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【摘 要】 随着电力工业的迅速发展,厂网分开后的几年,相继投入运行的大容量、高参数、高自动化机组陆续运行到A级检修周期。如何提高和改进检修工艺质量,作者结合几例600MW频发性的故障,进行分析和探讨,就目前600MW亟待处理的几个技术问题提出了建议,以期与广大电力工作者和设备制造工程技术人员共同提高我国600MW的制造和运行管理水平。
【关键词】 绝缘监督 线圈震动 耐压试验短路接地故障
0 引言
电力系统改革厂网分开以来,各发电集团和社会能源企业为了抢占电量份额,纷纷建设600MW级(或更大容量)的大机组。随着电力工业迅速发展,大容量、高参数、高自动化已成为目前新建机组的基本机组类型。因此,对发电厂的生产管理、设备检修和技术监督工作的重点也需要根据这些特征的变化予以调整和改进。
随着国家能源政策的改革,目前在网运行的骨干机组,大多是600MW机组。同时大多达到A级检修周期,其余也陆续地运行到大修周期,即将面临设备大修的问题。检修工程与工艺面临新的考验。机组在运行中反映的问题,设备在检修过程中发现设备损坏等问题将全面显现。如何提高检修质量,改进检修工艺,杜绝设备损坏事件重演,是我们电力工作者当前工作的重中之重。
1 近几年600MW机组暴露的设备技术问题及防范措施
1.1 发电机制造和安装阶段隐藏的缺陷和问题
发电机制造和安装阶段隐藏的缺陷和问题遗留到生产中,成为近年来发电机安全运行的重大隐患。主要集中在发电机个别部位设计不当、制造安装质量不良,造成发电机投运后出现定子单相接地、转子一点接地、铁心发热、漏氢、定子内冷水系统堵塞等问题。
1.1.1 发电机转子引线夹板处用做机械固定的不锈钢板断裂故障
该类型故障发生在东北某电机制造厂600MW机组上。首先在浙江某电厂3号发电机转子上出现,并造成发电机运行中转子一点接地。2007年2月27日,该厂3号发电机在春节停备检修结束后启机升速过程中,当转速升至1303r/min时,转子出现一点接地报警。3号发电机停机后扒下转子护环检查发现,故障原因为转子引线夹板处用做机械固定的不锈钢板(约1mm厚,30mm宽)断裂,造成存转子转速升高时,断裂的不锈钢在离心力作用下窜出与转子引线接触导致接地故障。
针对该制造厂的这一问题,某发电集团在2007年的机组检修中,天津某电厂3号发电机、华北地区某电V1号发电机均对该部位进行了检查,也发现存在同样的问题。两台发电机转子引线夹板处不锈钢板均发现已经断裂,由于发现该问题比较及时,未造成发电机运行中出现转子接地事故。这两台发电机已经扒下发电机转子励侧护环,取出压板的断裂部分,更换新的压板,重新装入护环。
对前述情况分析,此问题是该制造厂同类型发电机存在的一个普遍情况,天津某电V3号发电机、河北某电厂1号发电机提前发现了事故隐患,避免了由于压板断裂造成运行中发电机转子接地故障。因此必须对同一厂家的600MW发电机该部位进行认真检查,及时发现问题,保证发电机安全运行。
1.1.2 发电机绝缘引水管缺陷
发电机绝缘引水管缺陷主要集中在东北某电机制造厂的QFSN-600-2YH型600MW机组上。
2008年9月18日,华东地区某发电厂1号发电机在并网运行后,带140MW负荷2h后,定子接地保护动作跳机。打开发电机端盖人孔门,进入检查发电机端部,未见异常,对U相进行直流耐压(带水压),升到4kV后,在励磁U相一根下层线棒(7、8点位置)的引水管有放电(与河北某发电厂机组故障位置基本相同)现象。并发现该引水管中间有水渗出。分析判断引起定子接地的原因是该引水管有缺陷,导致绝缘性能下降被击穿、破裂。2007年11月,华北地区某电V2号发电机在预试中,励侧绝缘引水管出现类似故障,已经有内冷水漏出。经更换引水管后,直流泄漏电流正常。
这两次故障都是绝缘引水管的缺陷引起的,初步分析其原因,是发电机生产厂家在采购或安装过程中,造成绝缘引水管的微小的机械损伤,继而埋下隐患。为此,应敦促厂家,把好质量关。电厂也应在预试和检修中对绝缘引水管做重点检查,加强定子冷却水系统的水压试验和直流泄漏测量。
