發電機一般常見故障與分析

張立新

（山西興能發電有限責任公司，山西 古交 030206）

某電廠1號、2號機組是國產300 MW雙水內冷發電機，型號為QFS2-300-2；3號、4號機組是國產600 MW水氫氫冷卻方式發電機，型號為QFSN-600-2-22F。勵磁方式均是自并勵靜態可控硅整流勵磁系統。

1 發電機滑環環火

2009年5月9日，某電廠1號發電機組因發電機發生環火事故而打閘停機。

1.1 事件經過

2009年5月9日10點10分，1號發電機組有功負荷271 MW，無功負荷40.1 Mvar，機組運行在自動發電量控制AGC（Automatic Generation Control）狀態。發電機組各參數正常。運行人員巡檢中發現發電機室有油煙冒出，馬上對發電機組織就地檢查，發現發電機勵磁滑環有環火，立即匯報值長，值長下令緊急停機并組織滅火。10點17分，機組打閘停機，與系統解列。停機后，電氣技術人員對設備進行檢查，發現發電機轉子滑環靠密封瓦側環氧樹脂板損壞，勵磁碳刷刷架及滑環損壞。

1.2 原因分析

部分勵磁碳刷恒壓彈簧有卡澀現象，造成各碳刷受力不均勻、電流不平衡，電流大的碳刷發熱、打火；并且發電機勵端密封瓦有滲油缺陷，碳刷被污染，積累到一定程度引燃碳刷，形成火燒滑環事件[1]。

1.3 暴露的問題

a）點檢部與發電部未嚴格執行設備點檢管理制度及運行管理制度，生產技術部的考核不到位。

b）各級生產人員對碳刷著火燒壞滑環事故沒有深刻的認識，也沒有及時采取相應的防范措施。

c）運行及設備點檢、維護人員對發電機勵磁碳刷的日常巡檢維護工作不到位，未及時發現碳刷接觸不良及滑環溫度升高發生打火現象，導致形成環火。

d）發電機滑環測溫元件損壞沒有及時處理，而且沒有設置勵磁電壓、電流超限報警邏輯，缺乏有效的監視手段。

e）針對密封瓦滲油缺陷，沒有采取相應的措施，及時清理滲油，再加上勵磁小間空氣濾網沒有定時清理，勵磁小間形成的負壓將滲油吸入碳刷。

1.4 防范措施

a）組織生產人員認真學習《防止發電機碳刷滑環著火的措施》。

b）修訂完善發電機滑環定期維護等工作制度，深化點檢定修，做好定期工作。

c）舉一反三，積極開展運行機組的隱患排查整治工作。

d）修復發電機滑環溫度測點。設置勵磁電壓、電流的超限報警。

2 發電機短路

2010年3月8日，某電廠2號機組因發電機短路故障而導致差動保護動作，造成發電機組與系統解列。

2.1 事件經過

2010年3月8日，某電廠2號機組并網后正常帶負荷。8時11分，發電機定子繞組溫度56℃。8時45分，發電機定子繞組溫度88℃（負荷58.2 MW），發出“發電機定子繞組溫度高”報警信號。運行人員誤認為是測溫系統誤發信號，繼續依照負荷曲線運行。10時50分，負荷105 MW，主控室2號主變壓器低壓側接地報警；電氣運行人員立即切換發電機定子三相電壓，檢查正常，并檢查發電機本體及隔離開關，未發現異常。11時05分，電氣運行人員與繼電保護人員檢查主變壓器低壓側電壓互感器PT（Potential Transformer）二次熔斷器正常。11時15分，發電機定子冷卻水出水管溫度偏高，啟動備用水冷泵。11時16分，主控室“發電機定子接地”光子牌閃亮，警鈴響，值長令將發電機有功、無功負荷降至零，做好停機準備。11時18分，發電機漏水報警，且運行巡檢人員報告機頭冒煙，值長令緊急停機；電氣運行人員正準備手動打跳2號發電機出口斷路器，“發電機差動保護”動作，發電機組與系統解列。

