发电机火灾事故的预防措施

出处:按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第三卷》第1486页(14553字)

在发电机的设计和制造中,应严格标准、优化设计,提高发电机的设计、制造水平。有关发电机的型式、参数、技术要求、运行条件、温升、介电性能、有关特性、结构、试验项目等均应符合《旋转电机基本技术要求》和《汽轮发电机通用技术条件》的规定,从设计和制造中杜绝隐患,提高设备质量,为安全生产提供条件。在安装和检修中,应严格执行《旋转电机基本技术要求》、制造厂家技术要求、检修工艺规程等,提高安装、检修质量,减少质量事故。在运行中严格执行规程、精心维护、严格监视、及时发现设备缺陷。严格操作规程,正确迅速处理事故,缩小设备故障范围。为防止发电机损毁和火灾事故,应采取以下具体措施:

(一)防止发电机定子绝缘击穿

1.严格交接验收程序,机组交接验收时及检修中应仔细检查定子槽楔是否打紧,定子端部绑环及各部垫块是否与线圈绑牢垫紧,机械紧固件是否拧紧锁住,有无松动磨损现象,特别是采用黄绝缘的机组,发现磨损应及时处理。新机投产5000~8000h后,应抽出转子对机组进行全面检查。已经检查和加固处理的机组应继续加强监视,通过机组大修,应详细进行复查,防止再发生绝缘磨损现象。

2.对定子绝缘老朽、多次发生绝缘击穿事故的发电机应缩短试验周期,加强监视,并对绝缘情况进行科学鉴定。对电气和机械强度普遍低落,确实不能使用者,应提出鉴定报告,有计划地进行恢复性大修。

3.对定子线圈绝缘内游离现象突出、电晕腐蚀严重的发电机,可以采用中性点倒位的方法,以延长定子绝缘寿命。为了防止电腐蚀,对定子电压10.5kV及以上,每槽上下层之间装有测温元件的机组,运行中应定期用真空管电压表测量元件对地电位,正常情况下一般为数伏,如个别元件电位特别高则说明线圈松动,可能产生电腐蚀,应加强监视,并及时检查处理。大修中,对元件电位高、槽楔松动等有疑问的线圈,应在线圈上通以相电压,然后测量线圈防晕层对地电位。一般电位超过5~10V时就应处理(测量电位时应注意人身安全)。

严格防止向发电机内漏油,以免线圈绝缘和半导体漆由于受到油的侵蚀、溶解而降低绝缘强度和防晕性能。

4.加强运行维护,严格执行规程,严防因误操作、自动装置误动、非同期并列,以及小动物、金属物体、漏水等在发电机出口处引起突然短路事故。

5.对运行中的双水内冷发电机,应经常通过窥视孔加强对机组内部的监视,检查定子端部有无渗水、漏水、流胶、焦枯黄粉、零部件松动、塑料引水管磨损、压圈过热发红以及其他异常情况,发现隐患,应及时消除。

6.加强绝缘预防性试验工作。应按部颁《电力设备预防性试验规程》规定的试验周期和电压值,对发电机绝缘进行交直流耐压试验。

7.应定期进行局部放电量试验,放电量应小于102pC,当放出量大于103pC时,便可认为有故障征兆,应停机检查处理。

8.严格装配、安装和检修工艺,提高制造、安装、检修质量,严防工具、螺钉、铁(铜)屑、铜丝等异物遗留在定子内部、端部线圈夹缝、上下层线棒之间,导致绝缘损毁,造成短路故障。

9.严格控制氢冷发电机氢气湿度不超过限值标准,防止氢气湿度超标而造成对发电机定子绝缘和转子护环的损害。

氢冷发电机氢气湿度超标的主要原因有两个:一是密封瓦向机内窜、漏油,且油中含水量过高;二是制氢站供出氢气湿度过高,湿氢气带入机内水分过多。因此应采取措施降低氢气湿度:

(1)改进和完善轴封系统,防止轴封向油系统漏汽,减少油系统带水量。

(2)发电机氢系统改进,其具体措施:①选用调节精度达到490Pa,并经主机厂认可的新型平衡阀,以降低密封瓦的窜油量。②选用经主机厂认可的波纹管式压差阀,以改进油系统的调节性能。③在制氢站电解槽氢气出口处加装氢气干燥器,以降低补入发电机的氢气湿度。④在发电机氢气系统加装去湿装置和循环风机,以降低机内湿度。

