高压发电机定子线圈接地事故处理及分析

高压发电机定子线圈接地事故处理及分析

吴润刚

重庆草街航运建设开发有限公司富金坝航电枢纽  重庆市 401520

摘要

本文通过对富金坝电厂#1发电机定子接地事故发生的现象、定子接地线棒的检查定位、受损线棒现场就地更换、线棒端部绝缘防护处理、定子线棒绝缘割伤损坏原因进行详细分析。

关键词：灯泡贯流式；发电机定子；定子硅钢片；工艺改造

1富金坝航电枢纽发电机定子接地事故处理

案例背景

富金坝航电枢纽工程是涪江干流重庆段航运自上而下的第三级，工程位于合川市太和镇上游约2km处，上游与潼南电厂尾水衔接，下游与铜梁安居电站回水衔接，是一个航运为主、航电结合、以电促航等综合水运枢纽工程。

富金坝枢纽工程安装哈尔滨电机厂生产的SFG20-50/5250灯泡贯流式三相同步发电机。转子为突极式，转轮悬挂式、循环通风，低转速（120r/min)，属于中小型水轮发电机类。富金坝枢纽工程装机容量3x20MW，发电机额定电压10.5KV，额定水头10.0m，最大水头12.39m，最小水头3.24m。机组多年平均发电量2.554亿千瓦时，年利用小时4257h。机组励磁系统采用南瑞电气控制公司生产的静止可控硅自并激励磁装置；调速系统采用东方德阳电机有限公司微机调速系统；发电机保护系统采用阿城继电股份公司生产的发电机保护装置，设有发电机差动、发电机后备、发电机失磁、发电机定子接地、发电机逆功率保护装置。发电机定了采用现场叠片的组装方式。

2 定子接地事故分析

2.1原因

机组因设计制造等存在的先天不足，定子铁芯硅钢片安装定位筋内径向尺寸未满足设计尺寸，定子通风铁片强度不够，铁芯波浪度超设计，机组A修吊装过程中未对定子铁芯的下游侧安装防变形支撑，自2006年首台机组投产以来，定子下游侧阶梯硅钢片向转子侧位移，最大位移2～８mm，严重切割线棒绝缘，局个线棒绝缘割穿，导致定子接地。为彻底消除设备缺陷，确保机组能够安全运行，通过跟厂家、设计及安装检修单位进行讨论，分析得出原因可能有以下三个方面：1开停机频繁2内外温差大3定子硅钢片有一定程度的松动。

2.2分阶段改造方案及检查结果

针对以上分析，结合枢纽实际情况，三台机组上游侧共用一套检修闸门，３号机　正在使用抢修水轮机导水机构，经综合考虑：１号机定子接地事故处理分两阶段实施。第一阶段不拆除定子直接更换绝缘损坏严重的接地线棒并局部改造，接地线棒换新，定子做临时抢修；第二阶段拆除定子，校核定子铁芯硅钢片定位筋尺寸，更换全部硅钢片并对阶梯段硅钢片做防位移措施,修复绝缘损伤的线棒，定子吊出基坑大修。检查结果1#发电机定子接地线棒更换于2019年１月份完成，2020年1月份年度检修中拆除发电机挡风板检查定子阶梯段硅钢片向转子侧位移不明显，但仍有每一阶梯段有局部有松动现象。改造方案结合现场实际情况，如果要彻底解决冲片位移问题和潜在隐患，最优方案是将原机线棒、铁心拆除，更换部分端部冲片及损坏的线棒，采用新的防窜片措施，重新安装。具体方案如下：为彻底消除机组窜片问题带来的安全隐患，需要拆除原机的全部线棒和铁心冲片，根据检查拆除的原机线棒和冲片受损情况补充一定数量的零部件，重新叠片、下线安装。拆除原机组定子线棒，线棒拆除步骤和注意事项需按照厂家工艺方案进行，拆除后按照绝缘室人员制定的方案对原线棒进行检测，受损严重无法使用的定子线棒更换新线棒，对轻微受损的线棒现场进行修复，未受损的线棒直接清理后使用。

3定子接地事故启示

3.1 加强水电厂运行管理

　水电厂是中国电力的主要来源，它的安全运行直接影响整个电网的供电安全，甚至关系到国计民生。因此，水电厂要加强对安全生产的重视，加强现场安全管理，注重工作人员的安全培训，完善安全管理制度，将影响水电厂安全运行的隐患尽可能消除，保证供电正常。

