大容量发电机转子故障分析与处理

大容量发电机转子故障分析与处理　运行与维修　大容量发电机转子故障分析与处理　宣翠明　（安徽皖能股份有限公司，安徽合肥２３００４１）　摘要：介绍了某厂的美国ＧＥ公司授权日本东芝（定子）、中国哈动（转子）制造３９０Ｈ型号的３９０　ＭＷ　燃汽轮机发电机组，在运行２年及开停３００多次后，再次启动发生７Ｘ（７　ｗ水平轴振）过临界时振动值　达到１９０　Ｉｘｍ，严重超出规定允许值。继续检查、测量、分析判断引进技术生产的发电机转子线圈绝缘发　生事故。对检查、测量和分析处理的过程进行了简要介绍，以期引起广大电力工作者对大型设备或引进　型技术设备的高度重视，共同为安全生产提供经验和教训。　关键词：发电机转子；匝问绝缘；线圈位移；振动分析；动平衡　０引言　近年来，燃机作为调峰机组，广泛得到应用。但　近几年，由于应用引进技术在消化、吸收方面还存在　２事故设备检查过程及分析　１）３月３０日机组经冷却后停止盘车，分别测　量了０转速下转子的直流电阻和交流阻抗和３　０００　个别细节的不足，以致引发引进技术设备的设备事　转下交流阻抗，０转速下交流阻抗与交接时相比下　故。如何根据燃机机组频繁起、停机的特点，科学吸　收外方技术优势，对多方生产制造的大型设备系统　降约１７％。３　０００转下交流阻抗下降约３８％。基本　确定发电机转子存在匝间短路。　２）３月２４日，请东南大学国家振动中心专家、　江苏电力科学研究院的有关技术人员来厂现场进行　振动测试分析。进行了两次升速试验。在升速过程　中（发电机加励磁），７Ｘ（７　Ｗ水平轴振）过临界时振　动峰值分别达到１６１　ｔｘｍ和１８１　Ｉｘｍ，而在降速过程　中，发电机去励磁后，振动立即恢复至正常值。说明　进行成套安装调试等，提高引进技术设备的质量值　得深思。　１设备事故简况　１．１　发电机是由美国ＧＥ公司授权Ｅ／本东芝（定　子）、中国哈动（转子）制造。型号３９０Ｈ，其主要参　数为：视在功率４６８　ＭＶＡ、有功功率３９７．８　ＭＷ、功　率因数０．８５、２极、３相、５０　Ｈｚ、３０００　ｒ／ｒａｉｎ、Ｙ接线、　全氢冷、Ｆ级绝缘、额定电压１９　ｋＶ、额定电流１４　２２１　Ａ、　励磁电压７５０　Ｖ、励磁电流２　３６０　Ａ、线圈温度　发电机异常振动与加载励磁相关。　３）与省调度中心联系，安排２号机组检修，进　行发电机的故障检修处理，现场进行抽发电机转子　工作。４月１０日将发电机转子抽出。现场进行两　极电压试验，两极电压差为２６　Ｖ左右，说明确实存　在匝间短路。进一步进行分部电压测量，判断匝间　短路存在于第６槽和第９槽。　１０３　ｏＣ、铁心温度１２０℃、气体温度４０￣Ｃ、氢气纯度　９８％、氢气压力４１４　ｋＰａ。　１．２　２号机组２００７年３月５　Ｌｔ投产，至２００９年２月　事发前，该燃机作为调峰机组，频繁起、停机，整套发　电机组运行状况良好。机组正常运行时７　ｗ轴振水　平基本稳定在７０　Ｉｘｍ。但自２００９年３月份以来，启动　时，在过一阶临界转速（约８４０　ｒ／ｍｉｎ）时的振动数据　呈逐渐上升趋势，在３月２１日高达到１９０　ｔｘｍ。　４）在拆除励侧护环，检查发现端部线圈Ｒ弯　处的匝问绝缘移位现象严重，胶水已经没有粘性，有　的已经跑出。拆除汽侧护环。检查端部线圈匝间绝　缘，Ｒ弯处的匝间绝缘移位现象比励侧更加严重，普　遍存在。端部直线部分的匝问绝缘也有移位。