13水轮发电机不正常运行和事故处理.ppt

水轮发电机故障及处理 发电机的故障主要集中在定子上 而多数是由于主绝缘和匝间绝缘引起的 就一般情况而言 对刚投入运行的机组 在最初几年内 容易暴露制造安装中的缺陷 而运行了相当一段时间的机组 大多是由于绝缘老化击穿 发电机定子故障主要是由于定子线圈结头结构不良 定子铁芯松动 端部和槽部固定结构不合理 通风不好 机械磨损 内部游离放电和铜线断股等原因所造成 其中 主绝缘击穿在发电机定子事故中所占比例较高 发电机转子事故 主要是转子接地和匝间短路 引起转子接地和匝间短路的原因很多 对于长年运行的水轮发电机组 转子温度较高 加上机械振动力的作用 易使铜线暴露 造成接地或匝间短路 严重匝间短路将引起机组振动增大和绕组局部过热 给机组安全运行带来较大威胁 由于受外界因素的影响和发电机自身的原因 发电机在运行中可能会发生各种异常现象 当发电机发生异常现象时 有关表计会有所反映 通过相应的信号继电器发出故障音响及灯光信号 此时 运行人员应充分发挥自身的作用 根据所示的故障性质 认真分析 沉着迅速正确地排除故障 不使故障扩大而产生严重后果 水轮发电机常见故障 外部线路短路或雷击 发生瞬间异常声响 恢复正常运行 外部线路故障 发电机三相电流严重不平衡 消除线路故障 发电机非同期并列 产生较大冲击电流 发出强烈的吼声 发电机与电网非同期并列瞬间 出现定子电流突增 定子电流表指针激烈摆动 电网电压下降 发电机发出强烈吼声等现象 非同期并列是发电厂的严重事故 因为它将使发电机及变压器 开关等设备受到冲击破坏 严重时会使发电机绕组绝缘损坏或烧毁以及端部变形 有时甚至会因发电机和系统间产生功率振荡而使电网瓦解 发电机在异常运行方式时产生的异常声响 水轮发电机组在正常运行时是不允许过负荷的 但在事故情况下 先许发电机定子和转子线圈在短时间内过负荷运行 发电机短时间过负荷的电流 允许持续时间按运行规程规定执行 若运行中的发电机定子线圈温度超过lO5 转子线圈温度超过130 时 应适当限制短时过负荷电流的倍数和时间 应该首先检查发电机的功率因数和电压 并注意电流达到允许值所经过的时间 在允许的持续时间内 用减少励磁电流的方法降低定子电流恢复正常值 但不得使功率因数过高和电压过低 如果用降低励磁电流的方法不能使定子电流恢复到正常值 则必须降低发电机的有功负荷或切断一部分负荷 单机带近区负荷时 使定子电流降到许可值 发电机事故过负荷 当系统中发生短路现象时 系统的静态或动态稳定被破坏 从而造成机组产生剧烈振荡 现象有 定子电流表指针来回剧烈振动 并有超过正常值的情形 发电机和母线上各电压表指针剧烈摆动 功率表指针全盘摆动 转子电流表指针在正常值附近摆动 强励可能动作 发电机发出与上列各项表计摆动合拍的鸣声 处理 首先应尽可能增加励磁电流 以创造恢复同期的有利条件 根据发电机转速是升高还是降低 可以通过表计或听发电机的转动声音来判断 如发电机转速比振荡前升高 应以机组导叶开度限制降低与系统连接的发电机有功功率 直到振荡消除 如发电机转速比振荡前降低 应立即提升机组有功功率 尽快使机组恢复同步 密切监视调速器及机组机械部分的运行情况 当振荡是因系统原因引起时 值班人员不得擅自将振荡机组从系统解列 只有当频率和电压严重下降到威胁厂用电安全 经调节无效 最长运行3 4分钟 时 可以联系调度先解列全厂的一台机组保持厂用电 或根据调度命令将全厂机组解列 若机组振荡是因失磁而引起 则应立即将振荡机组从系统解列 发电机振荡 发电机定子单相接地危害现象 发出10 5KV单相接地信号 发电机三相电压不平衡 注意与PT断线的区别 处理 切换定子电压表 找出故障相 做好防护措施 检查10KV母线及厂变高压侧有无明显接地 寻找接地点的时间至多不超过30分钟 掌握查找范围 如接地点在发电机外部 也应尽快消除 不得超过2小时 如发现发电机内部接地应立即采取措施 联系解列停机 发电机定子单相接地 发电机并列过程中投入断路器后 定子电流突然升高 发电机母线电压大量降低 机组强烈振动 定子电流表指针剧烈摆动 然后慢慢恢复正常 保护可能动作 则可判断为发电机非同期并列 尽量少带有功 增加无功 