Trojan电瓶发电机转子导电杆短路缺陷分析

摘要本文针对300MW级调峰发电机转子，其导电杆存在短路缺陷，对该缺陷展开分析，在迎峰度冬关键发电期间，及时采取有效技术措施，并且积极协调抢修工作，最终顺利消除电力设备主机缺陷，为提前恢复机组发电创造了硬件条件。

关键词  调峰电厂发电机转子:  短路   排查   抢修

0概述

在某 300MW 级调峰发电机组正常启机之后，于准备并网操作的进程当中，TCS 报励磁故障报警跳闸，在现场查看时励磁系统指示并无异常，之后再次进行起励，然而依旧失败，联系设备厂家到场进行检查，确定为发电机转子回路局部短路故障，这致使该公司年度发电目标未能完成，直接以及间接经济损失颇为严重。

1案列分析

1.1案例描述

某日1时多，某公司300MW级调峰发电机出现停机情况；当日4时多，该发电机再一次进行启机操作；在准备开展并网操作的进程当中，TCS发出励磁故障的报警信号，随后跳闸；现场对励磁系统进行查看，发现指示并无异常之处；之后再次开展起励操作，然而依旧遭遇失败；维护人员展开仔细排查，在明确励磁控制系统处于正常状态的情形之下，于后续实施施加励磁的操作时，励磁电压一直仅仅维持在3V左右，可是励磁电流却达到了200A左右。

参考以上数据呈现出的严重异常状况，在进行积极协调促使厂家技术人员抵达现场予以指导的情形下，运用电桥法测量得出转子的直阻是1.8mΩ，该阻值与出厂值相比相差大约50倍，经由厂家现场人员把数据反馈至厂内而组建成专业团队进行分析，判定为转子绕组回路的内部存在短路点。为了能够顺利地查找出短路点的位置，在数天之后，处于停盘车的状态之下，使用专业的工具以及材料，将导电杆内侧的大螺钉脱开之后，测量得到了，内外集电环之间的直阻是0.12 mΩ，转子绕组的直阻是100mΩ，依据这些，判断出两瓣导电杆之间存在着直接短路点，需要抽出发电机转子进行检查，或者返厂修理。

1.2 发电机转子抽出定子外解体、排查过程

1) 汽机侧的导电杆大螺钉的根部，就是两瓣之间的位置，那儿的电工绝缘板双层，都显著地整个儿碳化了。

2) 汽机侧端部的导电杆出现短路现象，进而导致烧损，两瓣间绝缘部位，有着明显的烧蚀情况，同时铜板也出现了被显著烧蚀的状况 。

（3），当对转子励磁端测速法兰盘进行拆卸操作之时，出现了这样的情况，有着较大的气压，并且有少量带着异味的白色烟雾突显出来 。

4) 导电杆装配件解体后未发现异物。   

1.3 发电转子出厂试验报告

1) 转子绕组直流电阻：0.098Ω，温度：20℃

2) 转子绕组绝缘电阻：120MΩ,500V档，温度21℃

电源频率为50Hz，对转子绕组进行交流耐压，试验电压是4000V，试验所获取的数据呈现正常状态。

4）转子超数试验：3600r/min 持续时间2分钟正常。

5）转子动平衡及气密性试验数据均良好。

2故障原因排查及分析

在大致临近1时的时候，机组停止运行，到了大概4时的时候，机组再次启动，之后在准备推进并网相关操作的过程中，机组出现跳机情况，而且是没有遭受到诸如电网冲击、电压波动这类外部干扰状况时就产生了跳机现象 。

故障发生之后，经过自查，经过设备供应专业人员反复检查现场运行记录，再经过制造商专业人员核查现场巡视记录、维护记录以及后台监控的操作记录与数据，都未曾发现存在违背电力系统安全生产规定或者产品安装使用说明书当中禁止的操作步骤，由此将人为误操作等因素排除掉；。

3）导电杆短路故障出现的时间处于机组正常停机之后，重新启机并网之前，在此期间的3小时内，没有开展任何诸如检修之类的工作，并且该发电机停机之后盘车的工况是正常的。

4)故障发生之后，进行导电杆励磁侧转数测量用金属法兰盘的拆解工作时，意外察觉到有较大气压出现，并且还有带着特殊气味的白色烟雾冒了出来，这表明此导电杆安装腔室并不存在密封不紧实或者对外吸水受潮的可能性，要是密封不严密的话，那么在故障出现两周之后就不会存在压力了，此次故障和运行环境、工况之间不存在必然的关联；。

5）导电杆绝缘筒返厂之后，对其进行解体，经过确认，故障点处于正负极两瓣之间的绝缘板，该绝缘板已经出现深度碳化的情况，并且直接导通了 。

在两瓣导电铜板之中间，电工专用的绝缘板材的选型方面，或者是材料质量这儿，存在着瑕疵，于出厂之前时候，没有及时被发现，进而致使设备投入运行之后，出现绝缘被击穿了这种状况（出厂之际，环境温度是21℃，运用500V兆欧表去测量绝缘值为120MΩ，虽说此结果合格，然而却是偏低的（等到抢修工作圆满完成之后，环境温度变为12.5℃，用500V兆欧表测量绝缘值为3.24GΩ，这两者区间相差接近30倍；在抢修期间，现场进行二次加工之后，还未穿入转子之前，使用1000V兆欧表测量得︱极对地绝缘是71.0GΩ 、‖极对地绝缘是73.0GΩ）；。

