（大唐山东电力检修运营有限公司）
摘要:本文以国内某大型发电机生产厂家汇总近年系统内各厂发生的发电机绝缘故障数据为依据,分析了新建发电机组安装前后能够影响发电机绝缘的几处关键点，针对兄弟单位即将上马的350MW发电机组，以建设单位角度从技术管理以及现场工艺管理等不同层面,对该类型发电机的绝缘故障预防等提出了些许建议。
关键字:新建；发电机；绝缘；故障
1.前言
为防止发生发电机的损坏事故，根据国家电力公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》、[原水利电力部(86)电生火字193号]《发电机反事故技术措施》、《防止200、300MW汽轮发电机定子绕组端部发生短路的技术改进措施》（能源部、机电部电发［1991］87号）等各项规定，针对兄弟单位即将上马的350MW发电机实际情况，结合近期临沂某厂同类型机组在建设施工中发现的问题，在本文中进行说明，旨在分析发电机安装及初期运行阶段的绝缘故障原因，探求新安装发电机绝缘故障预防的一系列方法。
2.发电机绝缘故障统计与分析
2.1国内某生产商汇总产品故障数据
根据上级公司下发加强国内某厂生产300MW以上主机设备监督管理通知内容，并根据通知中有关数据对该厂生产的300MW以上发电机的故障问题进行统计汇总，见下表
2.2故障分析
根据以上统计数据可见，定子槽楔及定子端部故障成为发电机高发性故障，发生的原因主要由设计制造、安装工艺等造成。一方面，基本在所有发电机上均存在定子槽楔故障（槽楔、绕组松动），以许昌禹龙、张家口热电、景泰等厂机组发生的情况来看，不论是新装机组或是已投产运行机组，均存在不同程度的松动现象，并且由于波纹板等弹性材料的老化等问题，无法对该类故障一次性解决，成为影响发电机安全运行的一个最主要隐患。该类故障一旦发生，抢修工艺复杂，抢修工期长，对发电公司造成的损失非常大。另一方面，发电机的端部绝缘故障成为影响发电机安全运行的另一大隐患，国产大型发电机组定子绕组多采用水内冷方式，该种冷却方式造成工艺上的难度加大。在发电机定子故障中，定子绕组端部绝缘引起的事故占较大比例，国产300 MW及以上系列发电机曾多次发生过定子绕组端部固定结构及端部绝缘工艺不良，运行中振动大引发的线棒与固定部件松动、绝缘磨损，鼻部空心导线漏水，造成接地和相间短路故障的发生。
其它故障，例如焊接问题、氢冷器漏氢、冷却水管等故障发生概率不高，并且故障原因主要以生产厂家的制作、安装工艺为主，关于发电机端部及定转子绕组等制作工艺的改进及新工艺、新技术的采用在本文不再说明。
经过对有关故障情况了解后，分析定子槽楔及定子端部故障发生的主要原因主要有以下几点：（1）生产厂家在端部绝缘在制造过程中，主要为人工制作方式，制作工艺存在问题，如下图所示，手工制作部分(A图4、6、7、11、12等部位及B图槽楔、波纹板)涉及到紧力和浸胶等关键性工艺，类似部位容易发生紧力不够、浸胶不充分等现象，目前新机出厂的有关试验无法对该类缺陷进行有效检测，形成技术漏洞；
（3）在新建发电机组施工过程中发电机的安装存在特殊性,电建公司是由汽机专业与电气专业分工完成发电机的安装工作,在施工过程中两个专业交叉施工项目较多，在具体施工过程中容易发生推诿及验收等问题。并且施工单位一般以DL/T 5210.3-2009《电力建设施工质量验收及证价规程》（第三部分 汽轮发电机组）和DL/T5161.7-2002《电气装置安装工程质量检验及评定规程》（第七部分 旋转电机）执行具体施工，该技术标准中对发电机定子的波纹板试验未进行强制规定，仅以厂家提供意见为准，并且对于发电机定子端部检查内容及标准不也不十分明确，造成检查、验收流于形式。
（4）经过对临沂某厂建设监督中发现，由于生产厂代表驻场一般为1至2人，主要为机务专业人员，所以新机部分重要的电气检测、试验项目（例如：定子的铁损试验和波纹板试验）在出厂前完成，新机安装后不再进行类似试验，造成了无法对运输、安装工艺等过程的试验监控，存在管理漏洞。
3.故障预防建议
3.1工程管理预防
3.1.1加强发电机监造力度。对于发电机的前期监造工作应严格按照公司监造标准执行，监造前期应收集、熟悉设备有关的法规、规范、标准、合同等资料文件、技术条件、主要工艺方法以及管理程序等文件。驻厂监造实施过程中应对制造过程的质检点（W点、H点）进行见证（如有条件可拍照或录像），对过程中发生的不符合项应全程进行跟踪，按照程序要求对不同类别不符合项进行见证处理、关闭和签字确认。监造过程中还应参加制造厂有关工艺和技术修改的审查等会议，并且定期编制监造报告，及时向公司反映制造过程中存在的问题、处理情况以及对设备制造质量、交付进度、经费等可能产生的影响。 出厂验收阶段一方面应按合同和验收相关程序要求，清点交工资料文件，审查其合格性，检查装箱文件等，对发电机出厂有关试验数据进行核实。另一方面还应对发电机进行硬件验收和有关零部件、备品备件的检查和清点等工作。
