600MW發(fā)電機(jī)故障分析課件

600MW級(jí)發(fā)電機(jī)故障分析哈爾濱大電機(jī)研究所2006年3月沈梁偉1

我國(guó)發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量增長(zhǎng)很快，火電已轉(zhuǎn)入以600MW為主力機(jī)組的新階段。至2005年底，國(guó)內(nèi)已投運(yùn)的600MW機(jī)組約56臺(tái)，其中國(guó)產(chǎn)占3/4。不論是國(guó)內(nèi)或國(guó)外機(jī)組都發(fā)生過一些故障或事故。這些故障分析結(jié)果既給我們帶來了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，也給了我們一些啟示。2哈三3#引線壓板事件

1998年3月16日轉(zhuǎn)子引線壓板螺釘斷裂飛出，定、轉(zhuǎn)子返廠。3轉(zhuǎn)子引線固定（原設(shè)計(jì)）4引線壓板甩出路徑5固定引線壓板螺釘尺寸62002年3月哈三電廠#3發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子開裂原因分析報(bào)告

哈爾濱大電機(jī)研究所7轉(zhuǎn)子生產(chǎn)設(shè)計(jì)背景1.轉(zhuǎn)子是七十年代我國(guó)自行研制生產(chǎn)的第一個(gè)600MW汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鍛件2.轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是在引進(jìn)西屋公司技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了局部?jī)?yōu)化，在通風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)（主要指槽內(nèi)部分）3.零部件材料的設(shè)計(jì)依據(jù)為WH公司的采購(gòu)規(guī)范4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是在WH公司進(jìn)行，并在WH公司專家指導(dǎo)下完成的。

8轉(zhuǎn)子裂紋形貌及整體狀態(tài)檢驗(yàn)結(jié)果表面裂紋全長(zhǎng)為987mm，裂紋弧線長(zhǎng)度為844mm910裂紋源區(qū)域宏觀形貌(壓板槽根部)11轉(zhuǎn)子應(yīng)力場(chǎng)及強(qiáng)度分析轉(zhuǎn)子勵(lì)端軸柄及銑槽的應(yīng)力集中計(jì)算點(diǎn)位置示意圖121.軸柄處最大應(yīng)力及應(yīng)力集中系數(shù)計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果表明，B點(diǎn)的應(yīng)力最大，應(yīng)力集中系數(shù)也最大，當(dāng)R=3時(shí)為48.7Mpa,當(dāng)R=1時(shí)為62.2Mpa,A點(diǎn)次之,最大應(yīng)力為30.8MPa應(yīng)力點(diǎn)位置

計(jì)算應(yīng)力（Mpa）

應(yīng)力集中系數(shù)

同A點(diǎn)應(yīng)力比較

備注

A點(diǎn)30.8

1.85

1

B點(diǎn)48.762.23.284.191.772.26R=3R=1C點(diǎn)22.3

1.50

0.81

D點(diǎn)21.7

1.46

0.79

13轉(zhuǎn)子裂紋原因哈三電廠#3機(jī)轉(zhuǎn)子裂紋是由以下三個(gè)方面原因綜合作用的結(jié)果：1.轉(zhuǎn)子鍛件熱處理不當(dāng)，造成材料回火脆性，沖擊值下降，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，缺口敏感性增加，是哈三#3機(jī)轉(zhuǎn)子開裂的內(nèi)因之一2.轉(zhuǎn)子勵(lì)磁引線壓板槽槽底根部附近有淺表層夾渣是哈三#3機(jī)轉(zhuǎn)子開裂的內(nèi)因之二3.轉(zhuǎn)子勵(lì)磁引線壓板槽槽底根部R角偏小,存在應(yīng)力集中是轉(zhuǎn)子開裂外因14平圩2#線棒接頭漏水1992年投運(yùn)，2004年增容改造至630MW，2004年12月26日線棒水接頭8處漏氣不漏水，4處漏水，后3處補(bǔ)焊成功，1處堵空心線。原因：水質(zhì)差引起沖蝕。15定子繞組端部結(jié)構(gòu)16171819定州1#定子線棒堵塞擊穿

2004年2月5日，13槽汽端上層出水盒3/4被紙巾堵塞，導(dǎo)致13，14上層線棒R處裂紋擊穿。教訓(xùn)是未落實(shí)25項(xiàng)反錯(cuò)，層間測(cè)溫元件，溫差16oC還在帶負(fù)荷620MW。20定州2#定子線棒堵塞2006年2月，定州2#有5根上層線棒堵塞，反沖洗無效，更換全部上層線棒。據(jù)說是水質(zhì)不好引起的。2110123456102234561022345

876543210腐蝕率(p.u.)