(3)制造厂应提供机内氢气湿度不超过4g/m3或露点不大于-5℃的新型干燥装置。

(4)制造厂还应提供与新机配套的定子内冷水温自动调节装置。

氢气湿度的计量应逐步采用直观、国际通用的露点表示法以代替绝对湿度表示法。200MW及以上发电机的氢气湿度和相关参数的限值标准如下:①制氢站出口氢气湿度:新建发电机组,在常压下,露点不大于-50℃,对已投产的发电机组,常压下,露点不大于-25℃。②发电机内氢气湿度:露点不大于-5℃,同时又不低于-25℃。③密封油的含水量:新建发电机,油中含水量不大于500mg/L;已投产的发电机,油中含水量不大于1000mg/L。④进口氢气发电机,应按制造厂规定氢气湿度标准执行。⑤200MW以下氢冷发电机的氢气湿度可参照以上标准执行。

10.为及时发现设备故障,对200、300MW汽轮发电机组应采用和逐步推广可靠的在线监测装置、新型的氢气湿度检测装置及漏氢检测装置等。

(二)防止定子线圈接头开焊、断股

1.运行中值班人员应加强对机组的监视。对空冷机组,一旦闻到焦味,应立即查明原因,及时处理。

2.检修中,应仔细检查接头附近有无过热变色、焦枯、流胶、流锡等现象,并应认真测量定子绕组各相(或分支)直流电阻。有时发电机定子绕组出现断股、开焊缺陷,而直流电阻相间值比较及历年值比较差均为1%左右,有的还不超过1%。因此必须仔细分析比较,如发现问题,应及时处理,以免事故扩大。

3.在TQN-100-2型(QFN-100-2型)发电机的鼻部云母盒内,曾发现无填料或填充不满造成股线磨损断股的情况,该型发电机在大修时,应进行仔细检查,如有发空现象,应剥开检查处理。

(三)200MW、300MW发电机定子绕组端部的技术改进措施

1.提高发电机端部线圈固定性的改进措施:

(1)200MW汽轮发电机定子端部采用18块压板的老式固定机组,应结合大修在端部采用组合楔块加切向支撑板和绝缘支架间增设切向横梁与绑扎的加固措施。

(2)对定子端部绝缘制造厂应采用性能良好、检验合格的环氧玻璃丝布层压板或其他新型绝缘材料,做到不变形和不断裂。

(3)对于引线过长、支撑点较少的固定结构,制造厂在设计施工中必须在引线上增设支撑梁的固定措施。

(4)发电机端部过渡引线轴向、横向加固较薄弱的机组,制造厂应采取有效的紧固措施。

(5)发电机弓形连接线应采用绝缘夹板的加固方式,制造厂还应采用其他可靠的固定措施。

(6)发电机端部及引线抗振动的频率必须躲开100Hz固有频率,并将测量数据提供给用户,以便定期监测核对。改型后的发电机,制造厂家应在指定的运行电厂中对端部引线等关键部位进行不同运行方式下的振幅及频率测量,测量结果必须在规定的范围内。

(7)发电机定子线圈槽口垫块与线圈接触面间,制造厂必须垫以涤纶毡并要求有涤玻绳绑紧。对于已出厂发电机定子线圈槽口垫块与线圈之间无涤纶毡的机组,大修中电厂必须尽快采用相应有效措施,防止垫块磨损绝缘造成事故。

2.提高发电机手包引线绝缘部分的绝缘强度,制造厂在设计、材料使用及工艺上应采取改进措施。

(1)对于已出厂的采用沥青云母绝缘结构及目前厂内采用玻璃丝黄蜡带的发电机,由于上述两种绝缘性能不好,有关发电厂和制造厂应抓紧更换为环氧粉云母绝缘,并严格做到边包边刷无溶剂胶的措施,同时采用有效的烘焙工艺。