从端　一６１～　部情况来看匝问短路小止一点，而是存　多点故障ｙ－　干¨绝缘化移的情况，需要更换伞部转子绕组的直线　绝缘和端部绝缘许涂胶巾温固化　…于现场和南京　汽轮发电机厂均小ｊ　箭转予线　Ｉ】温』ＪＩｌ热固化和高　速动、Ｆ衡的条件，决定返哈尔滨电机　‘检修。立即　联系夫件运输　化删运车辆，于４月ｌ　８日２０时将　发ＩＵ机转子装乍后ｆ　ＪＩ发返厂处理。处　将要经过线　圈拆除、清理、中温固化、下线、试验、动平衡等多道　序，处理时问人约２０多天　．派专人与哈电协调转　子返厂处理。　５）端部　绝缘的情况见　１　，　端部直线部分『月ｆ显的匝问短路点在励侧第３、４　（见图２、冈３），槽１人】部分的匝问绝缘有脱胶（见　【皋Ｊ　４）、断裂（见　５）、移位等现象。　引】端部匝问绝缘　图５　槽ｌ＾Ｊ部分的㈨’日Ｊ绝缘断裂　人容甚发咆机转ｊ－．放障分忻　ｊ处　运行　ｊ维修　３　故障设备解体处理与原因分析情况　哈尔滨ｆＵ机　ｒ刈‘电厂２号发电机转子匝问绝缘　月５　ｎ投产以来，发电机运行状况良好，累计‘　停机　３２７次。２００９年３　Ｊ｛份始，该机７Ｘ（水平轴振）轴　振　逐渐Ｉ　升趋毋、　在机组启动过程Ｉ１１，当转子升　移他ｆｒ，Ｊ分杉　处王　ｌＩ　３．】敝障没箭产品背景　１）该厂ｌ号、２　‘燃汽轮机发电机组，足在ＧＥ　动力系统｝１：ｌ｜　￣ｔＥ．ｒ９　卜，哈尔滨电机厂有限责任公司　（简称ＨＥＣ）制造的３９０１１型产品，分别于２００６年８　月３０口和２００６　１＇１ｉ　１０月３０　Ｈ｝ｆＪ厂　陔　产品技术　足（　公　成熟的没汁干¨制造技术，在仑球范罔内，　类，　没汁结构机组运行俞数较多。　陔电厂　号、２号发电机，　ＨＥＣ的ｌ叶｛厂Ｉ　作　速过发电机一阶临界转速时（约８００　ｒ／ｎｆｉｎ），发电机　前轴承７ｘ轴振仃明显增大，最大达到１９２　ｍ。　２００９年３门３０　ｌｌ电厂停髓车后进行了转子Ａ流电　阻、转子交流阻抗试验。试验发现转子交流ｍ抗较　发ｔＥ￣）Ｌ安装交接试验数据有较大变化，以ｌ５Ｏ　Ｖ试　验数据为例，变化约１７％。　３）针刈‘Ｌ述振动及电气试验，哈尔滨电机　厂彳『限责仟公司派遣质　保证部和汽发分厂专　业人员赴电厂进行再次确认，削定转子存在ｍ间　号分刖为Ａ００３４６一ｌ４和Ａ００３４６一ｌ５，ｊＨ现转子匝　州绝缘移位的２　发电机转子，足ＨＥＣ苗‘次、　台　短路的可能性。　了保证诊断准确性，需将转子　抽出后进行相关试验，将试验结果与ｍ厂试验数　据进行比较、４川ｌ０日，转子抽出后进行了卡｝｛关　采川（；ＥＳＵＰＩ　ＬＹ捉供的成品匝问绝缘垫条（含槽　部、转角干ＩＪ弧部）作为转子铜线问的绝缘材料，这种　匝　绝缘　条涂有Ｂ阶段牯接胶　２）事件　顾：陔电厂２号发电机ｒｊ　２００７年３　试验并进行ｒ转．１二端部窥镜检查，确认转子匝问　短路，端部转角绝缘８０％移位，如图６及图７所　刁　ｌ　６端鄙转『『】绝缘之‘　图７端部转『相绝缘之二　电厂希　在保｝【Ｅ质　的前提下，力争在现场　进行故障处　．根据现场的实际情况，４月１　１日　ｊ　Ｉ　ＨＥＣ紧急召厅故障处理会议，组织工具和　凹陷等不　现象的绝缘损坏，需更换匝问绝缘。　匝Ｉ１＝ＩＪ绝缘的　化温度要达到ｌ２０　以卜，而现场　不具备加热用烘炉．．经电厂多方努力，仍不具备　现场固化陋ｒｏＪ绝缘的条件，４月ｌ７日电厂方同意　返厂修复　、４月２１日，２号机转子运输车进入厂　抢修材料　４月１　２　Ｌｊ抢修工具和第一批材料包　装发货，同时派遣Ｊ　品设汁部、制造工艺部、绝缘　室、线圈分厂、汽发分厂々业人员（共汁９人）赴　房，当即开始了抢修的一系列紧张＿］　作，将直至　现场　为了保证现场工期要求，紧急组织和生产　第　批抢修材料。