至焊完后焊錫凝固為止。
(2) 用6101環(huán)氧樹脂和650聚酰胺配劑浸漬過的滌綸氈代替原來的水電接頭填料。填完夾緊后，外包絕緣最外層用無堿玻璃絲布帶包扎，再用6101環(huán)氧樹脂和650聚酰胺樹脂刷固。
(3) 對汽側(cè)30多個水電接頭打開絕緣包進行檢查，更換填料，發(fā)現(xiàn)有4～5個水電接頭中填料松動，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 故障過程及原因
1991年8月下旬5號機大修期間，發(fā)電機揭大蓋后，檢修人員發(fā)現(xiàn)該機汽側(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0.5～1.0 mm，受損嚴(yán)重。原制造廠制造時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。因為發(fā)電機運行時線圈不停振動，長期運行有可能造成墊塊與線棒接觸面松動、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，有些地方也用無堿玻璃絲帶綁扎。
(3) 對汽端18個撐塊處檢查，共有17個發(fā)生線棒磨損。而這些點在打開絕緣包前就有黃粉冒出。對勵磁端抽查4處，無一松動。由于檢修工期限制，未來得及對全部端部絕緣解剖，查看絕緣撐塊情況。
(4) 重新裝上端部綁環(huán)，用6101與650配劑浸漬過的*8 mm滌綸帶對定子線圈端部進行固定。
4 故障防范措施
(1) 5號機在選材及制造質(zhì)量上存在問題。該機每根線棒共有6個通水銅管，而30號線棒的通水管就有一個半被堵塞，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，因而造成線棒過熱。因此制造廠應(yīng)保證產(chǎn)品的設(shè)計及制造質(zhì)量。
(2) 為了防止定子線圈冷卻銅管嚴(yán)重阻塞引起過熱，應(yīng)定期測量每根銅管的進出水溫差。但5號機定子線圈測溫點僅有8個，而30號線棒恰恰未埋測溫元件，這就給現(xiàn)場溫度監(jiān)視帶來困難，因此，廠家在設(shè)計定子線圈冷卻銅管時應(yīng)予以改進。
(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目，否則仍會發(fā)生上述水回路堵塞情況。
(4) 生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)經(jīng)常對定子線圈溫度進行監(jiān)視和分析，對溫度有明顯上升的線圈應(yīng)加強跟蹤，并結(jié)合檢修進行處理。運行中應(yīng)經(jīng)常通過窺視孔加強對機組內(nèi)部的監(jiān)視，檢查定子端部有無滲水、漏水、流膠、焦煳氣味、黃粉、零部件松動、塑料引水管磨損、后圈過熱發(fā)松以及其他異常情況，發(fā)現(xiàn)隱患及時消除。
(5) 在檢修中，應(yīng)仔細檢查定子線圈。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；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)測水沖洗質(zhì)量及定子回路水流量，嚴(yán)把水壓試驗環(huán)節(jié)，加強絕緣預(yù)防性試驗。這些都是保證水內(nèi)冷機組安全運行的重要措施。(王 珺 丁庚富)
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