3.1.2 严格前期管理文件审批。对于《电力建设施工质量验收及证价规程》、《电气装置安装工程质量检验及评定规程》中的部分施工验收等级确认时，应将可能存在绝缘故障隐患的施工项目适当提高验收级别， 并加入现场旁站鉴证等内容，防止出现虚假、模糊数据。要求发电机试运前必须按照标准要求，完成必要的电气试验和物理试验，建议将发电机所有试验项目均列为H点验收。例如：发电机定、转子气密试验、波纹板试验等试验项目按电力行业有关标准为三级验收（施工单位、监理单位、生产厂家），在施工过程中应适当增加验收级别至四级或五级（建设单位、设计单位），该项工作需在开工前的《施工验收等级审核表》中体现，提前将验收等级进行修改。
3.1.3加强现场施工验收。现场安装施工过程中，施工单位电气专业和汽机专业技术负责人在各重要结点的安装时应全程在现场指导施工，防止出现施工艺错误或降低标准的问题。对于发电机H点的验收工作，建议施工技术人员、监理、建设单位代表到场全程鉴证，试验项目时间过长的应在试验旁站后进行抽检，以复核试验数据的准确性。
3.1.4充分发挥厂代、监理职能。在发电机定子安装完毕后，可向发电机生产厂家要求临时增加电气专业厂代，对发电机相关部位进行二次紧固检查。在建设施工过程中，应进一步强化监理职能，以提高建设单位设备安装质量为根本目的，对于涉及发电机定转子铁芯、绕组等较重要施工项目时，建议监理全程监控。
3.1.5强化设备定期检修管理。严格按照DL/T838-2003《发电企业设备检修导则》要求，新装发电机组应在规定期限内进行各个等级的检修工作，并且介于该生产厂家发电机发生的类似绝缘故障的先例，建议在前两次B级检修项目中增加“发电机抽转子检查”内容，主要目的是对发电机定子槽楔、波纹板、发电机端部等进行试验、检查。
3.2施工技术预防
3.2.1严格按照DL/T 5210.3-2009《电力建设施工质量验收及证价规程》（第三部分 汽轮发电机组）和DL/T5161.7-2002《电气装置安装工程质量检验及评定规程》（第七部分 旋转电机）等有关建设安装施工标准执行，对于技术标准中未明确数据的验收项目建议采用详细描述与影像资料的方式进行工程资料备案。
3.2.2建议发电机定子安装完毕后，增加定子铁损试验（第二次）、波纹板试验（第二次）、端部检查（第二次）等涉及到发电机绝缘故障有关的试验项目，以达到对运输、安装过程的监控。
3.2.3提前完成内冷水系统的安装、调试工作，待发电机定子安装及有关压力试验合格后，及时投入内冷水，防止发电机定子受潮；发电机定子安装后应在汽、励两侧用专用蓬布遮挡（如有条件可投入加热装置），转子到场后应以塑料布包裹密封。
3.2.4对于历次停机检修中，机内发现的松动、黄粉等异常现像，应提高异常判断的标准，以达到预防绝缘故障发生的目的。
3.3运行监控预防
3.3.1按规定投停发电机有关保护。例如发电机定子过电压、接地保护，转子一点、两点接地等保护的投入除要按照有关保护投\停规定外，还应充分考虑到本厂发电机运行的实际情况，防止出现发电机在无保护或缺保护状态下运行。
3.3.2密切监视发电机绝缘过热监测装置（或局部放电监测装置）情况。一般情况下，在新安装机组试运初期，绝缘过热监测装置容易发生误报问题，对于装置报警问题应从两个方面考虑。一方面联接管路的安装、操作方式、气流量以及温度、湿度都会对监测装置产生影响，从而发生误报；这时可以从故障曲线进行判断，曲线变化规律若果是幅值变化不大、波形较为均匀，排除温湿度的影响外，一般有可能是放大器故障等装置故障导致。在现场试运行过程中发现该装置在试运行期间报警十分频繁，在试运后期逐渐好转，怀疑是否还存在发电机绝缘材料在制作时的工况与发电机充氢后的工况差别大，机内生成一定量的绝缘介质所引起，随着机组运行一段时间后，故障曲线会向着平稳的趋势发展。另一方面，还应考虑到发电机内部绝缘材料确实由于某种原因受到了破坏，这种情况下，装置故障曲线应向着波动越来越大的趋势发展。发电机绝缘过热故障报警为早期预报，从第一次报警到故障的明朗化需要有一个发展过程，应随时注意保留历次报警的详细资料，建立故障档案，为故障分析提供科学的依据。在故障报警判断的同时，还应以气体色谱分析结果和厂家技术人员的调试经验为判断依据，尽快对装置报警问题进行调查定性。
3.3.3 防止轴承润滑油、密封油等进入发电机机内。经过实验证明，线圈绝缘和半导体漆因受到油的侵蚀、溶解而使绝缘强度和防晕性能大大降低，汽轮机密封油、润滑油对发电机绝缘材料有严重的不可逆损伤（即绝缘材料老化）。防止向发电机内漏油应从两个方面入手，一是安装、检修后应按规定调整内油档及密封油档板的径向间隙，停机检修期间如发现发电机大轴密封瓦处轴颈有磨损的沟槽，应及时进行处理；二是在机组运行时（特别是开、停机期间）应密切监视发电机氢压与油压，并做好调节，防止向发电机内漏油。
4.结束语
综上所述，新装发电机绝缘故障属于频发性故障，一旦发生，将对建设单位造成很大损失，其发生原因除生产厂家的制作工艺外，还受到安装施工及初期运行维护等因素的影响。所以绝缘故障应从生产—运输—安装—试运—投运等全程进行预防，在各重要环节设置合理的监控节点，以达到可控、在控的目的，保证新建发电机组的安全健康运行。
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论文作者:梁明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/15
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