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萍乡发电厂705号发电机定子线圈损坏原因及处理

分析了一起125 MW双水内汽发电机线圈损坏的原因,介绍了处理经过,提出了反事故技术措施。 
关键词:发电机;线圈;损坏处理

1 705号发电机情况简介
    型号:   QFS-125-2;
    生产厂:  上海电机厂;
    出厂编号: 125S090;
    投运日期: 1993年12月30日;
  大修时间: 1995年5月,1997年7月。
2 事故简介
2.1 事故前系统运行方式
  705号机组单机经220kV萍跑线、萍袁线并入系统,704、705号主变运行,0号高备变处于热备用;705号机带有功负荷为120 MW。
2.2 事故经过
  1999年2月21日18:25,运行人员发现705号发电机本体处有烧焦味,汇报后,值长令汽机、电气运行人员对有关设备进行仔细检查,并加强监视。18:44发现该发电机静子线圈窥视孔靠近励磁机端冒烟,值长令打闸停机,时间为18:45。
    运行人员打开励侧窥视孔用灭火器喷射。事故前后静子线圈、出水、铁芯温度如表1所示。  
  


3 事故原因
  事后,对发电机进行了全面检查试验,在抽出发电机转子后,发现励侧26号槽上层线圈端部主绝缘开裂,树脂熔化喷出,3号槽下层线圈端部主绝缘也有明显开裂(26号槽上层与3号槽下层线圈共一个水电接头)。
  2月25日用内窥镜探测到总进水管不锈钢头子对应励侧36槽上线圈处有10×30mm异物堵塞,拆开定子线圈内冷水总进水阀,发现密封垫圈已破损,开孔取出异物后,正好与该密封垫破损部分吻合。分析认为:发电机静子线圈内冷水总进水法兰密封垫圈破损,进入发电机进水总汇水管后堵塞了26号上槽线圈和3号下槽线圈,引起线圈断水过热,停机后断冷却水时,该堵塞物下落到36号上层线圈处。 
4 处理 4.1 绝缘损坏情况
  事故发生后,即吊开发电机两侧端盖,进行外观检查,发现两侧都有环氧树脂喷出,励侧更加明显,于是抽转子进一步检查,发现过热线圈均为励侧26号上和3号下,说明是该线圈水接头与进水总汇水管接口处堵塞断水所致,其余线棒未见过热痕迹,而且发电机未出现绝缘击穿,无任何电气参数异常。经内窥镜查出原因后,故障部位缩小在以上两根线棒上。由于下层线圈更换困难,我们将26槽上层线棒端部绝缘剥开后,对3号槽下层线棒进行了仔细检查,发现了明显的外绝缘开裂。为了消除事故隐患,经省电力公司、赣能股份有限公司、省电力试验研究所、上海电机厂、萍乡发电厂组成的专家组确定,将26槽上层和3槽下层线圈进行了更换。
4.2 线圈更换过程中工艺及其有关试验
4.2.1 拆旧线圈
  要折出3号槽下层线棒,必须拆下26上、27上、28上、29上、30上、31上、32上、33上、34上、35上、36上、1上、2上、3上、共14根线棒。先将以上线棒水电接头鼻端处手包绝缘剥开,用火焊焊开水电接头、实空芯铜棒,折除有关线棒槽楔。在拆除旧线圈过程中,有两根上层线棒绝缘被拉伤,其中34上绝缘明显有碰伤,27上线棒做绝缘试验时击穿。还有一根线棒引水接头在拆的过程中被击压变形,后由上海师傅用火焊补好修复。
4.2.2 新线圈处理
  将备品线棒放置在发电机平台做好的架子上,抹净表面,用压缩空气吹净空芯铜棒,用2500V兆欧表测绝缘电阻,均在5000 MΩ以上,交流耐压31.45kV,1分钟,电容电流在48mA以下;
  对备品线圈机外进行1 MPa/8h水压试验,无渗漏。
4.2.3 拆除后旧线圈处理及试验
  拆除上层线圈共14只,下层线圈1只,除26上、34上、3下为明显绝缘损坏外,其余线圈用压缩空气吹干净后,交流耐压26kV,有27上线圈击穿,其余10根线棒全部通过试验,且电容电流在35mA以下。
  对留在机内与已取出线圈又有机械联系的下层线圈,在拆开两侧引水管后,将此12根线棒连接起来,吹干水后,测绝缘电阻350 MΩ(2500V兆欧表),耐交流24kV,总电容电流为410mA,合格。
4.2.4 下线棒过程中工艺及试验
  先下3号槽下层线圈,下完后,做交流耐压27kV,电容电流为42 mA;接着下完所有上层线圈,上线圈全部通热水10分钟整形。
  对恢复后的所有上层线棒(除两根连接有引出线的外),在打完槽楔后做交流26kV通过;
  上下层线圈间,上层线圈槽楔绝缘全部更换。
4.2.5 线棒焊好接头后试验
    a 静子绕组直流电阻测试数据列于表2
     b 水压试验
    加压至0.6 MPa,8小时无渗漏 
    c 流量试验
  将两侧引水管全部拆除后,加水压0.1 MPa,时间15s,其试验数据如表3所示
4.2.6 线圈整形、固化
    完成线圈固定后,将线圈端部绝缘包好,按制造厂标准调好固化剂,绑好绦波绳,将端部固定。

 
  为了对更换的静子线圈进行烘潮并加速环氧树脂的固化,须对绕组进行加热,我们采用通内冷水的方法,即利用锅炉蒸汽注入内冷水箱,加热内冷水,将内冷水泵开起来,内冷水由总进水阀进,总出水阀出,进行循环加热,控制进水温度在90±5℃。
  线圈两侧在测点8、10、12钟点位置实测温度,控制在80±5℃内,经过32小时加热,用水冷电阻测试仪测量三相绕组对地绝缘电阻,稳定6小时,在1000 MΩ以上。
4.2.7 线圈修复后绝缘鉴定试验
4.2.7.1 定子绕组端部手包绝缘施加直流电压测量
    DL/T596-1996电力设备预防性试验规程有关的标准中规定:手包绝缘引线接头、汽机侧隔相接头,在100 MΩ电阻上的电压降为2000V以下;端部接头和过渡引线关联块,在100 MΩ电阻上的电压降为3000V以下。我厂采用表面电位法的正接线方式,即定子绕组通水(内冷水电导率为2μs/cm),三相绕组短接外加13.8kV直流电压(Un),用手持式高压电压表测量线棒各端部电位。试验数据列入表4。  


  
  第一次测量数据中有汽侧26号、励侧29号、32号端部接头不合格。
  处理过程:经重复测量和分部测量,汽侧26号接头B处电压为4500V,励侧29号接头A处电压为13700V,励侧32号接头A处电压为8600V。上海电机厂技术人员分别在汽侧26号接头C处、B处下方加包硅橡胶绝缘带,在励侧29、32号接头A处、C处加包硅橡胶绝缘带。经过处理后,汽侧26号接头电压为100V,励侧32号接头电压为20V。
  通过上述试验,可以作出小结:705号发电机定子绕组端部手包绝缘试验数据全部在标准值以内,试验合格。
4.2.7.2 定子绕组局部放电试验
  试验目的主要是检测发电机是否存在局部放电,测量放电起始电压和熄灭电压,测量放电强度即局部放电量。
    试验回路如附图所示
   

    图中:Cx
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