2.2 事故原因

a）電氣檢修在停機對發電機定子繞組進行反沖洗后，左側反沖洗閥門手動操作沒有完全關到位（該閥門尚有16%的開度）致使發電機冷卻水部分被旁路。

b）運行人員在起動機組前沒有認真檢查發電機定子冷卻水系統的運行狀態；機組并網運行后，對出現的“發電機定子繞組溫度高”報警未引起重視，沒有做出正確的判斷和檢查處理。

c）由于進入發電機定子繞組的冷卻水量減小，致使繞組溫度升高，最高到達151℃絕緣引水管受熱膨脹，有一根縱向破裂，使線棒絕緣下降，發出接地信號，進一步造成相間短路，“差動保護”動作跳機。

2.3 暴露的問題

a）檢修管理不嚴，檢修時沒有嚴格執行工作票制度。

b）運行人員責任心不強，起機前檢查不細，對繞組溫度異常未能正確對待。

c）生產安全、技術管理松懈，各項考核不到位。

2.4 防范措施

加強運行與檢修管理，落實各項管理制度，嚴格執行“兩票三制”和運行規程。

3 發電機A相封閉母線進水

2011年8月25日，某電廠4號發電機組因A相封閉母線進水而停機檢修。

3.1 事件經過

2011年8月21日16時43分，4號發電機組滿負荷運行，運行人員在巡檢時發現A相封閉母線靠近頂軸油泵附近的一條焊縫正在向下滴水，地下已有巴掌大的水跡，立即匯報值長，通知檢修人員。

檢修人員為確定封閉母線的運行狀況，用萬用表在定子接地保護端子排處測得零序電壓與平時基本相同，說明尚未發生電流泄漏或接地現象；密切監視定冷水水位流量變化及漏氫量是否增大，檢查4號發電機封閉母線微正壓入口壓縮空氣過濾器內無水，暫時停運微正壓裝置。檢查發電機各部連接的氫氣漏氫檢測儀管道，未發現漏水，關閉發電機各部連接的氫氣漏氫檢測儀管道的入口閥門。

18時45分，檢修人員將發電機封閉母線A相靠近焊縫漏水處一法蘭螺釘擰松后，有較大水量流出。經取樣化驗，未發現漏氫，是內冷水的可能性較大。對4號發電機封閉母線出口箱處三相封閉母線底部各松開一個螺釘，A、B相緩慢漏出油；C相漏出水，約1 h后，C相也開始緩慢漏出油。

3.2 事故原因

分析認為發電機內部冷卻水系統可能泄漏并漏入封閉母線。8月25日14時19分4號發電機停機檢查。

檢修人員打開發電機勵磁側出線箱人孔門，檢查發現定冷水法蘭正在漏水，出線箱底部法蘭以下積滿油（經檢查為發電機密封油），將該法蘭拆開后發現其墊片（聚氯乙烯材料）已被油腐蝕失去彈性，確認該法蘭泄漏。

3.3 暴露出來的問題

4號發電機內法蘭在4月份小修時進行過檢修，當時發現該法蘭所用的橡膠墊老化，為防止橡膠墊老化析出的殘渣進入內冷水，更換為聚氯乙烯材料墊。此次檢查發現，該材料的墊片耐油性及彈性較差，在發電機密封油長期泄漏的情況下，該法蘭浸泡在油中，加速老化。

3.4 防范措施

a）采取有效措施，在機組下次大、小修中解決發電機密封油泄漏問題。

b）選擇更合適的聚四氟乙烯的法蘭墊片，同時加強對上述法蘭的檢查與維護，發現問題時及時更換。

c）做好對機組的定期排油工作。

4 結束語

發電機系統的故障是多種多樣的，而且總要經歷潛伏、生成、擴大直至最終演化為現實這一過程。只要日常工作中注意觀察分析，及時發現故障點并采取正確的處理方式，就能最大限度地減少發電機故障的發生，確保發電機的正常運行。

［1］ 蔡隆瑞.大型火力發電機組事故處理及案例分析［M］.北京：中國電力出版社，2010：256-269.