含氧濃度(ppb)

pH=8pH=8.5在pH=7時(shí)確定銅管的平均腐蝕率22臺(tái)山2#定子線棒接地跳閘

2005年2月9日，定子A相接地跳閘，2號(hào)槽下層汽側(cè)（近6點(diǎn)鐘）離鐵心314mm擊穿。原因是綁扎帶下有鐵磁物質(zhì)，單邊主絕緣僅殘剩1mm。23寧海電廠2#等多臺(tái)電暈放電

2006年1月25日，寧海電廠2#運(yùn)行1265小時(shí)后，停機(jī)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)定子繞組汽勵(lì)兩端上層4、5號(hào)槽（隔相）漸伸線端部和第二道內(nèi)撐環(huán)嚴(yán)重?zé)齻钌钐師熬€棒2mm深，整機(jī)起暈電壓僅11KV。然后國(guó)華公司對(duì)寧海3#（未投運(yùn)），臺(tái)山5#（未投運(yùn)），臺(tái)山4#（投運(yùn)600小時(shí)），臺(tái)山3#（投運(yùn)1300小時(shí)）進(jìn)行抽轉(zhuǎn)子檢查也發(fā)現(xiàn)不同程度的類似問題。242526國(guó)華寧電2號(hào)發(fā)電機(jī)線棒發(fā)熱溫升情況試驗(yàn)時(shí)間：2006-2-14試驗(yàn)條件:模擬額定電壓20kV運(yùn)行，加壓1-2小時(shí)。序號(hào)線棒名稱勵(lì)端最高溫度℃汽端最高溫度℃直線段溫度℃氣溫℃汽端最大溫升K勵(lì)端最大溫升K14＃槽7＃故障線棒30.139.623.51623.615.124號(hào)槽7號(hào)備品線棒30.238.620.31622.615.235號(hào)槽1號(hào)備品線棒30.539.719.51524.715.54上層2號(hào)備品線棒28.337.214.41423.214.35下層2號(hào)備品線棒25.1

31.8141412

19.811.1

試驗(yàn)儀器：10kVA交流耐壓裝置一套FLIR紅外線成像儀說明：1、被試線棒汽端的最大溫升均高于勵(lì)端的最大溫升；2、被試線棒汽端和勵(lì)端的局部發(fā)熱點(diǎn)分布位置基本一致，現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)標(biāo)定局部發(fā)熱點(diǎn)區(qū)域。

試驗(yàn)人員：廖義勇

27國(guó)華寧電2號(hào)發(fā)電機(jī)定子線棒起暈電壓試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)時(shí)間2006.2.17溫度:10℃

濕度:65%一、2＃發(fā)電機(jī)定子膛內(nèi)剩余線棒起暈電壓

A相10000VB相11000VC相13000V二、2＃發(fā)電機(jī)定子4號(hào)槽故障線棒起暈電壓：21.4kV。三、2＃發(fā)電機(jī)1＃、7＃備品定子線棒，在升壓至40kV時(shí)，未發(fā)生起暈現(xiàn)象。

試驗(yàn)人員：廖義勇

28臺(tái)山4號(hào)發(fā)電機(jī)檢查匯報(bào)材料1、2006年2月26日16點(diǎn)，進(jìn)發(fā)電機(jī)膛內(nèi)檢查，在汽勵(lì)兩端端部共發(fā)現(xiàn)9個(gè)放電點(diǎn)，位于第1和第2可調(diào)綁環(huán)之間的水龍帶外包適形材料的表面，放電點(diǎn)具體位置如下：勵(lì)端(從勵(lì)端往汽端看)

序號(hào)線棒號(hào)放電點(diǎn)距端部鐵芯處的線棒長(zhǎng)度(mm)放電程度備注1B相的10、11上層線棒間10號(hào)線棒：76011號(hào)線棒：710中

