发电机绕组端部引起黄粉的原因和分析处理

谢玉华

(大唐淮北发电厂，淮北 235000)

0 引言

近几年，300 MW和660 MW发电机出现故障现象比较多，2020年300 MW五例、660 MW三例、2021年300 MW四例、660 MW五例，均因发电机定子绕组主绝缘磨损造成发电机接地保护动作而引发机组非停事件。发电机定子故障绝缘损坏严重影响机组和电网的安全稳定运行，按周期对发电机抽转子进行全面检查显得尤为重要，保证发电机安全稳定运行迫在眉睫。

1 事故经过

某发电机机组B修期间，对发电机进行检修，解体检查。该发电机型式及基本参数见表1。

表1 发电机机组基本参数信息

拆开发电机二侧端盖，发现发电机定子端部存在黄粉，具体部位见图1。发电厂第一时间汇报省发电有限公司，并联系科研院和发电机生产厂家到现场进行检查，组织相关专题分析会，通过专业细致的分析制定了有针对性的处理方案。

图1 定子端部鼻端层间压板处出现黄粉

2 原因分析

发电机定子绕组在运行时要受到交变电磁力作用，且相邻绕组之间产生的电磁力大小与流过的电流的乘积成正比， 产生变形位移的方向与相邻绕组中流过电流的方向有关。对于槽内定子线棒，因与铁心固定成为一个整体，一般振幅较小，且没有相对运动。而定子绕组端部结构则类似悬臂梁，不可能像槽内线棒那样固定牢固，因而产生的振动远大于槽内线棒，而且层与层之间，线棒与紧固件之间常常发生相对运动，从而导致线棒绝缘磨损。

发电机组按照调度的要求，频繁进行深度调峰，严重影响发电机各材料的膨胀不一致，造成发电机绝缘件松动。一旦定子绕组端部的紧固结构松动，就会在运行过程中磨擦绝缘，严重情况下会导致定子绕组松动、绝缘磨损、引水管破裂、漏氢、漏水，甚至造成机组短路等事故。

3 处理方案

3．1 定子端部鼻端层间压板处黄粉处理和检查情况

清理黄粉以及松动的环氧泥后检查端部挡块、绑带是否松动，检查定子线圈绝缘是否磨损。如无明显松动、磨损，则使用涤纶毡浸渍环氧树脂后对层间压板缝隙进行填塞，无法填塞的缝隙刷环氧树脂，涂刷多道，尽可能让环氧树脂渗入。

定子端部鼻端层间压板处黄粉清理后的缝隙和涤纶毡浸渍环氧树脂后对层间压板缝隙进行填塞后的效果，见图2。发电机黄粉修复后，进行端部绕组的模态试验，数据合格(频率分布在95%～110%)。

图2 黄粉清理后缝隙实物图

3．2 发电机试验数据

3．2．1 绝缘特性测试(见表2)

表2 绝缘特性测试数据

3．2．2 定子绕组泄漏电流及直流耐压(2.5Un，Un=50 kV)测试(见表3)

表3 定子绕组泄漏电流及直流耐压测试数据

3．2．3 定子绕组交流耐压(1．5Un，Un=21 kV)测试(表4)

表4 定子绕组交流耐压测试数据

3．2．4 定子绕组直流电阻测试(见表5)

表5 定子绕组直流电阻测试数据

3．2．5 转子直流电阻及绝缘电阻测试(见表6)

表6 转子直流电阻及绝缘电阻测试数据

3．2．6 转子交流阻抗及功率损耗(膛外)测试(见表7)

表7 转子交交流阻抗及功率损耗测试数据

3．3 防范措施

新机投产一年后因发电机环境、运行状况变化可能出现发电机定子绕组各紧固件松动现象，因此新机投产一年后发电机必须抽转子进行检查试验。由发电机厂家按照标准，对发电机定子进行全面检查。未投产的发电机，要求提高发电机制造质量，加强发电机各紧固件的紧固度。完善发电机绝缘过热及在线射频报警装置，加强发电机运行日常检查监视，发现异常及时分析处理。

利用机组调停，在时间准许的情况下，拆开发电机二侧大端盖进行端部检查，根据检查情况，确定是否进行发电机抽转子继续检查。

发电机试验需做定子端部模态试验，确认是否存在振动风险。为了能连续监测发电机端部振动情况，可考虑安装振动在线监测装置。

完善技术监控体系，充分发挥技术监督作用。充分发挥技术监控安全生产第一道防线作用，强化技术监控，确保技术监控人员配置到位、日常管理规范、体系运转正常。健全日常运行维护管理制度，建立详细的设备运维管理台账，特别是重点设备、阀门要建立设备寿命管理台帐，对性能参数做到实时掌控。

4 结论

为防止类似事故重复发生，应加强技术监控管理工作，对绝缘监督预试计划、人员配置和重要设备试验跟踪等工作加强管理，试验报告要加强横纵向对比分析，并坚持三级审批签字。每月开展发电机两侧大端盖、滑环、出线套管等红外测温工作，并加强对红外测温记录的对比趋势分析。提高发电机设计和制造工艺，确保发电机端部及其它部位绑扎牢固，利用机组调停机会，有计划的开展发电机本体检查工作，确保发电机的安全稳定运行。