1、淺析新建大容量發電機組絕緣故障預防摘要:本文以國內某大型發電機生產廠家匯總近年系統內各廠發生的發電機絕緣故障數據為依據,分析了新建發電機組安裝前后能夠影響發電機絕緣的幾處關鍵點，針對兄弟單位即將上馬的350MW發電機組，以建設單位角度從技術管理以及現場工藝管理等不同層面,對該類型發電機的絕緣故障預防等提出了些許建議。關鍵字:新建 發電機 絕緣 故障 1.前言 為防止發生發電機的損壞事故，根據國家電力公司防止電力生產重大事故的二十五項重點要求、原水利電力部(86)電生火字193號發電機反事故技術措施、防止200、300MW汽輪發電機定子繞組端部發生短路的技術改進措施（能源部、機電部電發19918

2、7號）等各項規定，針對兄弟單位即將上馬的350MW發電機實際情況，結合近期臨沂某廠同類型機組在建設施工中發現的問題，在本文中進行說明，旨在分析發電機安裝及初期運行階段的絕緣故障原因，探求新安裝發電機絕緣故障預防的一系列方法。2.發電機絕緣故障統計與分析2.1國內某生產商匯總產品故障數據 根據上級公司下發加強國內某廠生產300MW以上主機設備監督管理通知內容，并根據通知中有關數據對該廠生產的300MW以上發電機的故障問題進行統計匯總，見下表主要問題典型案列原因歸屬發電機定子端部緊固件松動脫落、磨損絕緣信陽3、4號，許昌3號，七臺河3號，潮州1號，呂四港3號，景泰1號，寧德3號等24臺機組制造廠施

3、工工藝發電機轉子引線不銹鋼墊條斷裂所有機組制造廠設計定子槽楔松動均不同程度存在轉子護環下分區隔板松動許昌4號、馬三2號制造廠施工工藝發電機定子端部過渡引線燒損烏沙山1號，金竹山1、2號設計、安裝、制造發電機定子線棒絕緣損壞寧德3號、金竹山2號制造廠施工工藝*發電機氫冷器漏氫王灘1號，信陽3號制造問題*發電機部件焊縫運行中開裂烏沙山轉子引線開焊變形，運城2號機組轉子線圈韓芬裂紋設計制造*發電機端部定子線棒水電接頭焊口開裂許昌禹龍3號、信陽華豫的3號機制造廠施工工藝根據以上數據，按“最高、較高、一般、較低”劃分四個檔次，統計劃分各部位故障機率，見下表故障部位故障表現故障原因故障機率定子槽楔槽楔松動

4、、定子繞組損壞新機投產后振動、溫度、負荷變化等原因。最高定子端部定子端部緊固件松動脫落、磨損絕緣組裝或修復工藝問題，造成緊固件緊力不夠或適形材料浸膠不充分。較高部件焊縫部分焊接焊縫運行中開裂（電焊、銀焊）焊接工藝存在問題。一般轉子護環護環內隔板松動新機投產后振動、溫度、負荷變化等原因。一般*氫冷器漏氫制造工藝存在問題或安裝施工過程中損傷或運行過程中誤操作較低*冷卻水管引線燒損設計圖紙及安裝施工問題較低2.2故障分析 根據以上統計數據可見，定子槽楔及定子端部故障成為發電機高發性故障，發生的原因主要由設計制造、安裝工藝等造成。一方面，基本在所有發電機上均存在定子槽楔故障（槽楔、繞組松動），以許昌禹

5、龍、張家口熱電、景泰等廠機組發生的情況來看，不論是新裝機組或是已投產運行機組，均存在不同程度的松動現象，并且由于波紋板等彈性材料的老化等問題，無法對該類故障一次性解決，成為影響發電機安全運行的一個最主要隱患。該類故障一旦發生，搶修工藝復雜，搶修工期長，對發電公司造成的損失非常大。另一方面，發電機的端部絕緣故障成為影響發電機安全運行的另一大隱患，國產大型發電機組定子繞組多采用水內冷方式，該種冷卻方式造成工藝上的難度加大。在發電機定子故障中，定子繞組端部絕緣引起的事故占較大比例，國產300 MW及以上系列發電機曾多次發生過定子繞組端部固定結構及端部絕緣工藝不良，運行中振動大引發的線棒與固定部件松動