使机组尽快拉入同步 若2mim内不能同步应将机组解列 进入同步运行后调度不准解列 可继续运行 但对机组本身及各部温度要进行全面检查 负荷不紧张时 调度同意可以立即解列停机 会同检修人员检查机组 用2500V摇表测量定子线圈的绝缘电阻 检查发电机定子及定子上 下端部有无变形 检查发电机同期接线 经检查确定发电机未受损害可做递升加压试验 正常后并入电网 发电机手动同期并列不良 现象 转子电压表指零 或正常 转子电流表指零 或正常 定子交流电压表指零 如转子电压表 电流表指示正常 而发电机升不起电压 检查是否系发电机测量回路断线 保险熔断或定子电压表异常 如转子电压表指示正常 而其他表计指示为零 则应检查励磁回路有无开路 电刷接触是否良好 励磁回路接线是否牢固 检查顺控系统执行情况 微励调有无收到开机令 机组转速是否大于95 Ne 微励调运行是否正常 检查起励给定值 起励电源及保险 功率柜交流输入闸刀 直流输出闸刀是否合上 励调运行方式是否正确 如残压起励投退等 现地起励不成功 则认为调节器或功率柜异常 通知检修处理 若机组是大修初次启动还应检查励磁接线是否正确 机组启动后升不起电压 发电机转子回路一点接地 微机保护装置报警 显示绝缘电阻测值小于0 5M 定值为小于3 3k 当发电机的转子一点接地保护动作时 应迅速转移负荷申请停机处理 一般不允许继续运行 处理 应立即对电缆 灭磁开关 分流器 碳刷 滑环引线等励磁回路的设备进行检查 查验有无明显接地现象 若未发现明显接地现象 清扫滑环和碳刷 在故障点被查明并消除后再与调度联系并网运行 在转子回路一点接地情况下 如不及时处理 将发展成两点接地 或在励磁回路的任一部位发生接地而发展成两点和两点以上接地 发电机转子回路二点接地 电流表指示增大 转子电压表指示降低 转子一点接地信号掉牌 机组发生强烈振动 无功减少或进相 转子回路绝缘为零 处理 紧急停机 并断开灭磁开关切断励磁 发电机转子回路接地 当转子线圈只有一点接地时 线圈与地之间尚未形成回路 故障点无电流通过 励磁回路仍然保持正常的电流状况 如果转子回路再有一处接地就形成两点接地故障 电流就失去常态 磁路也失去平衡并导致机械振动 转子绕组产生接地的原因有以下几方面 集电环积灰 油秽或受潮破裂 转子过速旋转时 励磁线圈因离心力作用发生晃动 使内套绝缘擦伤 转子长期处在温度偏高情况下运行 导致绝缘老化产生裂纹 致使转子绕组接地 磁极间连接线与风扇相摩擦时 造成绝缘损坏接地 转子引线进出轴处 因开停机时与轴相碰 造成绝缘磨损接地 励磁回路其他部位发生接地 发电机转子回路接地 有功功率表反指示 无功功率表指示上升 定子电流偏低若是调速器故障可短时手动运行 打开导叶 增加有功负荷 使之摆脱调相运行方式 若是上游工作闸门下滑应停机处理 发电机转为调相运行方式 发电机失磁后 电势E0降到接近于零 电磁转矩降到零 由于原动机转矩没有改变 原动机转矩大于电磁转矩 使发电机加速 以致失去同步 转子和电枢旋转磁场之间出现转差 电枢旋转磁场就在转子表面 阻尼绕组和励磁线圈中感应转差频率的电势和电流 转子上感应的电流与电枢旋转磁场相互作用产生异步转矩 由于转差为负值 异步转矩为制动转矩 这时发电机转了克服这个异步制动转矩作为异步发电机运行 继续向系统输送有功 发电机失磁后 转子表面 阻尼绕组及励磁线圈内的差频电流使发电机转子发热 造成局部高温 危及转子安全 因此发电机失磁后必须立即停机 检查失磁原因 发电机失去励磁 现象 转子电流表指示为零或变小 发电机母线电压经常降低 有功表指示较正常降低 定子电流表指示通常升高 功率因数进相 无功表指示进相 机组发生强烈振动 若失磁前出力较高机组可能失步引起全盘表计晃动 处理 检查失磁保护是否动作 若拒动应立即解列停机 分析检查保护拒动原因 如系励磁开关跳闸引起 励磁消失保护拒动 应查明励磁开关跳闸原因 消除故障后再升压并网 若励磁调节器故障通知检修处理 故障排除后经必要的试验 正常后方可并网 发电机失去励磁 机组在运行中 定子或转子仪表的指示突然消失 不一定是发电机有故障 运行人员应按其余仪表的指示及时查明是否因表计本身或其一 二次回路损坏而造成的 并根报其他表计的指示 