发电机增容改造后出现的问题及消除措施

 对发电机组增容改造后试验时发现的定子绕组泄漏电流不平衡、发电机轴瓦发生电腐蚀、端部磨损严重、转子槽楔松动等现象进行了分析；介绍了消除这些现象的处理方法和过程，如采取清理发电机定子绝缘引水管，端部加固绑扎，转子在槽楔下面加绝缘垫，重新打紧槽楔等措施，取得了一定效果，机组的运行状况得到了改善，文中还提出了相应的预防措施。 关键词：泄漏电流；振动；槽楔；绕组试验；发电机；技术改进；增容改造  　　 　　为了缓解供电紧张局面，减轻新机组建设周期长、任务重、资金调配困难等压力，对旧有中小型发电机组进行了增容改造。这项改造工程，周期短、见效快，经济效益也较显著。然而也有一些增容改造工程出现了一些问题。其原因是多种多样的，有的是因受现场工艺条件的制约而产生的，有的是施工和改造方案论证缺乏依据而导致的，个别的是施工管理缺失的结果。笔者对某发电厂机组改造后产生的问题进行了简析，以期在今后的机组增容改造中能科学地处理好类似的问题。


1 发电机转子进水短轴断裂导致停机的问题

1.1 进水短轴断裂情况及原因分析

　　某电厂9号发电机由原同轴直流励磁机励磁改造为机端励磁变发电机励磁，拆除了原来的同轴励磁机，发电机轴系缩短2 m多，转子进水向汽侧同步移位。2005 
- 02 - 04 T 13∶ 50，汽轮机运行员检查发现，9号机发电机转子冷却水进水支座盘根漏水大，联系汽机检修专业人员进行处理；14∶ 45～14∶ 55，盘根漏量增大，经调整（紧盘根）漏量有所减小；18∶ 05，9号机发电机转子冷却水进水支座盘根漏水增大，2005
- 02 - 05 T 00∶ 30，发电机解列。

　　对转子进水支座进行解体，发现转子进水短轴断裂、盘根正常。本次断裂的短轴是2000年发电机大修改造时更换的上海电机厂产品。短轴拆除后，检查其外观并无异常，轴颈磨损较轻，可以重复使用。重装后，测轴头晃动40μm，满足小于50μm的要求，安装、调整无异常。技术人员检查短轴断裂和断口情况，光谱检测结果显示：焊接法兰的法兰盘为碳钢，轴体为高铬不锈钢材质。对短轴断口和断口处的焊接夹砂情况进行了分析，初步认定：进水短轴断裂的原因为轴体材质和焊接法兰的焊接工艺不良，因而焊接缺陷在长期交变应力作用下发生了疲劳断裂。

1.2 防范措施

　　进水短轴器件不大，但与发电机转子直接连接，对发电机组的安全运行会有直接影响，因此应做好类似设备的金属监督和检查维护工作。水内冷机组的转子进水短轴在大修期间应进行金属探伤，小修时也应将其列为检查、维护项目。加强设备管理和专业设备维修分工管理，明确领用、管理和维护责任，并注重考核。为防止发生类似事件，应联系设备厂家，对该短轴断裂进行深入分析，并查询短轴加工、焊接情况和材质情况。


2 发电机泄漏电流严重不平衡的问题

2.1 异常现象

　　某发电厂对QFS - 137.5型（改造前为QFS - 125 - 2型）D号机组进行小修，在做发电机泄漏电流和直流耐压试验时发现，三相泄漏电流严重不平衡，A相较其他2相高400%以上，并且在1min的加压时间内A相泄漏电流由60μA骤增到91μA，比历年的数据增长了许多，各相泄漏电流相差也较大。这些泄漏电流随着加压时间的增加而升高，但充电现象仍然正常。

2.2 原因分析

　　根据试验，初步推测是绕组端部存在脏物或高阻性缺陷。打开端盖检查发现：A相绝缘引水管内壁有结垢脏污（A相汇水管内清理出约1mm3的黑色粉末不明物），较其他2相严重。经清污后再做定子绕组泄漏电流和直流耐压试验，三相泄漏电流均小于15μA（与历年数据相比已无明显变化），缺陷消除。

　　对发电机定子绝缘引水管内壁结垢进行取样检验，发现其主要成分为铜的化合物，这可能是发电机定子空心铜管受腐蚀，或者是机组改造中更换绕组时接头的铜焊渣未完全清理干净的缘故。运行记录显示，该机在停机前的化学水质分析中已发现铜离子含量超标，经常在100μg/L以上。经检查发现，发电机冷水箱上盖未封闭，双冷水直接与大气接触，氧气进入定子空心铜管，致使铜管腐蚀而造成铜离子含量超标。

 2.3 防范措施

　　（1） 发电机每次大修后、开机前，定子水系统应使用除盐水进行带压力反复冲洗，直到排水清澈无颗粒，电导率达到标准要求。

　　（2） 发电机正常运行期间，当连续运行时间超过2个月后，遇有停机或解列机会时，应对发电机定、转子冷却水系统进行反冲洗。

　　（3） 完善发电机冷却水系统，尽可能使其密闭循环。

　　（4） 加强运行中的水质监控，内冷水质应按照汽轮机运行规程执行。

3 发电机励侧轴瓦发生电腐蚀的问题

3.1 异常现象

　　某发电厂8号发电机由于轴电压放电造成励侧轴瓦有电腐蚀。在改造后的一次小修期间，对其轴电压和轴瓦对地绝缘进行了测量。在测量励侧轴瓦对地绝缘电阻时，发现绝缘电阻为零，呈短路接地状态。机组并网后测得油膜电压为3.2V，轴电压基本由油膜承担。虽然电压不高，但是一旦油膜被击穿发生放电，可能会使润滑、冷却的油质逐渐劣化，严重时会烧坏轴瓦，造成停机事故。进一步检查又发现，机组改造后在励侧轴瓦上部及侧面加装的温度和振动传感器对绝缘有一定影响。

3.2 消除方法

　　（1） 对轴瓦绝缘进行处理。对凡有可能出现接地的部位（如各种传感器接线外护套）进行了仔细检查，对轴承定位销和螺栓绝缘套筒表面的油污等进行了清理。

　　（2） 机组改造后要保证轴承座绝缘垫的结构为“环氧板
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