6、、絕緣磨損，鼻部空心導線漏水，造成接地和相間短路故障的發生。 其它故障，例如焊接問題、氫冷器漏氫、冷卻水管等故障發生概率不高，并且故障原因主要以生產廠家的制作、安裝工藝為主，關于發電機端部及定轉子繞組等制作工藝的改進及新工藝、新技術的采用在本文不再說明。 經過對有關故障情況了解后，分析定子槽楔及定子端部故障發生的主要原因主要有以下幾點：（1）生產廠家在端部絕緣在制造過程中，主要為人工制作方式，制作工藝存在問題，如下圖所示，手工制作部分(A圖4、6、7、11、12等部位及B圖槽楔、波紋板)涉及到緊力和浸膠等關鍵性工藝，類似部位容易發生緊力不夠、浸膠不充分等現象，目前新機出廠的有關試驗無法對該類缺

7、陷進行有效檢測，形成技術漏洞；A圖B圖（2）新機出廠后經過運輸、倉儲、安裝振動、環境溫度變化以及運行投產后的振動均可造成緊固件和手工綁扎部位的松動。過程描述存在變化量對發電機影響出廠裝車定轉子第一次整體起吊剛性變化，影響鐵芯緊力長途運輸路途車輛顛簸振動堅固件松動、到場存儲定轉子第二次整體起吊現場存儲環境溫、濕度變化絕緣材料受潮程度及溫差變化導致的熱脹冷縮現場安裝定轉子第三次整體起吊安裝振動、誤碰堅固件松動、絕緣損傷（3）在新建發電機組施工過程中發電機的安裝存在特殊性,電建公司是由汽機專業與電氣專業分工完成發電機的安裝工作,在施工過程中兩個專業交叉施工項目較多，在具體施工過程中容易發生推諉及驗收

8、等問題。并且施工單位一般以DL/T 5210.3-2009電力建設施工質量驗收及證價規程（第三部分 汽輪發電機組）和DL/T5161.7-2002電氣裝置安裝工程質量檢驗及評定規程（第七部分 旋轉電機）執行具體施工，該技術標準中對發電機定子的波紋板試驗未進行強制規定，僅以廠家提供意見為準，并且對于發電機定子端部檢查內容及標準不也不十分明確，造成檢查、驗收流于形式。（4）經過對臨沂某廠建設監督中發現，由于生產廠代表駐場一般為1至2人，主要為機務專業人員，所以新機部分重要的電氣檢測、試驗項目（例如：定子的鐵損試驗和波紋板試驗）在出廠前完成，新機安裝后不再進行類似試驗，造成了無法對運輸、安裝工藝等過

9、程的試驗監控，存在管理漏洞。3.故障預防建議3.1工程管理預防3.1.1加強發電機監造力度。對于發電機的前期監造工作應嚴格按照公司監造標準執行，監造前期應收集、熟悉設備有關的法規、規范、標準、合同等資料文件、技術條件、主要工藝方法以及管理程序等文件。駐廠監造實施過程中應對制造過程的質檢點（W點、H點）進行見證（如有條件可拍照或錄像），對過程中發生的不符合項應全程進行跟蹤，按照程序要求對不同類別不符合項進行見證處理、關閉和簽字確認。監造過程中還應參加制造廠有關工藝和技術修改的審查等會議，并且定期編制監造報告，及時向公司反映制造過程中存在的問題、處理情況以及對設備制造質量、交付進度、經費等可能產生

10、的影響。 出廠驗收階段一方面應按合同和驗收相關程序要求，清點交工資料文件，審查其合格性，檢查裝箱文件等，對發電機出廠有關試驗數據進行核實。另一方面還應對發電機進行硬件驗收和有關零部件、備品備件的檢查和清點等工作。3.1.2 嚴格前期管理文件審批。對于電力建設施工質量驗收及證價規程、電氣裝置安裝工程質量檢驗及評定規程中的部分施工驗收等級確認時，應將可能存在絕緣故障隱患的施工項目適當提高驗收級別， 并加入現場旁站鑒證等內容，防止出現虛假、模糊數據。要求發電機試運前必須按照標準要求，完成必要的電氣試驗和物理試驗，建議將發電機所有試驗項目均列為H點驗收。例如：發電機定、轉子氣密試驗、波紋板試驗等試驗項

11、目按電力行業有關標準為三級驗收（施工單位、監理單位、生產廠家），在施工過程中應適當增加驗收級別至四級或五級（建設單位、設計單位），該項工作需在開工前的施工驗收等級審核表中體現，提前將驗收等級進行修改。3.1.3加強現場施工驗收?，F場安裝施工過程中，施工單位電氣專業和汽機專業技術負責人在各重要結點的安裝時應全程在現場指導施工，防止出現施工藝錯誤或降低標準的問題。對于發電機H點的驗收工作，建議施工技術人員、監理、建設單位代表到場全程鑒證，試驗項目時間過長的應在試驗旁站后進行抽檢，以復核試驗數據的準確性。3.1.4充分發揮廠代、監理職能。在發電機定子安裝完畢后，可向發電機生產廠家要求臨時增加電氣專業