现场人员进行拆护环和线圈　ｌ　作　转子修复合格出厂　３．２转子匝问绝缘移位的现象　Ｉ）转角匝问绝缘大部分偏移，其中往外甩的　４）在现场拆除９号线圈后，发现槽内直线　段…　Ｊ绝缘也仔　移位、断裂、重叠、成波浪状、　多，内尺处也有甩　，个别的掉出。转角绝缘甩出　见图８，转角绝缘『人Ｊ尺处甩出见图９　，　一６３—　海大巾俐电机　８转舶绝缘甩　９转弁Ｊ绝缘内Ｒ处甩　２）直线端部绝缘部分甩出。　直线端部绝缘甩出见图ｌ０，图ｌ】　图ｌ（）　Ｉ：线端　纸张缘甩｝｝｛之一　图１１＾线端部绝缘甩…之　３）槽内线圈边ｊ二、孔里有胶溢痕迹。转角处　流胶见图ｌ２、图ｌ３槽内流胶９ＬＩ￣．１　１４，　ｌ５　刘１２转　处流ＪＪ交之　１３转ｍ处流胶之　１４竹内流胶之　１５　内流胶之　６４．．．——　大容量发电机转子故障分析Ｌｊ处理　４）佗于两端槽内１　ｍ范围内的直线匝间绝缘　人部分已粘接不牢。槽内绝缘成波浪状、断裂、重　叠、移位，见图ｌ６，图ｌ７。　１６槽内绝缘断裂　图１７槽内绝缘移位　３．３设备发生事故的技术因素分析　经全台线圈拆出和对匝间绝缘粘接状态的细致　行，经技术分析认为：匝间绝缘移位的主要原因是　４）燃机作为调峰机组，而频繁起停机，使得转　子铜线和直线匝问绝缘热涨及冷缩交替频繁，更使　上述缺陷严重化。　４结语　绝缘氆条和铜排粘接强度不高所致。　１）该台产品使用的匝问绝缘材料由美国ＧＥ　公　ｄ提供，　问垫条上自带粘接胶，ＨＥＣ首次（仅采　购－ｒ　３台份此种匝间绝缘）使用。３９０Ｈ型产品的　技术引进ｒ｝１，不包括有关绝缘方面的技术转让，在不　完令　挲握外方工艺的ｆｊ１＝『提下采用了ＨＥＣ原有匝间　绝缘烘压工艺。该台产品粘接后，未发现有开裂现　象便进行下线。　２）据现场所见匝问绝缘粘接状态及溢胶现　修复处理结果及预防措施：　１）２号机转子返厂，按《××××发电厂２号　机转子返哈尔滨电机厂有限责任公司抢修方案》执　行。哈尔滨电机厂有限责任公司将××××发电厂　２号机转子匝间绝缘粘接采用ＨＥＣ成熟的工艺和　材料。在保证质量的前提下，按《返修方案》，倾全　力（人员、工装设备、材料组织）、加班加点　Ｉ　作，力　争用最短时问将修复后的转子送出厂。　２）同型号１号机转子绝缘故障的预防。运行　象，町以确定，有些匝问垫条上的粘接胶并没有完全　化好，使粘接强度未达到最佳状态。　３）用于定位刷的少量ＪＸ一９胶，固化较好，但　其粘接面积　均匀，造成ＪＸ一９胶粘接点问那些粘　接强度不高的垫条开胶后产生变形、抻开、断裂、折　叠等现象　这更证明自带粘接胶的匝间垫条粘接强　艘：　高　中关注各振动值变化，停机时要做转子的内窥镜和　相关的电气检查，以判断匝问绝缘粘接状态。　作者简介：　宣翠明，女，１９６３年生，本科，高级工程师，从事　火电厂技术管理工作。　（Ｉ　接第１５页）　３结语　制装配焊接过程中的质量。　３）通过空冷２００　ＭＷ汽轮发电机定子机　的　制造，提高了生产不同类型产品的能力，积累ｒ经　验，为今后生产同类产品创造了条件。　作者简介：　１）新的装焊工艺满足了空冷２００　ＭＷ汽轮　发电机定子机座焊接变形小、质量标准高的设计　要求。　２）合理的科学的工艺流程和工艺措施能够控　孙柏洲，男，ｌ９７９年生，大学本科，２００３年参加工　作，哈尔滨电机厂有限责任公司冷作分厂，工程师。　一６５—