双水内冷发电机定子回路故障的分析与防范

　　红雁池发电厂5～9号机组的均为双水内冷发电机，自投产以来，5，6，9号机的定子回路曾发生线圈绝缘击穿、　接地短路、铁芯烧伤、水内冷机定子漏水、断水等故障，严重威胁发电机的安全运行。为全面提高机组运行的可靠性，提高发电企业的经济效益，有必要对已发生过的故障进行技术分析，并提出相应的防范措施。现以该厂5号机发生的3起故障为例进行分析。

　　1 发电机励磁侧引线过热故障

　　1.1 故障过程

　　1987年5月3日晚，电气值班员巡检时，嗅到5号机有焦煳味。从窥视孔仔细查看，发现发电机励侧引线有流黑漆现象，立即报告分场及厂部，决定停机检查。揭盖后发现，励磁C相引线D3及D6绝缘烧黑，有硫化现象，且有2处的复漆已被流出的黑玻璃绝缘布带的黑漆污染。D3及D6引线外表温度比其他引线高出约20℃。

　　1.2 故障原因分析

　　初步判断为定子线圈通水回路局部堵塞，造成局部线圈水流量减小，致使内冷效果明显降低。

　　为了进一步确证故障原因，决定将发电机定子的该根线棒水电接头焊开，进行水冲洗。从冲出的水中发现大量黑色颗粒，同时也在冷水箱中发现大量黑色粉末。根据这一现象决定扩大冲洗范围，于是将定子线圈的水电接头分段焊下，分段进行再冲洗，均发现有较多黑色粉末，经确认为橡皮粉末。由此可以确认，造成定子线圈水回路堵塞的原因有以下几方面：

　　(1) 甩水盒橡皮密封垫腐蚀磨损成锯齿状，参差不齐，磨损最深处可达3 mm。在对冷水系统检查后，发现冷却水进入发电机前的不锈钢滤网未焊接，而采用金属丝绑扎，结果被水流冲破，橡皮粉末随水流进入定子水回路，堵塞了一线棒水回路，使水流量大大减小，对导线的冷却效果变差，造成线圈温度升高。

　　(2) 进一步检查发现，第30根线棒汽侧铜管进口处约有1/4的面积在制造时已被焊锡封死，因此造成该水管水流量不足，使橡皮粉末更容易存留在该线棒的水管内，造成水管堵塞，引起线棒发热。为了排除这一缺陷，将9，11，12，13，14“U”形环、10号线棒铜管焊死部分用电钻打通，再用压力水(0.2～0.25 MPa)和高压空气(不大于0.8 MPa)，对9，11，12，13，14“U”形环和10号线棒正反向反复冲洗，直至水中橡皮粉末消失为止。后期又对定子线圈水回路分相冲洗，并用量杯和质量表测量三相水流量均衡，直至定子水流量符合规定要求后，才恢复投入运行。

　　2 发电机汽侧定子线圈漏水故障

　　2.1 故障过程及原因

　　1988年6月15日，5号机计划停机小修，停机后的第二天，电气试验人员途经5号机时，听到机内有哗哗水声，从窥视孔可见汽侧定子线圈端部流水，立即向分场汇报。揭盖检查，见一线圈端部水电接头绝缘包内漏水，打开绝缘包后发现定子线棒水电接头处磨穿。

　　由于该台机组系早期产品，水电接头处使用的填料不合适(用云母粉和棉粉及环氧树脂配制)，填料干固后龟缩，造成填料松动。水内冷电机电流密度大，每根线棒所承受的电动力也大，运行中线棒每秒钟要承受100次电磁力的振动，其端部振动更严重。干固龟缩的填料块在水电接头内抖动，磨损定子铜棒，因而造成定子线棒磨穿漏水。

　　2.2 故障处理

　　(1) 对磨穿的线棒进行补焊。为防止线棒水回路被流动焊液封死　，补焊时取下水电接头的“U”形环，从线棒端部孔内插入一细铜丝，边焊边活动铜丝，直至焊完后焊锡凝固为止。