维持原有正常运行 对仪表的故障采取措施予以消除 根据当时的实际情况减少负荷或停机 尤其是流变二次开路 非停机不能检修时 应向调度申请停机检修 电机仪表指示失常 电刷分为四大类 1 石墨电刷 2 电化石墨电刷 3 树脂粘合石墨电刷 4 金属石墨电刷 电刷是用于换向器或滑环上 作为导入导出电流的滑动接触体 它的导电 导热以及润滑性能良好 并具有一定的机械强度 在同一电机上 应选择使用同一型号 同一制造厂的电刷 以防止由于电刷性能上的差异造成并联电刷电流分布的不平衡 影响电机的正常运行 电刷装入刷架后 应以电刷能够上下自由移动为宜 只有这样 才能确保电刷在弹簧的压力下随着不断的磨损 而与整流子或集电环持续保持紧密接触 电刷磨损到一定程度要更换新的电刷 电刷最好一次全部更换 如果新旧混用 可能会出现电流分布不均匀的现象 电刷产生较大火花的原因及处理方法 电刷与或集电环接触不良 磨光和清扫积垢 油污 电刷磨损或破裂 压力不足 更换同型号电刷 调整压紧弹簧压力 定期测量集电环绝缘电阻 其值不应小于1M 本厂为恒压弹簧刷握 在电刷磨损过程中 电刷上所承受的压力保持基本不变 电刷出现较大火花 发电机温度过高的原因 负载不正常 电机通风不足 机内积灰 进风温度过高当发电机各部分的温度与正常值有很大的偏差时 发电机定子绕组和铁芯的温度 值班人员必须立即根据仪表检查有无某种不正常的运行情况 三相电流不平衡等 同时并查明冷却器阀门是否已全开及冷却水系统是否正常 如果发电机的过热是由于冷却水的中断或进入冷却器的水量减少 尽快恢复供水 短时无法恢复应减少负荷或将发电机自电网解列 发电机冷风温度升高故障报警时 检查冷却水水压是否降低 并进行调整 或提高水压增大冷却水量 如水压正常 则应检查监测系统的测温元件 并进行处理 发电机温度异常上升 当系统内或其他并列运行的发电机发生事故 引起电压下降时 发电机的励磁由自动励磁调整装置及强励装置的调整而增加到最大时 在1分钟内值班人员不得干涉自动励磁调整装置或强励装置的动作 1分钟后采取措施恢复定子 转子电流到允许值 在发电机断路器以外发生长时间的短路 且定子电流表指示最大而电压剧烈降低时 如果发电机的保护装置拒绝动作 则应立即手动将发电机解列 当发电机 或发变组 断路器跳闸后 值班人员应立即进行下列检查 首先检查所供厂用电开关已断开 此时如果自动灭磁开关未跳开 应立即操作将其断开 如果发电机已停机 则监视停机过程 检查保护动作情况 如果确定断路器跳闸是由于误碰或保护误动作引起 则应立即申请将发电机并网或恢复备用 如果由于外部短路引起发电机保护装置动作跳闸 待外部故障消除后 经检查发电机也未发现明显异常 则可将跳闸机组重新并网 发电机事故处理原则 当发电机由于内部短路引起发电机保护装置动作跳闸时 还应测量定子绕组的绝缘电阻 并对发电机及其有关的设备和所有在保护区域内的一切电气回路 包括电缆 的状况作详细的外部检查 查明无外部征象 如烟 火 响声 绝缘烧焦味 放电或烧伤痕迹等 以判明发电机有无损坏 如果发电机及其回路的检查结果未发现故障 则发电机可以零起升压 升压时如发现不正常情况 应立即停机 以便详细检查并消除故障 如升压正常 则可并网运行 如果发电机由于甩负荷后转速升高使过电压保护装置动作而与电网解列 则可以零起升压正常后立即将发电机并网带负荷 发电机事故处理原则 在纵差保护范围内进行一次设备检查 如无异常 则判断为保护误动 测量发电机绝缘电阻 询问电网上有无故障 如采取以上几项措施一切正常 经总工程师同意后 对发电机进行零起升压试验 正常后可恢复运行 纵差保护动作处理 检查发电机风洞内有无焦臭味 冒烟 冒火等 检查是否由于保护误动引起 检查横差小电流信号是否动作 测量发电机绝缘电阻 检查未发现异常 经总工同意后 对发电机进行零起升压试验 正常后可恢复送电 横差保护动作处理 如果由于电网或母线短路而引起 且主变和发电机内部故障主保护未动作 发电机也未发现明显的不正常现象 待外部故障消除后 发电机无须检查即可并入电网 如动作原因不明 应进行外部检查 如未发现异常 做零起升压试验 视情况可带机端母线升压 正常后即可并网 如果发电机差动保护停用 则按差动保护动作处理