(2)手包引线绝缘与模压绝缘处,施工时应严格按工艺规程施工,绝缘搭接良好,模压绝缘要制成有一定尺寸的锥体外形。

(3)引出线接头间距离设计时应规定适当尺寸,保证施工后不出现接头间距离过小的问题。

3.为提高大机组制造、安装交接和大修中定子绕组端部手包绝缘的工艺质量,消除端部绝缘事故,应认真执行原电力部、机械部所确定的“汽轮发电机定子绕组端部手包绝缘状态测量方法及判断标准”。手包绝缘状态的测量方法有端部绝缘表面电位测量法和端部绝缘泄漏电流测量法(测量部位除绝缘接头外,还必须包括引线并联块等部位),通过测量以鉴定和加强水氢氢汽轮发电机定子绕组端部绝缘,消除各种绝缘缺陷。

对不同电压等级、部位和状态的发电机定子绕组端部绝缘判断的推荐标准如表5-3-10所示。

表5-3-10 容量为200、300MW国产水氢氢汽轮发电机定子绕组端部绝缘判断推荐标准

4.加强鼻部绝缘:

(1)应采用两种规格带凸轮的绝缘盒,防止绝缘盒缝口在运行中进油及涤玻绳滑落到绝缘盒边缘处的不良现象。

(2)伸入绝缘盒内的模压绝缘应制成一定锥体形状,施工时绝缘搭接面尺寸要严格按设计要求施工。

(3)引水管水接头处的绝缘也应按设计要求施工,保证该部位有良好的搭接。对于手包绝缘采用黑玻璃漆布带的发电机,必须改为粉云母绝缘结构。

(4)同相相邻鼻端间绝缘所处电压虽然较低,当设计及工艺不良时仍有可能发生事故。因此在设计、施工时,除保证高电位的隔相接头绝缘可靠及固定良好外,制造厂对于非隔相接头同样要精心设计和施工,不能麻痹,对高电位引出线接头与相邻鼻端接头间应保证有一定的距离,切勿造成相碰、磨损绝缘等不良后果。

(5)端部固定用的涤玻绳,施工时必须做到浸胶透、固化良好且不粘留脏物。

(6)发电机出厂前及安装后第一次大修中,应采用“电位外移法”对引出线手包绝缘及鼻端绝缘盒绝缘进行检查,当发现电位严重外移者,应设法消除。

5.定子线圈端部应采用可靠的烘焙工艺,包括烘焙顺序、次数、时间及温度等。烘焙时要求做到温度分布均匀,避免由于温度过高或过低而影响烘焙质量。

6.鼻端铜线的焊接质量目前还没有有效的检查手段,制造厂应加强工艺管理及人员培训,除确保焊接质量外,焊后对溶剂要做到彻底清洗。制造厂对空心铜线必须采用严格可靠的检验措施(如涡流探伤等),合格后方可交付使用。

7.改进引水管的施工工艺,施工时严格防止出线套管处引水管相碰磨损绝缘,同时要确保引水管对挡风板的距离在设计所规定的范围内。安装前引水管要求逐根进行检验,对于300MW机组现场安装难以保证质量的碗形垫圈,制造厂必须抓紧改进。目前在无法分别测出分支套管过渡引线及线圈的水流量情况下,安装及运行单位应严格监视槽部温度及出水温度变化情况,运行值班人员必须定时抄表、定时分析,严格做到不超出制造厂家维护使用书的规定值。逐步创造条件,用流速仪测量引水管流量。

8.提高安装检修质量,消除发电机密封瓦漏油,加强密封油的管理,保证油质良好无杂质并应及时净化排污等,防止端部线圈绝缘浸油。

9.采取措施控制氢气湿度和油中含水量不超过规定限值标准,防止发电机运行中结露。对于已运行的发电机,生产单位应加强运行管理,采用制冷式除湿装置或其他干燥设备,使机内氢气湿度不超过10g/m3或露点不大于-5℃的要求。

(四)防止烧坏定子铁芯

1.检修中应采取措施防止碰坏铁芯并保持发电机内部清洁,特别要防止将焊渣、工具及其他金属物遗留在发电机内,造成短接铁芯,损坏绝缘,引起接地故障。

2.发电机系统中有一点接地时,应立即查明接地点。如接地点在发电机内部,则应立刻采取措施,迅速将其解列,以免扩大事故,烧坏铁芯。

对绝缘已老化或严重磨损的发电机,其定子接地保护,原作用于信号的经批准也可作用于跳闸。

3.新机投产和旧机大修中,都应注意检查定子铁芯压紧以及齿压指有无压偏情况,特别是两端齿部,如发现有松弛现象,应进行处理后,方能投入运行。对铁芯绝缘有怀疑时,应进行铁损试验。