7) 导电杆的大螺钉以及小螺钉，其设计工艺存在异常阻力，装配工艺也有瑕疵，起码不存在装配深度值的参考标准与要求，仅有力矩值要求，而此要求存在不合理之处，这将会致使螺钉与导电杆装配之时，因某些因素形成异常阻力，进而被误判为已经拧紧，误投运之后，在大电流以及日启停调峰模式下，铜排内层根部虚接点会异常发热，致使导电杆两极间绝缘垫板逐渐碳化，一直到击穿从而引发事故（该现象在该发电机抢修期间，复装小螺钉时，就在全部工序结束后发现小螺钉裸露高度出现异常，复检之后再往里拧进达到 6mm）；。

8)导电杆于厂内进行装配之际，组装所处环境以及清洁程度等方面存在不足，致使细小的异物或者导电的颗粒物进入到导电杆的绝缘筒之内，使得两瓣铜排之间的垫板在运行以及振动过程中抵达绝缘薄弱之处进而瞬时被击穿，最终引发跳机事故 。

3故障抢修

3.1故障件拆除困难重重

在不把机修那边拆卸连轴器以及盘动转子工作给影响到的状况下，为了能够最大程度地去把检修工期给缩短，借助机修进行工作的间隙，及时地去将设备制造商的专项工装人员给沟通、协调过来，让其三次进入到发电机励端的内部，然而大螺钉锁紧螺母都未出现松动的情况，通过仔细地去钻研图纸并且结合现场实际的状况，制作出专用的异形工具，辅助着原装专用工具，顺顺利利地把大螺钉锁紧螺母给拆除了，比原本所计划的时间提前了两天，发现并且解决了拆卸困难出现的问题当中的其中一个句号。

（2）第二天上午，又一次帮厂家进到发电机里面，把两个大螺钉用专门的绝缘纸分隔开，在转子抽出来之前就确定了导电杆正负极之间存在短路的地方，使得故障点的范围大幅度缩小了 。

次日晚上，抢修队伍以及相关人员进行连班作业，把该发电机的转子抽出来，放置到专用支架上，连夜使用原厂专用工具进行操作与此同时增加加力杆，使其长度近乎增长了一倍，结果扳坏了2套力矩扳手的受力头，还扳坏了2套备用改制工具头，然而导电杆的大、小螺钉都没有出现松动的情况 。

经过慎重严肃的思考，以及细致入微的琢磨，针对那临时采购的急件，把原配工具的受力孔从12毫米改成了20毫米 ，接着分别去焊接一套特定的专用改装工具 。首先在导电杆励端的小螺钉上进行尝试 ，结果没能成功 。随后经过全面综合的分析 ，转而在导电杆汽端的大螺钉上进行尝试 ，此时比较轻易地就拆除了上下大螺钉 。之后又返回去拆除励端上下方的小螺钉 ，原本难以松动的小螺钉 ，现在也比较轻松地拆除了 。这表明之前所分析的故障原因中的第7条 ，也就是某种异常阻力或者瑕疵问题 ，确实是存在的 。

3.2 故障件修复一波三折

在完成为导电杆相关的全部解体工作以及对故障点进行确认之后再实行连班装车，趁着夜色以专车形式把重达280Kg的导电杆整体送至设备制造厂，在那里进行破拆操作，之后更换绝缘筒、处理针对大小螺钉密封面的相关事宜，一周后的深夜伴随着专用电动支架以专车方式一同返回抢修现场，在等待试验合格之后予以回装 。

第二天，在业主以及厂家共同进行见证的情况下，于现场开展开箱清理工作，之后对单侧的大小螺钉孔实施封堵之时，在十时左右，将其翻转一百八十度后，又发现另一侧励端绝缘筒出现了完全展开长达六十毫米的裂缝。

3) 厂家察觉到绝缘筒出现开裂状况之后，其第一反应便是径直返厂，当与设备制造商的技术人员就方案以及技术要求展开及时沟通，进而提出现场保障措施以后，当日 15 时，厂家表示同意在现场工装人员的监护之下给予一次现场修复的机会；。

为了节省时间，降低一次中心调整，在毛坯加工完后，直接于车床上，借助专用胶和绑固带，小心翼翼地交替缠上数层，通宵烘烤到次日7时，再精细加工成合格尺寸，试验合格后才开始复装。

4结语

经由此次针对发电机转子故障开展诸如分析、从根源着手查找原因以及应用抢修应急办法等一系列行为所达成的效果进行全面综合剖析之后，迅速作出安排，针对那台状态检修结束仅仅5个月的另外一台发电机转子再度展开排查工作，目的在于预防以及杜绝相同类型的缺陷再次出现或者致使事故规模扩大，经过排查之后，并未能够发现存在相同类型的缺陷 。

于设备运维期间所出现的缺陷情况，无论其规模大小，均务必要予以认真剖析，并且做到举一反三，一旦察觉到存在0.1%的疑虑之处，就必须投入100%的精力去展开排查工作，以此杜绝出现因小失大的状况，以及避免重复故障、欠修或者过度检修等问题，进而从根本层面提升设备的良好健康水平，切实保障自身管辖范围内设备能够实现安全且经济的稳定运行 。