知識點┃發(fā)電機測溫元件燒毀的檢查與處理方法
發(fā)布日期：2017-03-29 08:31:57
防止發(fā)電機事故措施規(guī)定：發(fā)電機絕緣過熱監(jiān)測裝置過熱報警時，應(yīng)立即取樣進行色譜分析，必要時停機進行消缺處理。當發(fā)電機主絕緣損壞時，無論是更換還是修復(fù)設(shè)備，最終都要求主絕緣的絕緣強度必須高于或等于原有絕緣強度。
1、發(fā)電機概況
內(nèi)蒙古國華準電#4發(fā)電機型號為T255-460，額定功率為330MW，額定電壓為24kV，功率因數(shù)為0.85，額定電流為9 339A，氫氣壓力為0.3MPa，絕緣等級為F級（溫度按B級考核）。發(fā)電機采用水氫氫冷卻方式，即定子繞組、高壓套管水冷，轉(zhuǎn)子、定子鐵心氫冷。
2、事故經(jīng)過
#4機組于2007年10正式投運，運行過程中發(fā)電機絕緣過熱裝置出現(xiàn)頻繁報警現(xiàn)象。為了排除裝置性故障的可能，先后更換2臺絕緣過熱檢測裝置，并分別對裝置取樣管進行色譜分析，結(jié)果顯示發(fā)電機內(nèi)部存在絕緣過熱現(xiàn)象。運行一段時間后，發(fā)電機勵端鐵心溫度測點顯示異常，DCS溫度曲線有較大波動，波動范圍沒有規(guī)律，未見上下層及相鄰線棒的溫度有突變現(xiàn)象，初步判斷為溫度測點損壞，制定措施繼續(xù)觀察發(fā)電機運行情況。經(jīng)過一個半月的運行發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機絕緣過熱裝置電流百分比下降到0。隨即收集采樣進行色譜分析，結(jié)果顯示溶液為黃色、譜峰較多，與前幾次對比后發(fā)現(xiàn)絕緣過熱有較大發(fā)展趨勢，可判斷絕緣問題出在定子上，隨后安排停機檢查。
3、檢查分析及處理措施
3.1、解體檢查
抽出轉(zhuǎn)子后檢查定子發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機勵端#5線棒出槽口R角處有明顯的灼燒現(xiàn)象，仔細查看并與測點布置圖對比可知#5線棒層間通過的勵端鐵心測溫元件引出線燒毀。拆除端部線棒綁帶及墊塊后測量測溫元件絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)有8個元件對地絕緣電阻為0。檢查汽端端部外觀，發(fā)現(xiàn)布置元件銅管靠近機座端處有過熱現(xiàn)象。通過外觀檢查，發(fā)現(xiàn)#5槽線棒表面有絕緣過熱現(xiàn)象，層間情況不明。于是決定拆除#5槽上層線棒，更換該測點測溫元件并檢查線棒的絕緣情況。
3.2、原因分析
（1）直接原因：由于測溫元件穿線銅管處于發(fā)電機端部交變磁場中，電機運行時銅管導體上就會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，使端部彈性結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定振動，且穿線銅管與機座密封板距離過近，部分靠近機座的銅管與機座產(chǎn)生了斷續(xù)接觸。而機座是直接接地的，在振動過程中，帶有感應(yīng)電勢的穿線銅管因發(fā)生對地放電而出現(xiàn)局部過熱，溫度傳遞到銅管內(nèi)部的測溫元件上造成測溫元件絕緣損壞，發(fā)生接地現(xiàn)象。
（2）間接原因：過熱銅管與發(fā)電機密封板距離過近的問題在設(shè)備生產(chǎn)、裝配和監(jiān)造過程中未及時發(fā)現(xiàn)和進行相應(yīng)的處理；另外，在故障的發(fā)展過程中，絕緣過熱裝置報警沒有引起足夠的重視，未及時分析、處理和采取相應(yīng)防范措施，導致事故擴大。
3.3、處理措施
（1）檢查全部測溫元件，記錄出現(xiàn)故障的元件。
（2）逐個確定測溫元件接地的原因，找到接地故障點。
（3）從發(fā)電機定子出槽口處將故障元件線取出，接上合適長度的補償導線后重新穿回。
（4）彎曲銅管使其和機座的距離大于15mm，使用云母帶對銅管進行絕緣包扎（半迭包），邊包邊刷環(huán)氧無溶劑膠，以確保不再產(chǎn)生對地放電。
（5）在銅管口塞入適形材料，把元件線固定在銅管內(nèi)，防止發(fā)生磨損。
（6）拆除勵端損傷嚴重的#5元件線所在槽上層線棒后，進行徹底檢查處理。
3.4、線棒及測溫元件修復(fù)方法
3.4.1、修復(fù)前檢查試驗
（1）對定子繞組槽和端部進行徹底清理，定子兩端部都要清理干凈。
（2）檢查定子所有測溫元件和引線，重點是鐵心、銅屏蔽、繞組層間元件。
（3）外觀檢查測溫元件引線在各處的情況，重點是紫銅軟管進出口位置，并記錄。
（4）用250V搖表測量元件及引線對地絕緣電阻，同一元件的各引線需并接后測量，要求絕緣電阻不小于1MΩ，并記錄。