3.2加强设备巡视检查

发电机作为一种常用的机械设备，其在各种工业领域具有重大的作用。然而，由于发电机长期运行的情况下，易出现各种故障，因此需要制定发电机巡视检查制度，设备巡回检查制度是保证各种问题得到有效处理的一个重要前提。当然，在检查设备时，在处理缺陷、异常的前提下，遵守相关规定也是至关重要的。每一次巡回检查，为了保证工作的有效进行，都必须在相应的表格内记录检查过程中发现的所有问题以及巡检人员的姓名、工号等具体内容。无论是某个设备的问题还是系统的缺陷或问题，都应以人的安全为重中之重，特殊情况下允许先斩后奏，以免延误处理时机。在巡回检查的过程中，为了更全面的分析问题，可以通过看、闻、听等手段来判断设备所处的情况，这样才能比较准确的确定问题的所在，避免盲目的判断。

3.3 加强水电厂机电设备维护检修管理

　 水电站机组能否正常可靠的运行跟机电设备的性能有着紧密的联系，机电设备的日常运转、维护以及管理等直接决定了水电站的运行效率和性能。所以建立科学高效的管理措施和改善机电设备的维护方式，能够确保设备在日常工作中的正常运转，从而降低维修设备的频率，以达到提高水电站的经济以及社会效益。

3.4 推进水电厂技术改造工作

目前，很多老的水电站仍然在使用老的水轮发电机组或老设备，各种故障层出不穷，导致机组出力低下，所以运行设备的更新成为当务之急；在运行设备的更新时，应选用在技术先进、应用操作比较简便、性价比比较合理的新型水轮发电机组或新型设备替代老的水轮发电机组或老设备。

3.5加强水电站机电设备的安装和管理

  水电站机电安装是水电站基本建设的关键构成之一。电站的组装品质将同时影响到电站的安全性、环保节能和作用。现国家高度重视机电安装工程，颁布了一系列有关机电安装工程品质的各项政策。针对水电站机电安装现况的剖析还具有许多不够，造成工程施工流程中问题高发，严重影响工程施工质量和工程进度。因而，有关公司应加强对机电安装工程质量的严控，不断提高管理能力和能力，保证施工质量和高效率。

3.6 不断完善水轮发电机设计制造工艺

　  水电站机电安装工程的设计环节是整个工程的关键，对工程的施工效率和质量至关重要。因此，在水电站机电安装施工设计中，有必要加强和谐的管理方法，确保施工设计工程图纸的合理性、效率和准确性。目前，要求相关设计人员对项目的具体施工进行现场检查，并将检查结果应用于施工方案。设计人员应在施工图上对这些关键部件进行详细的标记，包括商品性能参数、设计技术参数等。同时，在施工前，施工企业应与设计企业就工程图纸的重点和要点进行详细的讨论和沟通，分析工程图纸的可行性，以确保整个施工过程的顺利进行，提高工程质量，提高施工安全绩效。此外，要对机电安装工人的专业能力和综合能力进行合理有效的学习和培训，以最大限度地提高施工效率和质量。

4结论

经过二次分阶段对定子铁芯阶梯段硅钢片及线棒端部绝缘防割伤的工艺改造，消除了定子运行安全隐患，确保了机组安全、稳定运行。通过发电机定子线圈接地事故处理、分析、总结，得出以下结论：

１）发电机定子设计工艺、安装尺寸精度是否满足设计要求是影响发电机安全运行和使用寿命的十分重要因素；

２）水电运行单位要充分考虑水情，合理调配水资源，加强设备维护，避免发电机定子铁芯因温差变化大、频繁，损害定子使用寿命；

３）机组Ａ修吊装定子过程中防定子变形的支撑必须连接牢固，满足强度要求；

４）运行单位要加强发电设备的定期检查维护，及时发现设备异动情况，将设备隐患消除在萌芽状态，确保发电生产设备的安全、稳定运行。

参考文献

[1]水轮发电机组安装技术规范．GB-T 8564-2003

[2]哈尔滨电机厂有限责任公司．富金坝2#发电机定子铁心处理方案.

[3]灯泡贯流式水轮发电机组运行检修规范．北京:中国水利水电出版社.2012-8.

[4]大型发电机变压器继电保护整定计算导则．DL/T 684—2012

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