300MW汽轮发电机定子绝缘故障原因分析及现场处理措施郑守文

引言

张家口热电厂1号发电机为哈尔滨电机厂生产的oFsN-300-2型汽轮发电机,额定电压20kV,额定电流10190A,额定功率300MW,额定转速3000r/min,频率50Hz,冷却方式为水-氢-氢,F级绝缘,生产日期为2008年12月,于2009年12月投产。定子铁芯由高导磁、低比损耗的无取向冷扎硅钢板冲制的扇形片叠压而成,每张冲片的两面均涂绝缘漆处理过。铁芯通过18根定位筋固定在机座上,两端通过无磁性压指及压圈紧固成整体,以确保压紧铁芯。铁芯沿轴向分成64段,每段铁芯间形成约8mm的径向通风沟。定子端部边段铁芯长约40mm,且在齿部呈阶梯型,以增加漏磁阻,避免轴向磁通在齿端过于集中。同时在两端压圈外侧用特制的铜屏蔽板覆盖,以减小端部铁芯的损耗和发热量,满足发电机进相运行要求。

1故障排查

2017年12月27日,1号发电机运行中发变组保护A柜(南瑞继保RCs-985A）、B柜(国电南自DGT-801B）定子接地保护同时动作跳闸,厂用电源切换至启备变,1号机组解列停机。从动作数据看,相电压UA=37.87V,明显低于正常值57.74V,同时保护A、B屏发电机中性点电压UN=36.15V均大于定子接地灵敏段定值25V,因此初步判断故障相为A相。

(1）立即组织对发电机机端PT进行直阻、绝缘、空载电流、交流耐压试验检查,未发现异常。

(2）拆开发电机出口及中性点软连接,使用5000V兆欧表对发电机封闭母线、主变低压侧、高厂变高压侧、励磁变一次回路加压进行绝缘试验,绝缘电阻为5000MΩ,排除发电机外部故障。

(3）使用发电机水内冷专用兆欧表对发电机定子绕组加压2500V进行绝缘试验,未发现异常。

(4）使用直流高压发生器(型号ZKZN-60kV/200mA）对发电机定子绕组进行直流耐压及泄漏电流试验,如表1所示,B、C相合格,A相升压至13.5kV时放电,判断为发电机A相故障。

(5）发电机退氢并拆除汽侧、励侧上端盖及内端盖后,对发电机A相进行直流电压冲击试验,发电机汽侧接近12点钟方向有放电现象,如图1所示,判断此处为故障点。

表1发电机定子绕组直流耐压及泄漏电流试验

图1试验中发电机汽侧12点钟方向故障点放电

2检查结果

(1）发电机抽转子解体后检查发现,汽侧12点钟方向定子#34和#35槽的汽端边段铁芯存在松动和断齿现象,#34、#35槽铁芯未退槽楔前如图2所示。

图2#34、#35槽铁芯未退槽楔前