1.2 发电机引线烧毁故障
(1)华东地区某电厂1号机为东北某电机制造厂生产的600MW机组,运行中w相分支的w2引线局部过热熔断,熔渣掉下进入发电机转子通风道,转子一点接地报警。W2分支熔断,瞬间电磁力不均衡,发电机组7瓦振动瞬间增大至150μm,随后电磁力达新平衡,振动减至83μm。w2分支承担W相全电流,当时为满负荷,分支通过电流为额定电流的1.725倍(单支额定电流9.62kA),导致W2支路(上层12～18号线棒,下层37～1号线棒串联)共14根线棒严重过热。其中7根下层线棒由于散热条件不如上层线棒,线棒出水温升尤其迅速,事故发生仅1min后,下层线棒出水温度至高限90℃;上层7根线棒,温升稍慢。W2引线熔断约5min后,W2下层线棒因过热,破坏主绝缘,造成W相对地短路,发电机零序电压保护动作跳主断路器。发电机在现场共修复和更换了17根线棒(其中下层7根,上层10根),更换了6根环状引线,1根主引线。事故造成停机月余,损失巨大。
(2)华南某发电厂1号机为东北某电机制造厂600MW机组,2006年12月9日,W2引线烧断,故障位置与前述华东地区某电V1号机几乎相同,当时带580MW负荷,定子接地保护动作跳机,事故没有扩大。华东某电机厂制造,安装在某电厂的600MW发电机组,在完成168h试运行后停机,于2007年1月28日再次开机投运时,发生发电机定子绕组W相W2分支中性点引出线拉弧烧断事故。
上述故障造成的主要原因是:发电机引线出水汇流管过细,内径①20mm～中32mm,如发生故障时,华南地区某发电厂的发电机,机外的部分内冷水管内径中20mm,机组中间的个别阀门内径更小(如20mm),导致引线出水流速较慢,冷却效果较差。若引线的上部积聚有气泡时,气泡将很难被水带走,造成汽堵。另外,华东某电机厂生产的发电机,故障引线处还发现包含有杂质(硫、磷等),使导电率上升,发热增加。
因此,针对此类故障,监造时要加强引线的材质化验,检查引线出水汇流管及中间阀门的内径,严格遵守内冷水的相关规程,防止内冷水回路堵塞。华北东部地区某电厂在2007年对3号、4号发电机外部定子冷却水汇流管进行了改造,将内径为26mm的管路换为内径为38mm的管路,消除了设备隐患。
【关键词】 绝缘监督 线圈震动 耐压试验短路接地故障
0 引言
电力系统改革厂网分开以来,各发电集团和社会能源企业为了抢占电量份额,纷纷建设600MW级(或更大容量)的大机组。随着电力工业迅速发展,大容量、高参数、高自动化已成为目前新建机组的基本机组类型。因此,对发电厂的生产管理、设备检修和技术监督工作的重点也需要根据这些特征的变化予以调整和改进。
随着国家能源政策的改革,目前在网运行的骨干机组,大多是600MW机组。同时大多达到A级检修周期,其余也陆续地运行到大修周期,即将面临设备大修的问题。检修工程与工艺面临新的考验。机组在运行中反映的问题,设备在检修过程中发现设备损坏等问题将全面显现。如何提高检修质量,改进检修工艺,杜绝设备损坏事件重演,是我们电力工作者当前工作的重中之重。
1 近几年600MW机组暴露的设备技术问题及防范措施
1.1 发电机制造和安装阶段隐藏的缺陷和问题
发电机制造和安装阶段隐藏的缺陷和问题遗留到生产中,成为近年来发电机安全运行的重大隐患。主要集中在发电机个别部位设计不当、制造安装质量不良,造成发电机投运后出现定子单相接地、转子一点接地、铁心发热、漏氢、定子内冷水系统堵塞等问题。
1.1.1 发电机转子引线夹板处用做机械固定的不锈钢板断裂故障
该类型故障发生在东北某电机制造厂600MW机组上。首先在浙江某电厂3号发电机转子上出现,并造成发电机运行中转子一点接地。2007年2月27日,该厂3号发电机在春节停备检修结束后启机升速过程中,当转速升至1303r/min时,转子出现一点接地报警。3号发电机停机后扒下转子护环检查发现,故障原因为转子引线夹板处用做机械固定的不锈钢板(约1mm厚,30mm宽)断裂,造成存转子转速升高时,断裂的不锈钢在离心力作用下窜出与转子引线接触导致接地故障。