　　(2) 用6101环氧树脂和650聚酰胺配剂浸渍过的涤纶毡代替原来的水电接头填料。填完夹紧后，外包绝缘最外层用无碱玻璃丝布带包扎，再用6101环氧树脂和650聚酰胺树脂刷固。

　　(3) 对汽侧30多个水电接头打开绝缘包进行检查，更换填料，发现有4～5个水电接头中填料松动，而这些都是在打开绝缘包之前就能感到为“空包”的水电接头。

　　3 定子线圈主绝缘磨损故障

　　3.1 故障过程及原因

　　1991年8月下旬5号机大修期间，发电机揭大盖后，检修人员发现该机汽侧线圈端部有4～5处有黄色绝缘粉末。切断绑带，取出绝缘垫块，发现绝缘垫块磨损有17处，定子线圈主绝缘已被磨穿，露铜。其中有4处定子线圈铜线磨损达0.5～1.0 mm，受损严重。原制造厂制造时定子线圈端部垫块与定子线棒是直接接触的，这种硬碰硬的接触，在安装时稍有疏忽(如垫块的大小、尺寸，垫正与否等原因)就有可能引起不良后果。因为发电机运行时线圈不停振动，长期运行有可能造成垫块与线棒接触面松动、相互摩擦，造成定子线棒端部磨损。

　　3.2 故障处理

　　(1) 将磨损部位的垫块取出，在垫块外包以用环氧树脂与聚酰胺树脂配剂浸渍的涤纶毡，重新垫入线圈间。

　　(2) 垫块垫正夹紧后，外部用6101与650配剂浸渍的*8 mm涤纶带绑札固定。后因*8 mm涤纶带不够，有些地方也用无碱玻璃丝带绑扎。

　　(3) 对汽端18个撑块处检查，共有17个发生线棒磨损。而这些点在打开绝缘包前就有黄粉冒出。对励磁端抽查4处，无一松动。由于检修工期限制，未来得及对全部端部绝缘解剖，查看绝缘撑块情况。

　　(4) 重新装上端部绑环，用6101与650配剂浸渍过的*8 mm涤纶带对定子线圈端部进行固定。

　　4 故障防范措施

　　(1) 5号机在选材及制造质量上存在问题。该机每根线棒共有6个通水铜管，而30号线棒的通水管就有一个半被堵塞，使该线棒通水量减少。加上橡皮粉末的淤积堵塞，水流量更小，因而造成线棒过热。因此制造厂应保证产品的设计及制造质量。

　　(2) 为了防止定子线圈冷却铜管严重阻塞引起过热，应定期测量每根铜管的进出水温差。但5号机定子线圈测温点仅有8个，而30号线棒恰恰未埋测温元件，这就给现场温度监视带来困难，因此，厂家在设计定子线圈冷却铜管时应予以改进。

　　(3) 发电厂一定要尽早将转子甩水盒密封改造列入技改项目，否则仍会发生上述水回路堵塞情况。

　　(4) 生产现场应经常对定子线圈温度进行监视和分析，对温度有明显上升的线圈应加强跟踪，并结合检修进行处理。运行中应经常通过窥视孔加强对机组内部的监视，检查定子端部有无渗水、漏水、流胶、焦煳气味、黄粉、零部件松动、塑料引水管磨损、后圈过热发松以及其他异常情况，发现隐患及时消除。

　　(5) 在检修中，应仔细检查定子线圈。检查定子线圈有没有出现严重的“松”(楔条松、绑线松、垫块松)、“空”(下层线棒在槽内未落实；在出槽口前悬空；线棒端部与绑环间未靠拢、悬空；绝缘包内空)、“拼”(上、下层线棒在转角R处应留有标准空间，但由于调整不当，拼靠造成间隙距离与标准数值不符)，如发现上述现象，应立即采取措施消除。

　　(6) 严格监视监测水冲洗质量及定子回路水流量，严把水压试验环节，加强绝缘预防性试验。这些都是保证水内冷机组安全运行的重要措施。