390MW发电机转子故障分析与处理

孙国彬，宋继平

(大唐淮北发电厂，安徽 淮北 235000)

1.设备事故简况

发电机由美国GE公司授权日本东芝(定子)、中国哈动(转子)制造。型号390H，其主要参数为：视在功率468MV·A、有功功率397.8MW、功率因数0.85、2极、3相、50Hz、3 000r/min、Y接线、全氢冷、F级绝缘、额定电压19kV、额定电流1 4221A、励磁电压750V、励磁电流2 360A、线圈温度103℃、铁芯温度120℃、气体温度40℃、氢气纯度98%、氢气压力414kPa。

2号机组2007年3月5日投产，至2009年2月事发前，该燃机作为调峰机组，频繁启停机，整套发电机组运行状况良好。机组正常运行时7瓦轴振水平基本稳定在70μm。但自2009年3月份以来，启动过一阶临界转速(约840r/min)时振动数据呈逐渐上升趋势，3月21日达到190μm。

2.事故设备检查过程及分析

(1)3月30日机组经冷却后停止盘车，分别测量了零转速时转子的直流电阻和交流阻抗及3 000r/min时的交流阻抗，零转速时交流阻抗与交接时相比下降约17%；3 000r/min时交流阻抗下降约38%。基本确定发电机转子存在匝间短路。

(2)3月24日，专家来厂现场进行振动测试分析，进行了两次升速试验，在升速过程中(发电机加励磁)，7X(7瓦水平轴振)过临界时振动峰值分别达到161μm和181μm，而在降速过程中，发电机去励磁后，振动立即恢复至正常值。说明发电机异常振动与加载励磁相关。

(3)安排2号机组检修，进行发电机的故障检修处理，现场进行抽发电机转子工作。4月10日将发电机转子抽出，现场进行两极电压试验。两极电压差为26V左右，说明确实存在匝间短路。进一步进行分部电压测量，判断匝间短路存在于第6槽和第9槽。

(4)拆除励侧护环检查，发现端部线圈R弯处的匝间绝缘移位现象严重，胶水已失效。拆除汽侧护环，检查端部线圈匝间绝缘，R弯处的匝间绝缘移位现象比励侧更加严重。端部直线部分的匝间绝缘也有移位。从端部情况来看匝间短路存在多点故障和绝缘位移的情况，需更换全部转子绕组的直线绝缘和端部绝缘并涂胶中温固化，由于现场和当地均不具备转子线圈中温加热固化和高速动平衡的条件，决定返原厂检修。

3.故障设备解体处理与原因分析情况

(1)故障设备产品背景。2号发电机转子出现匝间绝缘移位，是HEC此型号产品首次发生、也是首台采用GESUPPLY提供的成品匝间绝缘垫条(含槽部、转角和弧部)作为转子铜线间的绝缘材料，这种匝间绝缘垫条涂有B阶段粘接胶。

(2)处理措施。制造厂专业人员赴电厂进行再次确认，判定转子存在匝间短路的可能性；为了保证诊断准确性，需将转子抽出后进行相关试验，并将试验结果与出厂试验数据进行比较。4月10日，转子抽出后进行了相关试验并进行了转子端部窥镜检查，确认转子匝间短路，端部转角绝缘80%移位。

发电厂方希望在保证质量的前提下，力争现场进行故障处理。根据现场的实际情况，4月11日上午HEC召开故障处理会议，组织工具和抢修材料，4月12日抢修工具和第一批材料包装发货，同时派遣产品相关部门专业人员赴现场。

在现场拆除9号线圈后，发现槽内直线段匝间绝缘也存在移位、断裂、重叠、成波浪状、凹陷等不同现象的绝缘损坏，需更换匝间绝缘。匝间绝缘的固化温度要达到120℃以上，而现场不具备加热用烘炉。4月17日发电厂方同意2号机转子返厂修复。转子修复合格后发回电厂装配。

4.事故分析

经全台线圈拆出和对匝间绝缘粘接状态的细致查看，分析认为匝间绝缘移位的主要原因是绝缘垫条和铜排粘接强度不高所致。

匝间绝缘材料由美国GE公司提供，匝间垫条上自带粘接胶，HEC首次使用。因390H型产品的技术引进中，不包括有关绝缘方面的技术转让，厂家在不完全掌握外方工艺的前提下采用了HEC原有匝间绝缘烘压工艺。本台产品粘接后，未发现有开裂现象便进行下线。

据现场所见匝间绝缘粘接状态及溢胶现象，可以确定，有些匝间垫条上的粘接胶并没有完全固化好，使粘接强度未达到最佳状态。

用于定位刷的少量JX9胶，固化较好，但其粘接面积不均匀，造成JX9胶粘接点间那些粘接强度不高的垫条开胶后产生变形、抻开、断裂、折叠等现象。这更证明自带粘接胶的匝间垫条粘接强度不高。

燃机作为调峰机组，而频繁启停机，使得转子铜线和直线匝间绝缘热涨及冷缩交替频繁，更使上述缺陷严重化。

5.修复处理结果及预防措施

(1)2号机转子返厂抢修。匝间绝缘粘接采用HEC成熟的工艺和材料。在保证质量的前提下，以最短时间完成修复。

(2)同型号1号机转子绝缘故障的预防。运行中关注各振动值变化，停机时要做转子的内窥镜和相关的电气检查，以判断匝间绝缘粘接状态，杜绝类似故障发生。