4.运行中的发电机,如铁芯温度有显着升高时,应及时查明原因,并抓紧进行处理,防止铁芯损坏。

5.100MW及以上的发电机应尽可能装设100%的接地保护。

(五)防止发电机转子、套箍及零部件等松动、断裂飞逸

1.对因转子的套箍、心环结构设计不合理,自投入运行以来,已不断出现裂纹、变形、小齿掉块等故障的发电机,应该结合大修进行改进处理。

2.在检修中应检查转子、套箍与心环的嵌装处是否有裂纹、位移、接触腐蚀等异常情况。如发现问题,应解体检查处理。

3.新机投产和旧机大修中,应对平衡螺丝、平衡块、风扇固定螺丝、引线固定螺丝等逐个进行细致检查,如发现有松动或未锁紧的应予以止动锁紧;应对风扇叶片进行探伤检查,如发现有伤痕和裂纹,应进行处理或更换。

4.为防止发电机因超速而损坏,必须保证汽轮机和水轮机的调速系统动作良好,保证危急保安器和过速保护动作可靠,且调节阀、主汽阀和关断阀关闭应严密。对供热式机组,还应防止因抽汽逆止门不严密而引起超速的危险。

5.在发电机转动部件上增设部件或改造部件时,必须经过细致的强度验算和试验,材质和工艺质量必须符合要求,并经批准后,才可施行。

6.应加强大机组电刷和滑环的运行维护和检修工作。

7.对制造厂原监督使用的关键锻件(如大轴、套箍),应做好定期监督检查和探伤工作。

8.每次检修都应该通过测量直流电阻,或拆开连接转子引线的导电螺钉(杆),检查其有无变形和松动,如发现变形、松动,应及时处理。

(六)防止水内冷发电机漏水、断水、堵塞、过热

1.为防止转子线圈拐角断裂漏水,应结合大修至少将QFS-50-2型及QFS2-100-2型机的6号线圈和QFS-125-2型机的5~7号线圈的出水拐角改为不锈钢材料。

2.定期对水内冷发电机的线圈进行反冲洗并进行水压试验。

3.装配定子线圈绝缘引水管时,应尽量使水管不交叉接触,并与端罩保持一定距离,以防由于相互磨损或对地放电而引起漏水。如有交叉接触者,必须用绝缘带绑扎牢固,以防磨损。

4.经常对定子线圈进行监视和分析(最好定期作温升试验)。对温升有明显上升的线圈应结合检修拆开引水管接头,分路测量流量并进行冲洗。如仍无效,则应拆开线圈的焊接头,进行逐根或逐股的冲洗,必要时再用柠檬酸加以酸洗,直到流量恢复正常。

5.为了防止定子压圈冷却铜管严重氧化阻塞,引起过热,应定期测量每根铜管进出水温差,以便及时进行冲洗或酸洗。

此外,检修中还应注意检查定子铁芯压圈有无局部过热发蓝,以至鼓泡、裂纹等情况。

6.在水冷系统上进行操作时,应采取严格的安全措施,防止由于换水操作中疏忽,发生误操作和水冷却器检修后未排除空气,造成断水、跳闸事故。

7.检修中应该加强施工管理,注意工艺质量,并严格执行质量检查及验收制度,防止杂物遗留在水路内引起阻塞,烧坏线圈。

(七)防止大容量内冷发电机组磁化

1.当隐极式发电机的转子线圈发生一点接地时,应即查明故障的地点与性质。如系稳定性的金属接地,对于容量在100MW及以上的转子内冷发电机,应尽快安排停机处理。

2.运行中,发电机与汽轮机之间的大轴接地炭刷一定要投入运行。

3.发电机在运行和大修中,要经常检查励磁机侧轴承绝缘和油管路绝缘,应保持良好的绝缘状态,绝缘电阻应在0.5MΩ以上。绝缘电阻降低,应查明原因,予以处理,防止大轴磁化或烧毁轴瓦。