（5）用萬用表測量各元件的直阻，并記錄。
（6）將定子繞組排水、吹干后，用5 000或2 500V搖表測量三相絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)，要求1min絕緣電阻在1GΩ以上（室溫），R60s/ R15s＞1.3，R10min/ R1min≥2。
3.4.2、修復(fù)測溫元件
定子鐵心采用熱電偶作為測溫元件。熱電偶的熱結(jié)點埋于被測部位，用樹脂粘結(jié)，熱結(jié)點本身與發(fā)電機絕緣，2根引線除結(jié)點處外互相絕緣。熱電偶本身不帶任何剛性保護套。鐵心測點用黃蠟管作為外層保護，壓在線棒層間適形材料間，出槽后經(jīng)R角向下穿過固定在定子鐵心密封板上的穿線銅管匯集到航空插頭處。定子鐵心的溫度最高點在鐵心端部（定子鐵心允許最高溫度為130°C，正常運行時不超過100°C），鐵心測溫點安排在汽、勵兩端預(yù)測的溫度最高處。熱電偶布置于槽內(nèi)側(cè)面，共12點，汽、勵兩端每相2點。
通過對測點結(jié)構(gòu)特點的了解，制定以下修復(fù)措施：
（1）更換＃5槽內(nèi)的鐵心測溫元件及測溫墊條，對元件合理布線并與原剩余引線焊接，注意每根引線不要接錯。
（2）對檢查中發(fā)現(xiàn)有缺陷的元件及引線進行處理。
（3）對所有層間、銅屏蔽、鐵心測溫元件的引線在屏蔽紫銅管的首末端進行處理，用浸膠適形氈將引線與銅管在管口處填實，并將引線與紫銅管口綁緊。
（4）檢查所有測溫元件直阻及對地絕緣電阻，校核＃5槽鐵心元件特性。
3.4.3、更換＃5槽線棒
取出#5槽線棒進行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)上層線棒絕緣層在測溫元件引線途經(jīng)處全部損壞，線棒本體在高溫的侵蝕下出現(xiàn)2mm深度的損壞。由于現(xiàn)場無法修復(fù)，因此決定取出#2、#3、#4、＃5槽內(nèi)上層線棒，更換#5槽上層線棒，具體措施及工藝如下：
（1）清理槽內(nèi)以確保無雜物，更換勵端鐵心測溫墊條（新制軟墊條用1mm厚適形氈浸環(huán)氧無溶劑膠，外包聚酯薄膜）。
（2）裝好鐵心測溫元件（汽勵端）、層間測溫元件，嵌入＃5槽上層線棒。
（3）將#2、#3、＃4槽上層線棒回裝到位，回裝前需檢查層間墊條及端部層間端箍情況，所有浸膠適形墊條、適形氈等采用環(huán)氧無溶劑膠，以達到室溫固化。
（4）調(diào)節(jié)#2、#3、#4、＃5槽內(nèi)上層線棒軸向尺寸，使端部間隙符合要求，同時注意上下層線棒連接處要對齊。
（5）用槽楔和斜楔臨時打緊＃5槽上層線棒，分幾次逐漸打緊槽楔，直至最后打緊。
（6）打緊槽側(cè)楔并測量側(cè)楔打緊度，測量電壓U2≤0.25U0。
（7）回裝#2、#3、#4、＃5槽的槽楔，封口槽楔用膠粘結(jié)，并檢查槽楔緊度。
（8）裝配線棒端部間隔塊，綁大小綁帶，重新裝配鱷魚板，用工具環(huán)撐緊，使鱷魚板徑向尺寸符合要求。
（9）用中頻焊機焊接上下層線棒連接套，更換新連接套，并檢查焊接質(zhì)量。
（10）裝配內(nèi)撐環(huán)、三體楔塊、槽口楔塊，加裝絕緣盒并灌膠，恢復(fù)絕緣引水管。
（11）氣密試驗：0.3MPa氣壓保持24h ，泄漏率不大于1％。
（12）端部刷半導體漆并淋膠，再刷188覆蓋漆。
3.4.4 、修復(fù)后試驗
（1）用5 000或2 500V搖表測量絕緣電阻及吸收比。
（2）做2.0UN直流耐壓及泄漏試驗1min，分相進行。
（3）做1.3UN工頻交流耐壓試驗1min，分相進行。
（4）做繞組分支流量試驗。
（5）做端部模態(tài)試驗。
（6）測三相直流電阻，相差不大于1.5％（排除引線長度不同后）。
（7）做端部手包絕緣電位外移試驗檢查對地電壓，不大于2 000V。
（8）測量所有測溫元件狀態(tài)。
4、防范措施
（1）制造廠在設(shè)計及裝配工藝上應(yīng)嚴格把關(guān)，提高監(jiān)造人員的責任心，堅決杜絕在制造過程中遺留安全隱患。
（2）在機組運行過程中，密切監(jiān)視發(fā)電機測點溫度變化情況，發(fā)現(xiàn)問題嚴格執(zhí)行《防止電力生產(chǎn)重大事故二十五項重點要求實施導則》的要求。
（3）在停機檢修時，對所有測溫元件進行直阻及絕緣電阻的測量，對能校驗的測點全部校驗，保證測量溫度的準確性。
（4）加強絕緣過熱檢測裝置的檢修與維護，保證設(shè)備的正常運行。若出現(xiàn)報警則應(yīng)及時收集取樣并進行色譜分析，發(fā)現(xiàn)存在絕緣過熱問題應(yīng)及時安排停機處理，防止事故擴大。
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