针对该制造厂的这一问题,某发电集团在2007年的机组检修中,天津某电厂3号发电机、华北地区某电V1号发电机均对该部位进行了检查,也发现存在同样的问题。两台发电机转子引线夹板处不锈钢板均发现已经断裂,由于发现该问题比较及时,未造成发电机运行中出现转子接地事故。这两台发电机已经扒下发电机转子励侧护环,取出压板的断裂部分,更换新的压板,重新装入护环。
对前述情况分析,此问题是该制造厂同类型发电机存在的一个普遍情况,天津某电V3号发电机、河北某电厂1号发电机提前发现了事故隐患,避免了由于压板断裂造成运行中发电机转子接地故障。因此必须对同一厂家的600MW发电机该部位进行认真检查,及时发现问题,保证发电机安全运行。
1.1.2 发电机绝缘引水管缺陷
发电机绝缘引水管缺陷主要集中在东北某电机制造厂的QFSN-600-2YH型600MW机组上。
2008年9月18日,华东地区某发电厂1号发电机在并网运行后,带140MW负荷2h后,定子接地保护动作跳机。打开发电机端盖人孔门,进入检查发电机端部,未见异常,对U相进行直流耐压(带水压),升到4kV后,在励磁U相一根下层线棒(7、8点位置)的引水管有放电(与河北某发电厂机组故障位置基本相同)现象。并发现该引水管中间有水渗出。分析判断引起定子接地的原因是该引水管有缺陷,导致绝缘性能下降被击穿、破裂。2007年11月,华北地区某电V2号发电机在预试中,励侧绝缘引水管出现类似故障,已经有内冷水漏出。经更换引水管后,直流泄漏电流正常。
这两次故障都是绝缘引水管的缺陷引起的,初步分析其原因,是发电机生产厂家在采购或安装过程中,造成绝缘引水管的微小的机械损伤,继而埋下隐患。为此,应敦促厂家,把好质量关。电厂也应在预试和检修中对绝缘引水管做重点检查,加强定子冷却水系统的水压试验和直流泄漏测量。
1.2 发电机引线烧毁故障
(1)华东地区某电厂1号机为东北某电机制造厂生产的600MW机组,运行中w相分支的w2引线局部过热熔断,熔渣掉下进入发电机转子通风道,转子一点接地报警。W2分支熔断,瞬间电磁力不均衡,发电机组7瓦振动瞬间增大至150μm,随后电磁力达新平衡,振动减至83μm。w2分支承担W相全电流,当时为满负荷,分支通过电流为额定电流的1.725倍(单支额定电流9.62kA),导致W2支路(上层12～18号线棒,下层37～1号线棒串联)共14根线棒严重过热。其中7根下层线棒由于散热条件不如上层线棒,线棒出水温升尤其迅速,事故发生仅1min后,下层线棒出水温度至高限90℃;上层7根线棒,温升稍慢。W2引线熔断约5min后,W2下层线棒因过热,破坏主绝缘,造成W相对地短路,发电机零序电压保护动作跳主断路器。发电机在现场共修复和更换了17根线棒(其中下层7根,上层10根),更换了6根环状引线,1根主引线。事故造成停机月余,损失巨大。
(2)华南某发电厂1号机为东北某电机制造厂600MW机组,2006年12月9日,W2引线烧断,故障位置与前述华东地区某电V1号机几乎相同,当时带580MW负荷,定子接地保护动作跳机,事故没有扩大。华东某电机厂制造,安装在某电厂的600MW发电机组,在完成168h试运行后停机,于2007年1月28日再次开机投运时,发生发电机定子绕组W相W2分支中性点引出线拉弧烧断事故。
上述故障造成的主要原因是:发电机引线出水汇流管过细,内径①20mm～中32mm,如发生故障时,华南地区某发电厂的发电机,机外的部分内冷水管内径中20mm,机组中间的个别阀门内径更小(如20mm),导致引线出水流速较慢,冷却效果较差。若引线的上部积聚有气泡时,气泡将很难被水带走,造成汽堵。另外,华东某电机厂生产的发电机,故障引线处还发现包含有杂质(硫、磷等),使导电率上升,发热增加。
因此,针对此类故障,监造时要加强引线的材质化验,检查引线出水汇流管及中间阀门的内径,严格遵守内冷水的相关规程,防止内冷水回路堵塞。华北东部地区某电厂在2007年对3号、4号发电机外部定子冷却水汇流管进行了改造,将内径为26mm的管路换为内径为38mm的管路,消除了设备隐患。