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知识点┃发电机测温元件烧毁的检查与处理方法

发布日期:2017-03-29 08:31:57
 
防止发电机事故措施规定:发电机绝缘过热监测装置过热报警时,应立即取样进行色谱分析,必要时停机进行消缺处理。当发电机主绝缘损坏时,无论是更换还是修复设备,最终都要求主绝缘的绝缘强度必须高于或等于原有绝缘强度。
 
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1、发电机概况

内蒙古国华准电#4发电机型号为T255-460,额定功率为330MW,额定电压为24kV,功率因数为0.85,额定电流为9 339A,氢气压力为0.3MPa,绝缘等级为F级(温度按B级考核)。发电机采用水氢氢冷却方式,即定子绕组、高压套管水冷,转子、定子铁心氢冷。

2、事故经过

#4机组于2007年10正式投运,运行过程中发电机绝缘过热装置出现频繁报警现象。为了排除装置性故障的可能,先后更换2台绝缘过热检测装置,并分别对装置取样管进行色谱分析,结果显示发电机内部存在绝缘过热现象。运行一段时间后,发电机励端铁心温度测点显示异常,DCS温度曲线有较大波动,波动范围没有规律,未见上下层及相邻线棒的温度有突变现象,初步判断为温度测点损坏,制定措施继续观察发电机运行情况。经过一个半月的运行发现,发电机绝缘过热装置电流百分比下降到0。随即收集采样进行色谱分析,结果显示溶液为黄色、谱峰较多,与前几次对比后发现绝缘过热有较大发展趋势,可判断绝缘问题出在定子上,随后安排停机检查。

3、检查分析及处理措施

3.1、解体检查

抽出转子后检查定子发现,发电机励端#5线棒出槽口R角处有明显的灼烧现象,仔细查看并与测点布置图对比可知#5线棒层间通过的励端铁心测温元件引出线烧毁。拆除端部线棒绑带及垫块后测量测温元件绝缘电阻,发现有8个元件对地绝缘电阻为0。检查汽端端部外观,发现布置元件铜管靠近机座端处有过热现象。通过外观检查,发现#5槽线棒表面有绝缘过热现象,层间情况不明。于是决定拆除#5槽上层线棒,更换该测点测温元件并检查线棒的绝缘情况。

3.2、原因分析

(1)直接原因:由于测温元件穿线铜管处于发电机端部交变磁场中,电机运行时铜管导体上就会产生感应电势,使端部弹性结构出现一定振动,且穿线铜管与机座密封板距离过近,部分靠近机座的铜管与机座产生了断续接触。而机座是直接接地的,在振动过程中,带有感应电势的穿线铜管因发生对地放电而出现局部过热,温度传递到铜管内部的测温元件上造成测温元件绝缘损坏,发生接地现象。

(2)间接原因:过热铜管与发电机密封板距离过近的问题在设备生产、装配和监造过程中未及时发现和进行相应的处理;另外,在故障的发展过程中,绝缘过热装置报警没有引起足够的重视,未及时分析、处理和采取相应防范措施,导致事故扩大。

3.3、处理措施

(1)检查全部测温元件,记录出现故障的元件。
(2)逐个确定测温元件接地的原因,找到接地故障点。
(3)从发电机定子出槽口处将故障元件线取出,接上合适长度的补偿导线后重新穿回。
(4)弯曲铜管使其和机座的距离大于15mm,使用云母带对铜管进行绝缘包扎(半迭包),边包边刷环氧无溶剂胶,以确保不再产生对地放电。
(5)在铜管口塞入适形材料,把元件线固定在铜管内,防止发生磨损。
(6)拆除励端损伤严重的#5元件线所在槽上层线棒后,进行彻底检查处理。

3.4、线棒及测温元件修复方法

3.4.1、修复前检查试验

(1)对定子绕组槽和端部进行彻底清理,定子两端部都要清理干净。
(2)检查定子所有测温元件和引线,重点是铁心、铜屏蔽、绕组层间元件。
(3)外观检查测温元件引线在各处的情况,重点是紫铜软管进出口位置,并记录。
(4)用250V摇表测量元件及引线对地绝缘电阻,同一元件的各引线需并接后测量,要求绝缘电阻不小于1MΩ,并记录。
(5)用万用表测量各元件的直阻,并记录。
(6)将定子绕组排水、吹干后,用5 000或2 500V摇表测量三相绝缘电阻、吸收比和极化指数,要求1min绝缘电阻在1GΩ以上(室温),R60s/ R15s>1.3,R10min/ R1min≥2。

