#2燃机发电机转子诊断性大修研究分析

（江苏华电戚墅堰发电有限公司，江苏常州 213011）

1.#2发电机运行的基本情况

#2发电机在2005年11月投入运行，在2007年7月的启动过程中，连续2次转子接地启动失败，且在检查前，发电机转子的绝缘电阻在特定位置下万用表测量转子对地电阻只有3.5Ω，盘车啮合过程中产生振动转子绝缘恢复，转子送电机厂解体发现0极汽端#8槽阻尼条与转子小齿之间有针状金属加工遗留物、离汽端80cm通风孔处有铜刺，某公司判断为动态金属接地，转子线圈清理重新粘接绝缘层，出厂试验合格于9月15日出厂，9月24日恢复正常运行。

2015年2月28日#2燃机发电机冷拖至700rpm时励磁装置接地保护动作，动作时励磁装置显示接地电阻73.9Ω。某公司及电科院专家参与检查、试验，基本判断为转子存在不稳定接地，包括油污、金属粉末等，按照顶峰运行方式可以监视运行，并做好转子大修准备工作。

2.电机厂内检修的基本情况

2.1 #2发电机转子的现场解体情况

#2发电机转子于4月27日顺利运抵电机厂，解体前检查转子直流电阻、绝缘电阻、交流阻抗等数据均正常，随后进行拆护环检查，整个过程没有发现金属异物、油污等原先怀疑的接地原因，但在对集电环螺钉进行交流耐压试验时内环极螺钉击穿，主要发现六个问题。

2.1.1 负序电流引起电弧烧灼

发电机频繁启动，因采用LCI（变频器）带发电机引起的负序电流，在槽楔、阻尼条、本体燕尾槽内有大量电弧烧伤痕迹。

2.1.2 转子本体内粉末状物

在转子解题过程中，在楔下垫条、小齿楔形槽均出现黑色粉末物，转子槽内有明显铁锈，转子槽内粉末物大部分不带磁性，部分有被吸铁石吸附，颜色为黑色。

2.1.3 转子盘车隔块磨铜现象

某公司390H全氢冷发电机转子端部线圈的隔块、极心块等对端部转子线圈起到固定、限位作用，其固定隔块的支持片是由两层nomax纸用铆钉铆接，支持片被绝缘瓦压在顶匝线圈防止位移，实际在发电机长时间盘车时，隔块与线圈侧面会发生相对位移，因隔块材料为环氧玻璃布板，与线圈摩擦而形成铜膜积于隔块表面，对于隔块表面铜磨是否会引起匝间短路风险，某电机厂有限公司大电机研究所做的试验证实隔块表面铜膜不会引起匝间短路的可能，在转子修前试验所做的极间电圧试验、交流阻抗试验均不支持有匝间短路问题。

2.1.4 线圈匝间绝缘位移断裂

某公司390H全氢冷发电机转子线圈采用副槽通风结构，线圈单边粘接一层环氧玻璃布板，在2013年12月我电厂现场更换主引线螺钉组件时发现部分线圈通风孔出现局部堵塞现象，是由脱落位移断裂的匝间绝缘错位导致的通风孔局部堵塞，现场进行了部分修理。此次转子解体仍然出现此问题，匝间绝缘脱落位移、断裂错位会导致部分匝间绝缘缺失引发匝间短路风险，如果错位的匝间绝缘堵塞通风孔严重的话，会导致转子温度不均而热弯曲引发振动。

2.1.5 内环极主引线导电杆组件松动

我电厂#2发电机转子在2013年12月已经更换为GE升级后的主引线导电杆组件，此次仍然出现一侧主引线组件松动是近年来同类型燃机发电机的第一次，国内390H发电机主引导电杆组件线均出现松动，由常规试验时测量转子直流电阻存在随角度变化而变化的问题。

2.1.6 内环极集电环导电螺钉绝缘击穿

按照某电机厂标准工艺，主引线组件装复后进行第一次耐压试验，接近1min时试验装置跳闸，显示绝缘击穿，根据经验判断击穿位置在集电环导电螺钉位置可能性最大，拆解内环极集电环导电螺钉发现绝缘击穿，是#2发电机转子非稳定接地的另一个疑似点。分析原因有可能是原来结合面存在杂物或潮气形成放电通道。此次检修对内、外集电环导电螺钉全部进行更换。