4.运行中应经常测量轴电压,电压一般应在3V以下,5~300MW机组为1.5~15V,如超过10V应立即查明原因,予以处理。

(八)防止发电机转子绕组过热变形及损坏

1.如发现转子绕组有严重匝间短路(有明显振动或无功出力降低),应设法消除。

2.氢冷发电机氢压达不到额定值时,必须根据温升试验或厂家的规定降低负荷运行。

3.修好密封瓦,消除漏点,加强密封。氢外冷发电机最好保持高氢压(如0.05~0.098MPa)运行,氢内冷发电机连续运行应能达到额定氢压。

4.为防止转子绕组过热变形,对于转子绕组铜导线与转子铁芯温差较大的汽轮发电机,应根据制造厂的规定或根据计算结果在启动时对转子进行预热。

5.转子为氢内冷的发电机,安装前应用风速法、流量法或压差法对所有通风孔进行通风试验,并做好记录,大修时亦应抽出转子进行试验。由于国内尚无统一的试验标准,目前可根据每台机所测得的数值,与原始记录或与对应的通风孔相比较来确定畅通与否。

转子槽部为两侧铣槽的氢内冷发电机转子,应认真做好运行维护和检修工作,并加强监视是否有匝间短路、局部过热,定期做温升试验等工作。

6.对脱离式套箍的发电机,应定期拆套箍检查套箍下铜导线是否有断裂情况。

7.严格控制转子过负荷,防止转子绕组过热。

(九)防止氢冷发电机着火和爆炸

(十)防止励磁机事故

1.认真作好励磁回路的经常性维护工作,要注意建立和保护整流子氧化膜,保证现场和设备的清洁,电刷应指定专人负责维护。运行中出现小火花,应及时查找原因,加以消除,实现无火花运行。

2.运行中出现整流火花,用清扫整流子、更换或调整电刷等方法均无效果时,应查找电刷中心位置,测量整流子片间电阻,如确认冒火系电磁的原因时,可用无火花区域法检查和调整补极的强弱加以消除。

3.检修时应检查电枢绑线和焊锡封头有无开焊或松弛,环氧玻璃丝带绑箍有无松弛甩开现象,发现缺陷应及时加以处理。励磁绕组在磁极上应紧固,以防运行中振动磨破绝缘,造成接地或断线失磁事故。

对于频发性开焊的整流子升高片两端的锡焊接头,应考虑全部改为氩弧焊。

4.对于交流副励磁机和永磁机,因其空气间隙很小(不足1.0mm),在安装和检修中应严格调整定、转子气隙,保持均匀,防止扫膛。

5.大修期间应测量交流副励磁机定子绕组的直流电阻,认真分析判断有无断股现象。

6.应检查TQN(QFN)-100-2型、TQQ(QFQ)-50-2型机组同轴励磁机与发电机之间齿形联轴器螺栓是否有断裂,必要时进行改进。

7.当励磁采用可控硅整流时,应注意电流中脉动分量在绕组和铁芯间的电容电流产生的轴电压。

(十一)装设性能可靠的继电保护装置

为保证发电机在异常运行工况下能与电力系统解列、停机、发出信号和报警,以便运行人员采取措施,保证发电机组安全和电力系统的正常运行,发电机必须装设性能可靠的继电保护装置。

1.短路保护:发电机差动保护、发电机变压器组差动保护、高压厂用变压器差动保护、发电机匝间短路保护。

2.接地保护:定子一点接地保护、励磁回路一点接地保护、励磁回路两点接地保护。

3.后备保护:复合电流速断保护、阻抗保护、复合电压启动的方向过流保护、升压变压器高压侧零序保护。

4.异常运行保护:对称过负荷保护、不对称过负荷保护、励磁回路过负荷保护、失磁保护、过电压保护、逆功率保护、非全相运行保护、失步保护、低频保护、断水保护等。

5.辅助保护:断路器失灵保护、电流回路断线保护、电压回路断线保护。

6.发电机启动过程中的特殊保护:发电机启动过程中发生突然故障、突然加电压、断路器断口闪络、发电机主电流过大等故障应有特殊保护装置。

(十二)加强运行监测和诊断

为保证发电机和电力系统的安全运行和正常供电,减少停电时间,汽轮发电机应装设性能可靠的运行监测和诊断装置。这些装置主要有局部过热报警装置、故障放电监测装置、漏氢报警装置、氢湿度监测仪、负序电流监测报警装置、功角监测报警装置等。现分述如下:

1.局部过热报警装置。装置在下列情况下能够动作和报警:(1)定子铁芯局部过热,使其叠片间的有机绝缘或与铁芯相接触的绝缘材料分解时;(2)定子线棒电或水接头由于焊接或连接不良,在运行振动的作用下,会进一步恶化,在通过正常工作电流情况下,就会发生过热并恶性循环至烧损绝缘时;(3)定子线棒股线断裂产生电火花,烧损其股线并扩大烧损股间及对地绝缘时;(4)定子线棒内冷却水由于局部堵塞,或水系统故障损坏而断水,造成铜线过热烧损绝缘时;(5)转子绕组由于通风孔或水冷系统堵塞,铜线过热烧损绝缘以及转子绕组两点接地弧光短路烧损绝缘时;(6)发电机定子绕组棒间短路而继电保护不能动作切除短路电流烧损绕组绝缘时。

2.故障放电监测装置。当发电机有较大的脉冲放电,实际上已经存在或将发展成绝缘局部故障,运行中对这样大的放电必须进行监测,以防止绝缘进一步劣化而引起放电故障。故障放电量大于103pC,与正常存在的局部放电量(一般小于102pC)和各种无线电、脉冲火花等干扰相比较,具有较高的信噪比。这是电气设备在运行中进行故障放电监测能够实现的依据。当放电量在105~106pC时,必须及时停机检查检修,把故障线棒更换为新线棒后,放电量即恢复正常。

3.漏氢报警装置。为防止漏氢引起氢爆炸或着火而威胁安全运行,必须装设漏氢报警装置。漏氢报警装置的检测范围包括:冷却水箱、封闭母线、密闭油管道,当漏氢浓度达到1%以上时就报警,以便及时检查处理。

4.氢湿度监测仪。为防止发电机氢气湿度过大而结露,形成绝缘的故障放电甚至击穿,必须装设氢湿度监测仪。

5.负序电流监测报警装置。发电机变压器组主断路器非全相合、跳闸,带不对称负荷或者发电机母线不对称短路时,继电保护装置和灭磁系统不能及时切除故障电流,在发电机定子回路将流过负序电流。负序电流超过允许值,将使转子月牙槽的两侧、大齿两侧的槽楔及短路环(或转子护环)过热变色,甚至熔化,最严重时可以使转子槽楔熔化并连同槽内的铜导线一起甩出,引发定、转子扫膛的严重故障。为此,必须装设负序电流监测报警装置。

6.功角监测报警装置。当发电机的功角在运行中超过发电机与系统连接的静态稳定极限时,发电机进入事故状态。在事故状态下发电机的无功、有功负荷发生剧烈摆动,调速系统工作如不正常,发电机将会甩掉有功负荷而超速,因此必须装设功角检测报警装置。功角监测报警装置分辨率可达到±0.5°。

(十三)加强运行调整

要精心调整,使发电机在额定运行方式下及风温、电压、电流、周波变动时,发电机的各运行参数均应符合规程规定,其线圈、铁芯及最热点的温升和温度不应超过表5-3-11(B级绝缘)和表5-3-12的规定(如采用F级绝缘,其允许温升按GB755-81执行)。

表5-3-11 空气冷却或氢气间接冷却发电机温升限值

表5-3-12 氢气和水直接冷却发电机及其冷却介质的温度限值

*应注意用埋置检温计法测得的温度并不能表示定子绕组最热点的温度。但是如冷却水和氢气的最高温度分别不超过规定的85℃和110℃,则能保证绕组最热点的温度不会超过规定限值。

规定定子绕组温度限值是为了防止由于铁芯热量传至绕组时使绝缘过热可能造成的危险,埋置检温计法测得的温度还可用来监视定子绕组冷却系统的运行。

在定子绝缘引水管出口端未装设测水温的检温计时,则定子线圈上下层间的埋置检温计允许温度不超过90℃,以监视定子绕组冷却系统的运行。

绕组采用气体直接冷却的转子,通风是以转子全长上径向出风区的数目分级的。端部绕组的冷却气流特殊出口也应计算在每端一个出风区中,两个反方向的轴向冷却气流的共同出口作为两个出风区计算。

