二滩水电站六号机定子线棒烧损原因浅析

1、二滩水电站六号机定子线棒烧损原因浅析 葛洲坝集团机电建设有限公司 杜其辰 王益民摘要 二滩水电站六号机定子绕组测温电阻垫条和定子线棒在进行发电机零起升压的试运行试验过程中被烧损，造成六号机试运行工作被迫中断，转入发电机定子检修，其检修工期达19天之久。本文介绍了定子绕组测温电阻垫条和定子线棒被烧损的情况及处理过程，分析了烧损的原因。关键词 二滩水电站 测温电阻垫条 定子线棒 烧损一、 概述 二滩水电站装有六台单机容量为550MW的水轮发电机组，发电机定子铁芯内径为11810mm,外径为12782mm，高度为2883mm，共有486槽，线棒分上、下层布置，共有972根线棒，采用现场下线，在54个

2、线槽的上、下层线棒之间，分别安装着54个测温电阻垫条，用来监测发电机定子绕组的温度。测温电阻垫条本身为绝缘材料，其表面应涂半导体漆，在其中间夹层中布置着测温电阻，测温电阻的信号引线从测温电阻垫条的上端引出，测温电阻垫条的长度为2.9m，厚度约为3mm，宽度与线槽的宽度基本相同。定子绕组每相有6个并联分支，中性点通过中性点变压器接地。发电机额定电压为18KV。二滩水电站六号水轮发电机组由加拿大GE公司全套供货，是我国在本世纪内将要竣工的水轮发电机组单机容量最大、总装机容量最大的水电站。二滩水电站六号机试运行中所取得的经验和教训，对21世纪初我国巨型机组的建设将起到十分重要的借鉴作用。二、 定子绕

3、组测温电阻垫条及定子线棒的烧损过程介绍 二滩水电站六号机在完成了发电机短路升流、500KV GIS 及厂用变低压侧短路升流以及定转子绕组的耐压等试验，且正常后，于1998年6月23日开始进行发电机零起升压试验。 在6月23日的零起升压试验中，当发电机电压升至6.9KV并运行了14分钟后，运行人员发现在发电机出口盖板处有焦糊味散出，且愈来愈浓。发现此问题后，运行人员立即将发电机电压降至最低，并跳开了灭磁开关和励磁变压器电源。此时6LPU显示第54号测温电阻有故障。但在机组继续以额定转速运行的过程中，派人进入发电机风洞检查时，未发现明显迹象，于是停机准备作进一步检查。 6月24日，由于在停机检查中

4、未发现有明显的损伤痕迹，故GE专家与中方专家商定对机组重新进行零起升压，以便找出问题。当发电机电压升至13.5KV时，发现在发电机风洞发电机引出口处的空冷器中有焦糊味散出，并伴有白烟冒出。发现此情况后，运行人员立即降压、灭磁、停机，准备进行检查。 停机后，经检查发现第484槽中的第54号测温电阻 、第253槽中的第28号测温电阻和第263槽中的第30号测温电阻被烧坏(在未拔出上层线棒时，难以检测到测温电阻垫条是否被烧损)。 6月25日，GE专家与中方专家协商后决定在发电机定子测温端子盒内临时拆开发电机定子绕组测温电阻的接线，继续对发电机进行零起升压。当发电机电压升至7KV时，发现发电机出口盖板

5、处仍有轻微焦糊味散出。降压后，经检查发现焦糊味自第253槽和263槽处散出。经讨论，GE专家与中方专家决定继续对发电机升压。当发电机电压重新升至7.9KV时，发现又有焦糊味散出。经GE专家与中方专家再次讨论，决定稍作停留后再升压，于是等焦糊味变淡后，继续进行发电机升压试验。当发电机电压升至9KV时，运行人员发现在发电机定子第78槽处的空冷器中有焦糊味散出，并伴有白烟冒出。发现此问题后，运行人员立即降压、灭磁、停机，以作进一步检查。 为了进一步弄清事故的原因，6月26日凌晨对发电机又进行了一次升压试验，当发电机电压升至8.8KV时，运行人员发现定子78槽处的空冷器中有焦糊味散出，并伴有白烟冒出。

