设计、制造、安装不良造成发电机绝缘损坏事故
【案例简述】
某火电厂首台机组1993年9月投产发电,总装机容量2000MW。该厂#4发电机(670MW)为上海发电机厂应用美国西屋公司技术生产的QFSN-670-2型发电机,2007年6月9日投入商业运营,2007年7月4日该厂#4发电机发生绝缘损坏事故。
2007年7月4日16时20分,该电厂#4机负荷650MW,运行值班人员发现发电机内冷水压力升高,水压从0.23MPa逐渐上升到0.4MPa,检查内冷水各阀门状态正确,内冷水箱水位60cm,均正常。16时26分,#4锅炉MFT,首出原因为“发电机事故”,发变组保护柜“匝间保护”动作,同时发现#4机组跳闸后内冷水压力升高到0.8MPa,检查发现发电机下部四个液位计均满水,立刻组织对发电机进行排水,随后进行#4发电机事故排氢。
2007年8月27日14时30分,#4机组检修后正式报竣工,恢复正常运行。#4发电机从故障到完全修复恢复运行,共历时54天,其中检修时间41天。
【案例评析】
1.#4发电机W 相并联绕组中的励端W2绕组至中性点的弓形引线烧断,造成W2支路开路,使W相负荷全部转移到W1分支,导致该支路过流。由于整个过程持续时间比较长(大约6分钟),造成整个分支的绕组过热,线棒绝缘受损,逐步发展为接地和匝间短路。
2.发电机定子引线水路外接回水管道管径偏小、阻力偏大,导致发电机引线冷却水流量总体偏小。
3.此类发电机的弓形引线中,位于顶部位置的弓形引线最长,水流量分配不均,容易出现气堵。
【案例警示】
1.按照 “600MW级发电机安全稳定运行措施”,检查引线水路外接回水管管道管径和安装是否符合要求,立即更换口径不符合要求的回水管;同时,对于同类型发电机,应尽早利用停机机会,检查定子引线是否有损伤,在停机检查前,应研究制定监控运行措施,保证机组安全。应严格按“措施”要求核查修改运行规程,规程修改后,每次开机前和定子水系统再次启动时,应严格按运行规程对内冷水系统进行操作、监控和排气,必要时适当提高水压以改善排气效果。
2.在引线水路外接水回路加装流量计,并实现远方信号监视。
3.检查发电机图纸标注是否符合现行国家标准,要求厂家提供图纸中旧标示的修订说明。对照发电机厂定子内冷水系统相关说明书、图纸,对水系统进行全面核查,重点检查管道管径和弯曲半径是否符合图纸要求,检查临时冲洗管道是否已全部拆除,并已正确恢复正常系统连接,应确保反冲洗阀门严密,必要时加装堵板。
4.确保发电机各种在线监测设备正常投入使用,包括绝缘过热检测装置、射频检测仪或局部放电装置和安装于定子内冷水箱的氢气流量表等,运行各班组必须及时记录氢气流量表数值。若以上装置发出报警,应立即结合其他可疑状态综合判断,采取如停机处理等果断措施。
5.加强对发电机线圈层间温度和进、出水温度的监视,并及时采取如降负荷等措施(在DCS程序中未实现线棒各测点温差报警功能的必须立即完善)。
6.对于发电机结构中监测系统的不足,及时制定出防范措施。
7.以下状况一旦出现应果断停机处理:发电机负序电流突然增加并不立刻返回,同时发电机轴承振动突然增大;定子内冷水压突然升高,发电机线圈层间温度和进、出水温度突然升高超过限值;内冷水检漏装置检测到发电机内漏等。
8.规范发电机的质量监造、技术管理和技术监督。
(1)做好发电机出厂前的监造工作,监督厂家按照GB/T 7604-2002的要求做全制造厂型式试验和检查试验项目,不准漏项,并验收合格;同时,合理要求设备的制造周期,不能因抢工期损失设备质量和使设备必要的检查和调试工序缩短。
(2)发电机到货后严格验收,确保设备完好、内部清洁、部件齐全、图纸资料齐全,符合GB/T 7604-2002要求。
(3)发电机安装前组织厂家、设计单位、施工单位、监理单位对发电机及其相关系统的相关图纸进行会审,确保图纸齐全、正确、安装要求明确。
(4)发电机交付安装后要跟踪监督,确保“安装要求”被正确地实施。
(5)发电机安装完成后,要按照GB/T 7604-2002的要求做全安装后交接试验项目,尤其是全绕组内部水系统的流通性、严密性等交接试验。
(6)加强发电机投运后的技术监督,定期进行发电机运行分析,定期进行预防性试验,及时发现发电机各运行参数的异常趋势和设备缺陷的发生规律。