2A相的23、24上層線棒間23號(hào)線棒：65024號(hào)線棒：710中

3B相的29、30上層線棒間29號(hào)線棒：70030號(hào)線棒：730中

4B相的30、31上層線棒間30號(hào)線棒：70031號(hào)線棒：715中

4C相的36、37上層線棒間36號(hào)線棒：72037號(hào)線棒：760重兩側(cè)線棒表面絕緣已熏黑2910、11上層線棒間：

30

汽端(從汽端往勵(lì)端看)序號(hào)線棒號(hào)放電點(diǎn)距端部鐵芯處的線棒長(zhǎng)度(mm)放電程度備注1A相的1、2上層線棒間1號(hào)線棒：7652號(hào)線棒：790輕

2B相的27、28上層線棒間27號(hào)線棒：77028號(hào)線棒：810中

3A相的23、24上層線棒間23號(hào)線棒：73024號(hào)線棒：765中

4A相的24、25上層線棒間24號(hào)線棒：66025號(hào)線棒：710輕

311、2上層線棒間32事故原因線棒防暈處理有問題致使電場(chǎng)有局部畸變整個(gè)端部絕緣材料如適形墊特別是水籠帶固化不好33兩種處理方案若整機(jī)起暈電壓大于15KV，起暈點(diǎn)少于9點(diǎn)，端部固化較好，可不拆線棒進(jìn)行處理，如寧海3#，臺(tái)山3#。否則要更換上層線棒，或下層線棒（若下層有電暈），如寧海2#，臺(tái)山4#。合格標(biāo)準(zhǔn)整機(jī)起暈電壓不低于1.0UH。34托克托、日立-東方2臺(tái)600MW定子繞組固有振動(dòng)頻率不合格橢圓振型一臺(tái)102Hz，另一臺(tái)107Hz，在線監(jiān)測(cè)有4處振幅超過180μm，現(xiàn)日立已采取措施解決。使振幅降至100μm以下。35鄒縣發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地2000年，2001年發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出槽口部曾兩次接地。現(xiàn)已處理完畢。362001年俄盤山2X500MW，伊敏2X500MW定子繞組振動(dòng)大，端部松動(dòng)，墊塊脫落將主絕緣磨損原因：定子端部設(shè)計(jì)有問題俄500MW發(fā)電機(jī)定子繞組端部磨損37ABB石洞口一臺(tái)600MW2004年勵(lì)端護(hù)環(huán)下轉(zhuǎn)子槽楔斷裂原因是整長(zhǎng)轉(zhuǎn)子槽楔因轉(zhuǎn)子撓度引起的疲勞斷裂38ALSTOM北侖600MW鐵心松動(dòng)2003年7月17日發(fā)現(xiàn)鐵心有異聲，原因是鐵心夾緊環(huán)松動(dòng)，處理方法重新裝緊夾緊環(huán)。由ALSTOM完成。另外，定子線棒需要全部更換。39珠海1#700MW定子繞組氣堵燒毀

1999年10月，珠海1#帶700MW運(yùn)行才7.5小時(shí)，勵(lì)端接引線接頭燒損定子引線環(huán)銅線燒掉750mm。

原因：氫壓5kg/cm2進(jìn)水壓力僅1.5kg/cm2（反沖洗閥未閉）造成氣堵。教訓(xùn)：定子線圈溫度高，曾報(bào)過警，沒有及時(shí)處理。402000年7月珠海1#返修后轉(zhuǎn)子匝間短路原因：勵(lì)端墊塊未開風(fēng)孔進(jìn)風(fēng)孔堵塞轉(zhuǎn)子熱不平衡匝間短路轉(zhuǎn)子繞組接地。教訓(xùn)：處理不當(dāng)引起事故不應(yīng)有的擴(kuò)大41沙角C3X660MW的教訓(xùn)沙角C3X660MW自1994~1999年事故頻發(fā)的教訓(xùn)：1994年12月轉(zhuǎn)子因密封瓦卡住，發(fā)生振動(dòng)，1#停41天，2#停19天。1996年1月24日1#定子鐵心局部過熱熔化停機(jī)142天。