6、稍后发电机定子一点接地保护动作，事故停机。经检查原因是定子C相第一分支中线圈接地，根据试验判定78槽下层线棒的绝缘被击穿。 停机后，经检查发现第78槽9号测温电阻被烧坏。三、定子绕组测温电阻垫条及定子线棒烧损原因浅析 6月26日凌晨在对发电机进行升压试验，定子一点接地保护动作，事故停机后，二滩水电开发公司（简称EHDC）、二滩监理公司（简称EEC）、二滩三标联营体(简称GYBD)和GE公司四家便开始了原因的查找工作。 拔出第78槽上层线棒后，发现槽中的测温电阻垫条从上到下被严重烧损、碳化，上、下层线棒主绝缘受该槽内的测温电阻垫条影响，从上到下也多处被烧损、碳化，但铁芯未见明显损伤。 在进行六号

7、机试运行时，五号机的定子下线工作已全部结束，五号机定子绕组的测温电阻垫条与六号机的测温电阻垫条完全相同。GYBD利用五号机的一根因测温电阻有问题而未装的测温电阻垫条作试验，发现垫条表面涂料不是半导体漆，全长2.9m的垫条，其表面电阻仅7.2。且在垫条两端加交流35V电压时，电流可达10A以上，不一会垫条表面温度便升到200，且还在继续上升。而运行中，在额定电压下，测温电阻垫条两端可产生194V电压，因此只要槽内测温电阻垫条与铁芯间有任意两点以上接触，就会形成回路，产生电流，引起测温电阻垫条发热、烧损，并最终烧损槽内的线棒主绝缘。 当GYBD领出四号机定子绕组测温电阻垫条后，经检查无论是垫条表面

8、颜色，还是表面电阻均与五号、六号机完全不同，四号、五号和六号机定子绕组测温电阻垫条的比较见表1。定子绕组测温电阻垫条性能比较表 表1 机组性能5号、6号 机 4号机颜 色 白 色 黑 色 全长电阻 7.2 380K在L=500mm长的垫条上施加电压时的电流值6.73V AC6.76V AC 9.98A0.0843mA 由以上试验和分析可见GE公司在五号、六号机上提供的定子绕组测温电阻垫条质量是有问题的，它是导致六号机定子绕组测温电阻垫条和定子线棒主绝缘被烧损，并最终导致定子一点接地保护动作，事故停机的主导原因。四、 烧损的定子绕组测温电阻垫条和定子线棒的处理 鉴于问题原因的分析，经EHDC、E

9、EC、GYBD和GE公司四家研究，决定不拆上机架，不吊转子，仅拔出部分转子磁极，腾出约335mm宽的空间进行定子线棒的处理，更换五号、六号机定子绕组的全部测温电阻垫条。六号机定子绕组在升压过程中有四槽（78槽、253槽、263槽和484槽）的测温电阻垫条和线棒已严重烧损，须更换下层线棒，其它50槽只须拔出上层线棒，更换测温电阻垫条，从换下的垫条看，几乎每根测温电阻垫条都有不同程度的烧焦点。在发电机定子检修过程中，为了多开工作面，加快进度，共拔出23个磁极。拔出上层线棒98根，下层线棒6根，共计104根。 在定子线棒的检修工作中，对未拔出的线棒和下完的新线棒均进行了交流耐压试验。在对未拔出的线棒

10、进行交流耐压前，与GE现场专家商定标准为41.6KV 1分钟，但因每相线棒断开后的裸露头太多，虽用聚脂薄膜隔离，泄漏爬距仍难以满足要求，在施加的电压未达到41.6KV前便频繁地出现闪络放电现象。考虑到现场的施工环境和条件，在GE专家与其总部联系后，现场的EHDC、EEC、GYBD代表以及GE专家经研究，一致同意将检查性交流耐压值降为35KV，主要目的是为了发现已存线棒中尚未检查到的缺陷。将耐压值降至35KV后，未拔出的线棒顺利通过了耐压。下完的新线棒的交流耐压标准是47KV 1分钟，新线棒也顺利通过了耐压。 定子线棒处理完以后，又重新对整个发电机定子绕组进行了39KV 1分钟的整体交流耐压试验，顺利通过。 定子线棒的处理工作结束后，即开始了转子的恢复工作。回装磁极前对已拔出的23个磁极进行了绝缘测定和5000V交流耐压，对未拔出的磁极也进行了绝缘测定和3000V交流耐压，对已拔出的磁极中的三个不合格的和未拔出的磁极中的七个不合格的磁极，用四号机的磁极作了更换。 1998年7月14日，二滩水电站六号机定子检修工作全部结束。经检修的六号机在后来的试运行过程中，一切正常。五、 结束语 二滩水电站六号机定子绕组测温电阻和定子线棒被烧损的原因是由于GE公司供货的定子绕组测温电阻垫条表面不是半导体漆，表面电阻偏低，结果在进行发电机零起升压