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200MW发电机定子线棒断裂原因分析及对策

作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-26 20:00:40

苏制200MW发电机定子线棒断裂原因分析及对策姚岚甄邯伟 (马头发电总厂) 摘要文章通过对苏制200MW发电机定子线棒断裂现象的深入分析及对线棒的试验、鉴定，找出了导致线棒产生裂纹的原因，提出了解决办法并付诸实施。 关键词 发电机线棒裂纹 1 概述 我厂#5、6发电机是前苏联列宁格勒金属厂1976年产品， 1979年正式投运，其冷却方式为水氢氢，至今机组已运行20多年。从93年开始，曾四次发生发电机两端部铁芯松动、过热及断齿，及时进行了局部处理；97年以后的机组检修当中，又多次发现静子线棒有松动、磨损情况，线棒端部化装盒出现油蚀，黑色胶状物流出；运行中线棒间环氧泥撑块脱落共6块。检修中多次发现汽侧端部1米左右范围、静子膛中部出现黑色胶状物附着在压板或铁芯表面，分析该黑色胶状物因铁芯松动磨损线棒绝缘产生的黄粉与油气混合而成。 #5、6发电机分别于2001年1月、2002年8月运行中发生静子线棒汽侧渐开线鼻部近集水盒R弯处导线断裂漏水事件，均及时停机转检修，局部更换了线棒。根据导线断裂部位及发电机端部状况分析，系该处导线存在制造时的残余应力，在电磁力、机械力、振动力及腐蚀物质S、Cl等的长期作用下，形成微裂纹，最终发展为宏观裂纹。 2 发电机故障情况介绍 2.1发电机主要技术参数型号 TBB-200-2A 额定容量：200MW 额定电压 15750V 额定电流：9060A 励磁电压 315V 励磁电流：2660A 功率因数 0.85 接法 2Y 定子线棒上下层共有120根，铁芯95段。 2.2 #5发电机最近的两次大修中发现汽侧端部铁芯共有12处过热、5处断齿，对铁芯进行了局部处理，断齿用树脂假齿代替，铁芯松动部位用环氧树脂片背紧；发生槽间端部环氧泥撑块松动脱落一次，重新填充。 2001年1月#5发电机运行中发现机冷水中大量含氢，出现内漏故障，停机检查发现汽侧第50槽下层线棒在渐开线鼻部R角集水盒处有6根扁铜线、4根空心导线出现断裂，在整理此处导线时发现导线机械强度严重下降，一碰就断，无法进行焊接处理，即更换该下层线棒。 2.3 #6发电机最近8年当中，共发生励侧端部铁芯过热52处，其中有三处断齿形成孔洞，处理办法同上；共发生槽口处环氧泥撑块脱落4次，严重时磨损线棒绝缘至露出铜线，甚至磨透导线，造成线棒漏水。 02年7月31日，#6发电机运行当中机冷水中含氢量再次超过5%，停机解体检查发现第15槽上层线棒汽侧R角处向外渗水，汽侧有三块环氧泥块脱落，两块口部垫块脱落，更换第15槽上层线棒。剥开损坏的第15槽上层线棒汽侧外R角处绝缘，发现此处有5根实芯导线、4根空芯导线有明显的裂纹。 2.4同类型机组情况除我厂两台发电机外，同一批前苏联进口发电机组还有5台，神头一电厂有两台，清河发电厂有三台，均存在铁芯松动。其中因铁芯松动磨损线棒造成发电机短路故障2台次，发生线棒并头套R角处漏水4台次，已有4台发电机全部更换了定子线棒。 3 事件原因的分析 3.1铁芯松动的原因苏制200MW发电机组设计的短路比较小（0.45, 国产机组设计为0.52），铁芯单位磁通密度选择较高，气隙磁密也就较高，加大了静子铁芯的振动幅值，加之此型机组铁芯压紧工艺较差，引起铁芯片间绝缘磨损，进一步发展为片间短路、烧损硅钢片。 3.2发电机线棒导线开裂原因苏制200MW发电机上下层线棒连接结构与国产机组不同，国产机组线棒联接时，采用线匝成对焊接；而苏制机组线棒两端导电部分集中焊接在导电端头内，线棒连接时使用挂了锡的并头套套住，套内用对头斜楔打紧，并向并头套中灌满焊锡，这样就不可避免在并头套与线棒外R角处产生安装应力。 3.2.1线棒制作时存在加工残余应力及热应力线棒在加工制作过程中，并头套集水盒处导线受弯曲力的作用，外圆部分受张应力，即此处存在加工的残余应力；线棒汇水盒与导线之间采用磷铜封焊，焊接温度高达850℃，线棒外R角位于焊接区与非焊接区的交界处附近，是焊接的热影响区，存在热应力。 3.2.2冷却水中微量腐蚀元素的影响发电机定子冷却水中含有微量的S、Cl等腐蚀生物质，长时间积累后沉积在管壁上，尤其上渐开线R角处，冷却水流速发生变化，此处更易沉积水中的杂物，加上一定的温度、强大的电流等影响及残余应力、热应力的共同作用导致线棒并头套处铜导线发生由内向外的沿晶腐蚀，形成微裂纹。 3.2.3环氧泥块脱落加速线棒开裂这两台发电机普遍存在铁芯松动，历次检修均可发现定子膛内有黑色胶状物，系线棒与铁芯磨擦产生黄粉后混合油气而成；随机组运行年限的增加，线棒在槽内可移动量也将增加，导致了线棒槽口间填充物松动；苏制机组下层线棒槽口间填充的口部垫块用涤玻绳

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