发电机一般常见故障与分析

张立新

（山西兴能发电有限责任公司，山西 古交 030206）

某电厂1号、2号机组是国产300 MW双水内冷发电机，型号为QFS2-300-2；3号、4号机组是国产600 MW水氢氢冷却方式发电机，型号为QFSN-600-2-22F。励磁方式均是自并励静态可控硅整流励磁系统。

1 发电机滑环环火

2009年5月9日，某电厂1号发电机组因发电机发生环火事故而打闸停机。

1.1 事件经过

2009年5月9日10点10分，1号发电机组有功负荷271 MW，无功负荷40.1 Mvar，机组运行在自动发电量控制AGC（Automatic Generation Control）状态。发电机组各参数正常。运行人员巡检中发现发电机室有油烟冒出，马上对发电机组织就地检查，发现发电机励磁滑环有环火，立即汇报值长，值长下令紧急停机并组织灭火。10点17分，机组打闸停机，与系统解列。停机后，电气技术人员对设备进行检查，发现发电机转子滑环靠密封瓦侧环氧树脂板损坏，励磁碳刷刷架及滑环损坏。

1.2 原因分析

部分励磁碳刷恒压弹簧有卡涩现象，造成各碳刷受力不均匀、电流不平衡，电流大的碳刷发热、打火；并且发电机励端密封瓦有渗油缺陷，碳刷被污染，积累到一定程度引燃碳刷，形成火烧滑环事件[1]。

1.3 暴露的问题

a）点检部与发电部未严格执行设备点检管理制度及运行管理制度，生产技术部的考核不到位。

b）各级生产人员对碳刷着火烧坏滑环事故没有深刻的认识，也没有及时采取相应的防范措施。

c）运行及设备点检、维护人员对发电机励磁碳刷的日常巡检维护工作不到位，未及时发现碳刷接触不良及滑环温度升高发生打火现象，导致形成环火。

d）发电机滑环测温元件损坏没有及时处理，而且没有设置励磁电压、电流超限报警逻辑，缺乏有效的监视手段。

e）针对密封瓦渗油缺陷，没有采取相应的措施，及时清理渗油，再加上励磁小间空气滤网没有定时清理，励磁小间形成的负压将渗油吸入碳刷。

1.4 防范措施

a）组织生产人员认真学习《防止发电机碳刷滑环着火的措施》。

b）修订完善发电机滑环定期维护等工作制度，深化点检定修，做好定期工作。

c）举一反三，积极开展运行机组的隐患排查整治工作。

d）修复发电机滑环温度测点。设置励磁电压、电流的超限报警。

2 发电机短路

2010年3月8日，某电厂2号机组因发电机短路故障而导致差动保护动作，造成发电机组与系统解列。

2.1 事件经过

2010年3月8日，某电厂2号机组并网后正常带负荷。8时11分，发电机定子绕组温度56℃。8时45分，发电机定子绕组温度88℃（负荷58.2 MW），发出“发电机定子绕组温度高”报警信号。运行人员误认为是测温系统误发信号，继续依照负荷曲线运行。10时50分，负荷105 MW，主控室2号主变压器低压侧接地报警；电气运行人员立即切换发电机定子三相电压，检查正常，并检查发电机本体及隔离开关，未发现异常。11时05分，电气运行人员与继电保护人员检查主变压器低压侧电压互感器PT（Potential Transformer）二次熔断器正常。11时15分，发电机定子冷却水出水管温度偏高，启动备用水冷泵。11时16分，主控室“发电机定子接地”光子牌闪亮，警铃响，值长令将发电机有功、无功负荷降至零，做好停机准备。11时18分，发电机漏水报警，且运行巡检人员报告机头冒烟，值长令紧急停机；电气运行人员正准备手动打跳2号发电机出口断路器，“发电机差动保护”动作，发电机组与系统解列。

2.2 事故原因

a）电气检修在停机对发电机定子绕组进行反冲洗后，左侧反冲洗阀门手动操作没有完全关到位（该阀门尚有16%的开度）致使发电机冷却水部分被旁路。

b）运行人员在起动机组前没有认真检查发电机定子冷却水系统的运行状态；机组并网运行后，对出现的“发电机定子绕组温度高”报警未引起重视，没有做出正确的判断和检查处理。

c）由于进入发电机定子绕组的冷却水量减小，致使绕组温度升高，最高到达151℃绝缘引水管受热膨胀，有一根纵向破裂，使线棒绝缘下降，发出接地信号，进一步造成相间短路，“差动保护”动作跳机。

2.3 暴露的问题

a）检修管理不严，检修时没有严格执行工作票制度。

b）运行人员责任心不强，起机前检查不细，对绕组温度异常未能正确对待。

c）生产安全、技术管理松懈，各项考核不到位。

2.4 防范措施

加强运行与检修管理，落实各项管理制度，严格执行“两票三制”和运行规程。

3 发电机A相封闭母线进水

2011年8月25日，某电厂4号发电机组因A相封闭母线进水而停机检修。

3.1 事件经过

2011年8月21日16时43分，4号发电机组满负荷运行，运行人员在巡检时发现A相封闭母线靠近顶轴油泵附近的一条焊缝正在向下滴水，地下已有巴掌大的水迹，立即汇报值长，通知检修人员。

检修人员为确定封闭母线的运行状况，用万用表在定子接地保护端子排处测得零序电压与平时基本相同，说明尚未发生电流泄漏或接地现象；密切监视定冷水水位流量变化及漏氢量是否增大，检查4号发电机封闭母线微正压入口压缩空气过滤器内无水，暂时停运微正压装置。检查发电机各部连接的氢气漏氢检测仪管道，未发现漏水，关闭发电机各部连接的氢气漏氢检测仪管道的入口阀门。

18时45分，检修人员将发电机封闭母线A相靠近焊缝漏水处一法兰螺钉拧松后，有较大水量流出。经取样化验，未发现漏氢，是内冷水的可能性较大。对4号发电机封闭母线出口箱处三相封闭母线底部各松开一个螺钉，A、B相缓慢漏出油；C相漏出水，约1 h后，C相也开始缓慢漏出油。

3.2 事故原因

分析认为发电机内部冷却水系统可能泄漏并漏入封闭母线。8月25日14时19分4号发电机停机检查。

检修人员打开发电机励磁侧出线箱人孔门，检查发现定冷水法兰正在漏水，出线箱底部法兰以下积满油（经检查为发电机密封油），将该法兰拆开后发现其垫片（聚氯乙烯材料）已被油腐蚀失去弹性，确认该法兰泄漏。

3.3 暴露出来的问题

4号发电机内法兰在4月份小修时进行过检修，当时发现该法兰所用的橡胶垫老化，为防止橡胶垫老化析出的残渣进入内冷水，更换为聚氯乙烯材料垫。此次检查发现，该材料的垫片耐油性及弹性较差，在发电机密封油长期泄漏的情况下，该法兰浸泡在油中，加速老化。

3.4 防范措施

a）采取有效措施，在机组下次大、小修中解决发电机密封油泄漏问题。

b）选择更合适的聚四氟乙烯的法兰垫片，同时加强对上述法兰的检查与维护，发现问题时及时更换。

c）做好对机组的定期排油工作。

4 结束语

发电机系统的故障是多种多样的，而且总要经历潜伏、生成、扩大直至最终演化为现实这一过程。只要日常工作中注意观察分析，及时发现故障点并采取正确的处理方式，就能最大限度地减少发电机故障的发生，确保发电机的正常运行。

［1］ 蔡隆瑞.大型火力发电机组事故处理及案例分析［M］.北京：中国电力出版社，2010：256-269.