2.2 #2发电机转子大修情况

#2发电机整体返厂大修，内环极主引线组件松动借调进口备件及处理影响、进口RTV11填充胶应急采购对进度稍有影响，后续动平衡试验较为顺利又赶回了进度，100道标准工艺、试验标准、质检程序均严格按照某电机厂公司生产管理体系执行。

3.#2燃机发电机转子检修总结

3.1 引发#2发电机转子接地的原因分析

3.1.1 楔下垫条表面金属粉末搭桥

#2发电机转子返某电机厂进行接地诊断性大修，在解体过程中没有发现金属异物和其他异物，但在槽内槽楔、小齿楔形槽、阻尼条、楔下绝缘条结合面及缝隙中发现较多的黑色粉状物，大部分物磁性、少量有磁性，基本判断为发电机频繁启动过程中LCI带发电机作同步发电机运行时负序电流在槽楔、阻尼条、转子本体齿槽之间发生电弧引起金属粉末，部分转子本体槽内槽衬与漆面摩擦产生油漆粉末物，以及部分因氢气湿度引起的铁锈，这些粉状物积聚在楔下垫条、线圈、阻尼条和槽楔，在频繁启停、磁场力、转子冷却风等因素综合作用下引起楔下垫条表面搭桥形成接地通路或对地绝缘降低，静态下又呈现高绝缘电阻状态。

3.1.2 内环极主引线组件松动

转子解体中发现内环极主引线组件松动，在转子孔内壁、主引线绝缘套、半圆导电杆表面形成铜粉，随着情况进一步恶化，加速主引线头与导电接触片的磨损，会产生大量铜粉在绝缘套表面形成通道降低对地绝缘，但引发接地的可能性不大。

3.1.3 集电环螺钉绝缘不良

按照工序第一次进行交流耐压试验时，内环极集电环导电螺钉击穿，击穿点位置为导电螺钉中心孔径向通气小孔、绝缘环、O形密封圈，击穿部位呈黑色胶泥状，分析原因为原来安装时存在异物、潮气等引起表面爬电，慢慢形成电树枝引发绝缘表面炭化，在较低电压下不会一次性击穿或呈非线性电阻状态，500V绝缘表测得绝缘电阻较高（1330MΩ），在较高的交流电压下便一次性击穿。

3.2 提高发电机运行可靠性的策略

3.2.1 启停频繁运行方式的应对

某公司390H发电机在国内频繁启停运行方式下的故障率较高，而国外故障率较低，说明了频繁启停对发电机的影响还是比较明显的。从近10年来390H全氢冷发电机的运行情况分析，降低启停次数，对减少负序电流电弧烧灼形成粉末比较明显。在启停次数较高工况下缩短发电机大修间隔，从#2发电机2007年9月至2015年初的运行情况看，每隔6～8年安排返厂大修一次能比较彻底地发现和解决问题。

3.2.2 提升发电机的运行内环境

390H、324及同类型全氢冷发电机密封油采用单流环结构，且密封油与润滑油公用，造成密封油含水量较高，发电机内容氢气容易在氢侧密封油吸收潮气导致发电机内部绝缘性能下降，易发生金属腐蚀，因此必须对燃机主油箱中的润滑油含水量进行控制确保在线油净化装置的工作效能，定期监测润滑油中的含水量。同时确保密封油氢、油压差在合理范围，防止发电机内部进油，在装置中增加油气分离装置，按照吸附剂的正常寿命每三年全部更换。

4.GE全氢冷发电机转子的应对维护思路

4.1 强化日常维护

巡检及日常维护应对集电环部位进行重点检查，如集电环绝缘套表面有无积碳、油泥、电刷、电刷架及附件有无碳粉、油泥集聚，确保防湿加热器投用。要定期检查接地电刷的可靠性，防止油污影响接地碳刷与大轴的接触电阻，测试对地导通电阻。定期检查集电环罩内的监测元件安装可靠性防止掉落引发接地故障。在对电刷进行维护作业时，最好在停机状态下进行防止人为操作造成转子接地的可能。

4.2 重点部位做好状态监测

应对GE全氢冷发电机在频繁启停运行方式下出现的特有故障，在平时维护、检修中继续做好转子线圈R角绝缘、主引线组件、线圈出槽口位置、绝缘隔块等部位的内窥镜检查。在频繁启停、盘车方式下，集电环导电螺钉与半圆导电杆的也应在三年拆解检查螺纹有无过热变色、绝缘套有无变色爬电，并改进上背帽的锁定结构便于拆装，上背帽与分流环之间的垫片改进为可锁定结构，使导电螺钉可以重复使用减少进口零件采购费用。