大型发电机定子绕组及内冷水系统运行异常分析处理与防范措施

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1、大型发电机定子绕组及内冷水系统运行异常分析处理与防范措施摘要：本文结合近期以来发生在国产600MW汽轮发电机定子绕组及其内冷水系统的异常运行情况，提出一些分析处理与防范措施，仅供参考。关键词：汽轮；发电机定子；内冷水系统屮图分类号：TM874文献标识码：A现代大型汽轮发电机定子绕组由于采用水冷方式，设计电流密度选取值很大，例如国产600WM汽轮发电机定子绕组设计电流密度：8.1/mm2,下层线棒为10.lA/mm2o而早年生产的老式氢外冷气轮发电机定子绕组设计电流密度只有2.8-3.2A/mnV左右，显然对水冷汽

2、轮发电机定子绕组及其冷水系统提出了极高的要求。由于种种原因，使发电机定子绕组及其内冷水系统发生异常运行情况，最终造成发电机定子绕组绝缘破坏的故障时有发生，对此，国家电网公司颁发的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中，针对水冷汽轮发电机定子绕组及莫内冷水系统的安全运行提出了明确的要求。一、异常运行分析及处理A发电厂#2发电机是上海电机厂制造的600MW汽轮发电机其定子绕组为水内冷1定子绕组异常运行情况简介1.12004年7月16日投产前作短路试验时,线棒间出水温差高达15°C.投产后，在额定负荷下线棒间温差

3、长期在12°C以上。并有时随运行时间增长而温差增大的趋势。英中以#9下和#39上线棒最为严重。1.2在60%额定负荷左右时，各线棒间出水温差属正常范围，当负荷增加到额定负荷的80%以上时，个别线棒的出水温度开始与负荷的增加成正比升高，此时与其对应的线棒温度也升高，使线棒间温差达6°C以上，其中以#9下和#39上线棒表现最为突出。1.3出水温度偏高的线棒全都在定子绕组水平中心以下位置，其中以上层线棒;:#34、#37、#39、#40和下层线棒#5、#7、#8、#9的出水温度为最高，其它位于定子绕组水平中心以下的线棒

4、的出水温度也全都偏高。1・4投产运行至今近三个月以来，定子绕组进出口内冷水压差与长期稳定不变的特点。2异常运行情况分析处理2.1从上述异常运行情况的各种表现可断定，该发电机从168试运前短路试验时开始，定子绕组个别线棒已经与机械杂质堵塞，从定子近出口水压差能长期保持稳定不变这一事实，更说明是个别线棒堵塞。2.2运行中切换滤网，投入从未运行过的滤网，发现期内部有较多细颗粒状机械杂质和体积较大（约1.2X1.5X2.Omni）数量较少，质地柔韧的深褐色不规则形状杂物，另外，还冇从滤网破损脱落下来的毛绒状纤维物。停机后

5、，首先作热水流试验，发现各线棒出水降温曲线分散性较大，但与运行中出水温度偏高的线棒无明显对应关系。在进行定子绕组整体止向冲洗前后检查滤网时，发现有少量细颗粒状机械杂质。在进行反向冲洗后检查滤网时，发现有很多细颗粒状机械杂质和较多大块貌似氧化皮状杂物，英中最大的体积约0.3X4X5mm.经化验认为这些杂物的主要成分是氧化铜和四氧化三铁牛成的。焊后这些氧化物没冇彻底清除，运行中铜导体与氧化层之间产生膨胀差，最终使氧化层脱落被水冲走至滤网里或卡滞在线棒空心导线内。另外，还有发现滤网破损脱落下来碎片及毛绒状纤维物，其中最

6、大的碎片体积约2X5X120101。拆开发电机，对出水温度的个别线棒单根分别用氮气、凝结水、氮气加凝结水（即水锤法）先后进行反复数次正反向冲洗，直至杂质异物彻底清除和水流量测试合格为止。这些个别线棒的槽号分别是「上层#33、#34、#37、#39和下层#5、#7、#8、#9共8根线棒。恢复绕组线棒水路后，发电机进行整体止反向冲洗，检查滤网未发现异物和杂质，然后作热水流试验，发现各线棒出水温度下降曲线比较集中一致。发电机重新投入运行后，在50%负荷时，线棒间出水温差达5°C左右,属不正常现象，当在额定负荷时，线棒间

7、出水温差：上层#39与#6Z间达10°C,下层#9与#39之间达7°C,其它各线棒温度及线棒间温差，线棒出水温度及线棒间岀水温差分布情况与停机处理前的分布情况有较大变化，即冇的原来温度低的温度变高了，温差也变大了，也有原来温度高的温度变低了，温差也变小了。唯独不变的是原来出水温度偏高的上层#39线棒和下层#9线棒的温度仍然偏高。可是上层#39线棒间出水温差山本次处理前的13°C减小到10°C,而下层#9线棒则由本次处理前的13°C减小到7°C,它们的温差比较対象即槽号都变了。该发电机于投产前，定子绕组及其内水系统

8、中存在机械杂质异物，运行中随着水循环进入并堵塞个别线棒，使这些被堵塞的线棒不断加重堵塞和可能产生其它新的被堵塞的线棒。这就是随着运行时间的增长，线棒及线棒出水温度和温差有所升高趋势的成因。山于该型式发电机定子绕组两侧汇流管上的总进出口水管是设计在最高顶点处，这样一來，内冷水中的杂质异物在汇流管内是自上而下的漂浮沉降，而定子绕组水平中心的线棒端部都位于水平中心以上，易接收杂