600MW发电机事故实例分析及防范

600MW发电机事故实例分析及防范概况某电厂5号、6号机是上海汽轮发电机公司生产的QSFN-600-2型发电机。5号机于2007年9月14日和10月11日相继2次发生定子线棒相引线接头处烧毁事故。第1次事故5号发电机于2007年9月2日22:48第一次并网，事故发生前的最后一次并网时间为9月12日19:12，9月13日15:12升至600MW。9月14日19:05:39，发电机定子冷水进口压力突然升高，由0.3MPa跃升至0.44MPa，几乎同时发电机定子冷水进口流量突然降低，由104.3t/h突降至89.9t/h。19:05:45，发变组保护第一套和第二套装置发电机定子接地报警信号发出。19:05:47，5号机跳闸，当时负荷620MW，跳闸信号为7号瓦振动大（254um）。9月23日转子抽出，检查情况如下：定子励侧11号槽（C相中性点相引线处）上层线棒水盒处熔断。定子励侧10号槽上层线棒绝缘套破损，并有局部灼伤痕迹，发现励端定子总进水管内6点钟位置留有约φ170mm的耐油橡胶纸板。内窥镜检查发现有18根线棒励侧水盒内有异物堵塞，堵塞物为11号槽上层线棒铜熔化后的铜颗粒。现场更换10、11槽两根上层线棒。线棒内的堵塞物经压缩空气和高压氮气吹扫清除干净，并通过单根线棒水流量试验。定子正反冲洗后，进行热水流试验并合格。图1励端定子总进水管发现的φ170mm耐油橡胶纸板10月1日，完成整体水压试验。10月2日完成手包绝缘工作及定子端部固有频率测试和模态分析、手包绝缘电位外移检查、直流耐压、交流耐压等，10月2日晚发电机开始回装。第2次事故9.14事故抢修完成后，5号发电机于10月7日20:08并网。事故发生前从10月9日3:41最后一次并网，15:04升至600MW，运行至18:37满负荷跳闸。10月11日18:37:50励磁系统总报警，18:37:51转子接地报警，18:37:51定子接地保护动作跳闸。18:37:50，定冷水压力由0.3MPa跃升至0.47Mpa，流量由108t/h跃降至86.5t/h，过程约10s；18:38:00，定冷水流量回升至103t/h。18:41:05，发电机绝缘过热监测装置报警。12日晨检查发现励侧37槽下层线棒（B相中性点引线处）水盒已完全熔化。内窥镜检查11根励侧线圈的水盒内有熔堵物。堵塞物为37槽下层线棒铜熔化后的铜颗粒。绝缘剥开后目测检查，发现5号机中部分相引线电缆连接铜排的多个锡焊部位怀疑有过热现象，随后的接头焊接处超声探伤结果正常。12根引线与锥环之间存在适型材料未填满的间隙，水系统中留有砂轮磨头碎片。图212根相引线与锥环之间均未填满图3水系统中发现的砂轮磨头异物事故原因分析并网运行之后，各测点温度，包括定子线棒层间温度和出水温度、定子铁心温度、出线出水温度，在DCS记录中未发现异常，随负荷变化趋势平稳。根据事故有关记录和现象分析：中性点采用高阻接地方式，不会引起中性点振荡过电压；故障发生在中性点（第一次为B相引线中性点，第二次为C相引线中性点），不会是外部过电压引起；转子检查未发现由负序电流引起的表面异常，因此由发电机外部电气系统造成发电机事故的可能性基本可以排除。此次事故原因分析如下：遗留在总进水管底部且靠进11和37号线圈进水口附近处的约φ170mm垫片，在运行中封堵总进水管内11和37号线圈的进水口，造成对应线棒瞬时断水引起接头急剧发热，焊锡（熔点约为200多度）局部熔化，导电面积减少，在电动力作用下，进一步恶化。此时11号线棒首先出现火花，最终拉弧造成接头烧损。第一次修理更换10、11号线圈，当时37号线圈鼻端外观无异常，且相关试验合格，没有对37号线圈接头详细检查。该接头在第二次发电机投运满负荷时，在大电流、电动力作用下，进一步恶化，最终拉弧造成接头烧损。另外一个原因是：相引线与锥形环之间适型材料未填满，使得相引线有一定的活动空间，满负荷时，电流近9000A，强大的电磁力对就在旁边的锡焊接头处造成不利影响，接头处焊接质量不好，或者堵塞造成锡焊接头局部发热时，电磁力的振动会造成接头进一步恶化，从而引起过热直至拉弧烧断线棒。相线接头的结构和位置特殊，焊接较困难，也易造成焊接质量分散性。综上分析，结合发电机定子机座内有小铁块等遗留物、鼻端焊接头有螺丝防滑垫片没有锁紧的现象，认为制造工艺、质量控制不严是这2次事故的主要原因。分析还认为，由于一些原因造成焊接头出现问题后，虽然局部温度会升高，由于锡焊熔点较低，事故早期接头处温度不会太高，而且励侧进水流速较快，水还未被加热就已流过，致使汽侧线棒出水温度和层间温度基本没有变化。等到焊接处的锡慢慢开始熔化，事故会很快发展至拉弧而烧断线棒。处理过程（1）5号机：按新机制造标准进行机组修复，并进行相关试验。5号机更换了下层2根线棒、上层19根线棒，这21根线棒均用新线棒。对所有线棒进行水、气两种方法冲洗和内窥镜检查；更换励侧总汇水管；对引线、瓷套管、中性点等处水路内窥镜检查，并对中性点水路进行比较性水流量试验。全部焊接接头重新焊接，为保证焊接质量，除超声波探伤外，还进行表观检查，增加接头通电温差试验。对引线与锥环之间的间隙进行填塞并增加引线测频并详细检查端部防松措施。（2）6号机：剥开12个相引线接头，对接头进行超声探伤，通大电流红外温差试验（2500A），检测结果合格。对引线、瓷套管、中性点等处水路内窥镜检查，并对中性点水路进行比较性水流量试验。详细检查端部，发现一处引线和锥环之间未填满适型材料，对该处填塞满适型材料。（3）6号机、5号机分别于11月30日、12月8日通过168小时满负荷试运。防范措施（1）防止水路堵塞措施：发电机出厂前应对绝缘引水管、汇水管、引线、瓷套管、中性点等水路处进行内窥镜检查，确认没有异物。汇水管裸露接口处，应有专用带锁盖子，防止现场异物进入发电机水冷系统。现场安装时应在定冷水正反冲洗后，对引水管、汇水管、引线等处进行内窥镜检查以及热水流试验，确保无异物堵塞。（2）防止发电机端部引线紧固不良：在监造过程及到现场后，应严格按照设计和工艺要求，全面检查引线与锥环等间隙处适型材料填塞充满度，支架、垫块、垫片、绑扎带等防松措施，并增加引线测频