灯泡式贯流机组定子线棒端部破裂分析

灯泡式贯流机组定子线棒端部破裂灯泡式贯流机组定子线棒端部破裂 分析分析 1 概况 白石窑水电厂位于北江干流英德市望埠镇境内 是北江干流梯 级开发的第二级 为日调节电厂 装有四台灯泡贯流机组 机 组采用扩大单元接线 单机容量 18mw 设计水头 9 37m 额 定转速 88 2r min 定子直径 5 8m 绕组为波型绕组 357 槽 导线为 mysre 1 双玻璃丝包聚酰亚胺扁铜线绕成 f 级绝缘 定子端部为高阻半导体玻璃丝带包扎 导入绝缘盒 注入环氧 树脂进行热固化处理成型 四台机组分别于 1997 年 4 11 月 1998 年 8 月 1999 年 2 月相继并网投入运行 投产几年后 四 台发电机定子端部绝缘盒发生了不同程度的破裂 还发生过两 次线棒绝缘击穿短路事故 2 定子端部破裂情况 1 号水轮发电机纵差 横差和转子一点接地保护动作 机组突 然甩负荷 出线真空开关 灭磁开关 励磁开关相继跳闸 值 班员下灯泡头观察 发现烟雾很大 试验人员摇测定子绝缘电 阻为零 进入转子室检查发现上游侧下端部有一处绝缘击穿 经过对线棒烧伤痕迹和绝缘表面氧化物彻底打磨干净 用棉布 蘸酒精进行清理 重新包上高阻半导体玻璃丝带 套上新的绝 缘盒 并在绝缘盒朝上开一个大孔 以方便灌注环氧树脂 朝 里端开口用腻子仔细封堵严 以防胶体流出 然后从上端开孔 处慢慢注入环氧树脂 处理后测得绝缘电阻为 4 17m 吸收比 1 8 4 号水轮发电机开机并网后 负荷增至 18mw 时 出现发电机 差动信号继电器动作 4 号机电气事故停机 后经相关技术人 员试验检查发现 4 号机上游侧定子线圈端部有两个绝缘盒明显 击穿 并按上述方法作了同样处理 发生过两次类似事故 开始意识到问题的严重性 遂组织技术 人员对四台发电机定了端部绝缘盒进行全面检查 检查发现 1 4 号机定子端部绝缘盒有 95 已破裂 2 3 号机定子端部绝 缘盒有 50 已破裂 还发现 3 号机有两根槽楔已掉落 4 号机 转子绝缘线夹的螺丝掉出 刮伤了定子绝缘层 3 破裂原因分析 白石窑水电厂发电机定子端部绝缘盒运行了四 五年就发生了 严重的破裂现象 经分析主要有以下几种原因 1 定子存在先天性缺陷 绕组端部绝缘制造工艺质量是造成定 子端部短路故障的根本原因 灯泡贯流机组的定子室与灯泡头 和管形座距离较短 绕组成型较差 线棒之间空隙小 所以绑 扎环氧粉云母带和玻璃丝带时不好操作 端部与绑环间不服帖 绑扎松弛 成为端部绝缘弱点 采用的绝缘盒质量欠佳 表面 凹陷 导入线棒端部时需橇开口用锤子敲进去 中间填充环氧 树脂不均匀 内部产生贯穿性气泡 端部固定整体性差 为缩 短工期 进行强行风干后易出现缝隙或分层 又未进行第二次 浇注 成为端部绝缘的另一绝缘弱点 白石窑水电厂因其库容 小 在清远地区担负着日调峰作用 当发电机频繁开停机时 引起机组振动 冲击 及操作过电压 强大的电动力造成绕组 振动导致绑绳开断 温度升高使其膨胀 从而使绝缘盒破裂 1 号机发生的定子绝缘击穿事故原因是该机定子端部绝缘存在 缺陷 端部绝缘为沥青云母带包扎 绝缘整体性差 模压绝缘 与手包绝缘搭接不良 绝缘盒填充不满 此外 灯泡头内的受 油器经常漏油和主轴密封漏水 流进定 转子室内 在绝缘薄 弱或缺陷处 由于定 转子室空气湿度较大 导致绝缘破坏 发生对地 外壳 放电击穿 2 运行条件 环境的影响 机组在不良环境条件下运行会加速 定子主绝缘的老化 灯泡式贯流机组是整座机组安装在离上游 水面下 20 多 m 处 开机时发电机内外温差较大 定子内部空 气湿度大 发电机内部容易结露 停机后使发电机定 转子受 潮 冬天更为严重 从而降低了定 转子的绝缘强度 再开 机时会使定子线棒接头产生局部过热现象 线棒绝缘盒容易破 裂 灯泡式贯流机组内部结构较为紧凑 发电机距上游的灯泡 头和下游的管形座只隔一块铁板 受油器 轴承座经常因振动 造成油管破裂 轴承磨损而漏油或喷油 主轴密封有时漏水过 大 油和水通过隔板进入发电机 在密闭式水循环风冷却风机 和转动的发电机转子的作用下 油和水形成油水雾气 机内湿 度增加 绝缘受潮 绝缘电阻大幅度下降 容易引起端部绝缘 击穿事故 3 高次谐波的影响 由于白石窑水电厂的库容小 参与地区电 网日调峰填谷 机组负荷经常受限制 为少弃水量多发电 提 高电厂的经济效益 引进外资办厂消耗多余电量 其中引进的 三家炼钢厂开炉时产生的高次谐波对机组造成了一定的危害 给定子铁心 线棒和磁极造成了附加损耗 引起铁心 线棒和 磁极发热增加 这些高次谐波主要有 3 5 7 9 11 13 15 次谐波 高次谐波还会引起机组振动加剧甚至引起共振 由附 加损耗引起的发热和振动 造成线棒与绝缘盒之间的填充料加 速老化和松动 最终产生电晕腐蚀现象 综上所述 先天性绝缘缺陷是导致定子绕组短路故障的根本原 因 端部固定不牢 空气湿度过大 漏油 振动等缺陷 是诱 发和扩大端部损坏程度引发短路事故的重要原因 4 改善措施 根据灯泡贯流机组的特点 为了提高定子线棒的绝缘强度及最 大限度地延长机组使用寿命 保证机组的安全稳定运行 我厂 采用以下措施改善机组的运行条件和运行环境 1 消除定子线棒端部绝缘的薄弱环节 每次大修时用洗涤剂清 洗干净定子线棒上的油污 油垢 防止油污 油垢形成闪络小 桥 对已击穿的线棒 将端头清理干净 按绝缘工艺进行处理 2 提高检修和运行管理水平 在安装和大修中按规定标准调整 密封瓦 水封和汽封的间隙 防止运行中密封瓦向机内进油 进水或油中进水 挡油板 挡油盖在安装时要仔细调整 接口 应对齐 限制受油器漏油而流入风机口吹进机内 操作油和润 滑油必须确保干净 无水分和杂质 值班人员要加强设备巡视 及时发现问题并及时处理 3 治理