12、廠代，對發電機相關部位進行二次緊固檢查。在建設施工過程中，應進一步強化監理職能，以提高建設單位設備安裝質量為根本目的，對于涉及發電機定轉子鐵芯、繞組等較重要施工項目時，建議監理全程監控。3.1.5強化設備定期檢修管理。嚴格按照DL/T838-2003發電企業設備檢修導則要求，新裝發電機組應在規定期限內進行各個等級的檢修工作，并且介于該生產廠家發電機發生的類似絕緣故障的先例，建議在前兩次B級檢修項目中增加“發電機抽轉子檢查”內容，主要目的是對發電機定子槽楔、波紋板、發電機端部等進行試驗、檢查。3.2施工技術預防3.2.1嚴格按照DL/T 5210.3-2009電力建設施工質量驗收及證價規程（第三

13、部分 汽輪發電機組）和DL/T5161.7-2002電氣裝置安裝工程質量檢驗及評定規程（第七部分 旋轉電機）等有關建設安裝施工標準執行，對于技術標準中未明確數據的驗收項目建議采用詳細描述與影像資料的方式進行工程資料備案。3.2.2建議發電機定子安裝完畢后，增加定子鐵損試驗（第二次）、波紋板試驗（第二次）、端部檢查（第二次）等涉及到發電機絕緣故障有關的試驗項目，以達到對運輸、安裝過程的監控。3.2.3提前完成內冷水系統的安裝、調試工作，待發電機定子安裝及有關壓力試驗合格后，及時投入內冷水，防止發電機定子受潮；發電機定子安裝后應在汽、勵兩側用專用蓬布遮擋（如有條件可投入加熱裝置），轉子到場后應以塑

14、料布包裹密封。3.2.4對于歷次停機檢修中，機內發現的松動、黃粉等異?，F像，應提高異常判斷的標準，以達到預防絕緣故障發生的目的。3.3運行監控預防3.3.1按規定投停發電機有關保護。例如發電機定子過電壓、接地保護，轉子一點、兩點接地等保護的投入除要按照有關保護投停規定外，還應充分考慮到本廠發電機運行的實際情況，防止出現設備無保護或缺保護狀態下運行。3.3.2密切監視發電機絕緣過熱監測裝置（或局部放電監測裝置）情況。一般情況下，在新安裝機組試運初期，絕緣過熱監測裝置容易發生誤報問題，對于裝置報警問題應從兩個方面考慮。一方面聯接管路的安裝、操作方式、氣流量以及溫度、濕度都會對監測裝置產生影響，從而

15、發生誤報；這時可以從故障曲線進行判斷，曲線變化規律若果是幅值變化不大、波形較為均勻，排除溫濕度的影響外，一般有可能是放大器故障等裝置故障導致。同時在現場試運行過程中發現該裝置在試運行期間報警十分頻繁，在試運后期逐漸好轉，懷疑是否還存在發電機絕緣材料在制作時的工況與發電機充氫后的工況差別大，機內生成一定量的絕緣介質所引起，隨著機組運行一段時間后，故障曲線會向著平穩的趨勢發展。另一方面，還應考慮到發電機內部絕緣材料確實由于某種原因受到了破壞，這種情況下，裝置故障曲線應向著波動越來越大的趨勢發展。發電機絕緣過熱故障報警為早期預報，從第一次報警到故障的明朗化需要有一個發展過程，應隨時注意保留歷次報警的

16、詳細資料，建立故障檔案，為故障分析提供科學的依據。在故障報警判斷的同時，還應以氣體色譜分析結果和廠家技術人員的調試經驗為判斷依據，盡快對裝置報警問題進行調查定性。3.3.3 防止軸承潤滑油、密封油等進入發電機機內。經過實驗證明，線圈絕緣和半導體漆因受到油的侵蝕、溶解而使絕緣強度和防暈性能大大降低，汽輪機密封油、潤滑油對發電機絕緣材料有嚴重的不可逆損傷（即絕緣材料老化）。防止向發電機內漏油應從兩個方面入手，一是安裝、檢修后應按規定調整內油檔及密封油檔板的徑向間隙，停機檢修期間如發現發電機大軸密封瓦處軸頸有磨損的溝槽，應及時進行處理；二是在機組運行時（特別是開、停機期間）應密切監視發電機氫壓與油壓，并做好調節，防止向發電機內漏油。4.結束語 綜上所述，新裝發電機絕緣故障屬于頻發性故障，一旦發生，將對建設單位造成很大損失，其發生原因除生產廠家的制作工藝外，還受到安裝