3.4.2、修复测温元件

定子铁心采用热电偶作为测温元件。热电偶的热结点埋于被测部位,用树脂粘结,热结点本身与发电机绝缘,2根引线除结点处外互相绝缘。热电偶本身不带任何刚性保护套。铁心测点用黄蜡管作为外层保护,压在线棒层间适形材料间,出槽后经R角向下穿过固定在定子铁心密封板上的穿线铜管汇集到航空插头处。定子铁心的温度最高点在铁心端部(定子铁心允许最高温度为130°C,正常运行时不超过100°C),铁心测温点安排在汽、励两端预测的温度最高处。热电偶布置于槽内侧面,共12点,汽、励两端每相2点。

通过对测点结构特点的了解,制定以下修复措施:

(1)更换#5槽内的铁心测温元件及测温垫条,对元件合理布线并与原剩余引线焊接,注意每根引线不要接错。
(2)对检查中发现有缺陷的元件及引线进行处理。
(3)对所有层间、铜屏蔽、铁心测温元件的引线在屏蔽紫铜管的首末端进行处理,用浸胶适形毡将引线与铜管在管口处填实,并将引线与紫铜管口绑紧。
(4)检查所有测温元件直阻及对地绝缘电阻,校核#5槽铁心元件特性。

3.4.3、更换#5槽线棒

取出#5槽线棒进行外观检查,发现上层线棒绝缘层在测温元件引线途经处全部损坏,线棒本体在高温的侵蚀下出现2mm深度的损坏。由于现场无法修复,因此决定取出#2、#3、#4、#5槽内上层线棒,更换#5槽上层线棒,具体措施及工艺如下:

(1)清理槽内以确保无杂物,更换励端铁心测温垫条(新制软垫条用1mm厚适形毡浸环氧无溶剂胶,外包聚酯薄膜)。
(2)装好铁心测温元件(汽励端)、层间测温元件,嵌入#5槽上层线棒。
(3)将#2、#3、#4槽上层线棒回装到位,回装前需检查层间垫条及端部层间端箍情况,所有浸胶适形垫条、适形毡等采用环氧无溶剂胶,以达到室温固化。 
(4)调节#2、#3、#4、#5槽内上层线棒轴向尺寸,使端部间隙符合要求,同时注意上下层线棒连接处要对齐。
(5)用槽楔和斜楔临时打紧#5槽上层线棒,分几次逐渐打紧槽楔,直至最后打紧。
(6)打紧槽侧楔并测量侧楔打紧度,测量电压U2≤0.25U0。
(7)回装#2、#3、#4、#5槽的槽楔,封口槽楔用胶粘结,并检查槽楔紧度。
(8)装配线棒端部间隔块,绑大小绑带,重新装配鳄鱼板,用工具环撑紧,使鳄鱼板径向尺寸符合要求。
(9)用中频焊机焊接上下层线棒连接套,更换新连接套,并检查焊接质量。
(10)装配内撑环、三体楔块、槽口楔块,加装绝缘盒并灌胶,恢复绝缘引水管。
(11)气密试验:0.3MPa气压保持24h ,泄漏率不大于1%。
(12)端部刷半导体漆并淋胶,再刷188覆盖漆。

3.4.4 、修复后试验

(1)用5 000或2 500V摇表测量绝缘电阻及吸收比。
(2)做2.0UN直流耐压及泄漏试验1min,分相进行。
(3)做1.3UN工频交流耐压试验1min,分相进行。
(4)做绕组分支流量试验。
(5)做端部模态试验。
(6)测三相直流电阻,相差不大于1.5%(排除引线长度不同后)。
(7)做端部手包绝缘电位外移试验检查对地电压,不大于2 000V。
(8)测量所有测温元件状态。

4、防范措施

(1)制造厂在设计及装配工艺上应严格把关,提高监造人员的责任心,坚决杜绝在制造过程中遗留安全隐患。
(2)在机组运行过程中,密切监视发电机测点温度变化情况,发现问题严格执行《防止电力生产重大事故二十五项重点要求实施导则》的要求。
(3)在停机检修时,对所有测温元件进行直阻及绝缘电阻的测量,对能校验的测点全部校验,保证测量温度的准确性。
(4)加强绝缘过热检测装置的检修与维护,保证设备的正常运行。若出现报警则应及时收集取样并进行色谱分析,发现存在绝缘过热问题应及时安排停机处理,防止事故扩大。








 
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