(十四)严格执行操作规程

认真进行发电机的试验、启动、并列、加负荷和停机等各项操作,严防发生非同期并列、带地线合断路器(隔离开关)、非同期启动等恶性误操作事故。

(十五)严格执行发电机异常运行和事故处理规程

1.在事故时,允许发电机定子绕组短时过负荷,同时也允许转子绕组相应的过负荷,但应严格遵守允许的过负荷倍数和时间。直接冷却和间接冷却的发电机的短时过电流运行应不超过表5-3-13和表5-3-14的规定,以避免发电机绕组发生有害变形及接头开焊等严重事故。内冷发电机励磁绕组允许的过电压倍数和时间应不超过表5-3-15的规定。

表5-3-13 直接冷却发电机的短时过电流倍数和时间

表5-3-14 间接冷却发电机的短时过电流倍数和时间

表5-3-15 内冷发电机励磁绕组短时过电压能力

在规定过载时间内,运行人员应采用减少励磁的方法,降低定子电流到正常值,但不得使功率因数过高和电压过低。发电机在事故情况下,此时定、转子绕组及绝缘的温度均超过正常值,应尽量缩短故障运行时间。

2.当发电机和其原动机发生需要立即切断发电机的事故时(如发电机冒烟、着火、油系统故障等),应立即先减负荷至零,再将发电机从电网解列。

3.当发电机各部分的温度与正常值有很大偏差时,值班人员应立即查明原因,予以消除。

4.如果发电机的过热是由于冷却水的中断或进入冷却器中的水量减少,应立即恢复供水,否则,应减负荷至零,并将发电机与电网解列。

5.当隐极式发电机的转子绕组发生一点接地时,应立即查明故障的地点和性质。如系稳定性的金属接地,大机组应立即与系统解列,25MW以下的发电机应投入励磁回路两点接地保护装置。

6.当励磁系统发生两点接地时,必须立即解列发电机,并用自动灭磁开关切断励磁。

7.当发电机着火时,应立即打闸停机并将发电机与系统解列,投入发电机的灭火保护装置。为避免汽轮发电机大轴弯曲,禁止在火灾扑灭前将发电机完全停止,而应保持发电机在额定转速10%的转速下转动。

8.当发电机变成电动机运行方式时,应将发电机加上有功负荷,使之脱出电动机运行方式。

9.当发电机失掉励磁时,大机组应迅速将发电机有功负荷减至零,并与电网解列。对于整体式或组成式转子的汽轮发电机,在失去励磁时,应根据电力系统电压的允许条件,且无损坏发电机的现象,则可降低有功负荷到无励磁运行允许的数值。查明失磁原因,尽快恢复励磁。如果在规定时间内(不超过30min)不能恢复励磁,则应将发电机与电网解列。

10.发电机应严格控制三相电流不平衡的运行状态,当发电机三相负载不对称时,每相电流均不得超过额定电流(IN),且负序电流分量(I2)与额定电流之比(I2/IN)不超过表5-3-16的规定值,则可连续运行;发生不对称故障时,故障运行最大的(I2/IN)2和时间t的乘积不应超过表5-3-16的规定值,且振动应在容许范围之内。否则,应立即将发电机与电网并列;发电机组发生非全相运行时,应立即与电网解列,避免发电机受到严重损害。

表5-3-16 同步电机的不平衡电流的运行条件

①对该类电机I2/IN计算式为

②对该类电机(I2/IN)2t计算式为

(I2/IN)2t=8-0.00545(SN-350)

式中SN-额定视在功率(MVA)。

11.在发电机进行不平衡短路试验时,发电机定子绕组的最大电流一般不得大于额定值的25%,试验时间应不超过制造厂的规定。

12.发电机在事故时应按照事故处理规程,迅速正确处理。防止发电机在事故状态下长时间运行,损毁发电机或发生火灾。

13.发电机出口电压在额定电压的105%满载情况下,发生突然三相短路故障后,必须对发电机做全面检查和试验,以防止由于定子绕组和其他构件松动引起进一步损坏。从设计制造角度,发电机各部分结构强度应能够承受这类故障情况下强大电流的冲击。

(十六)应装设可靠的火灾检测和灭火装置

氢冷发电机的密封油箱、密封油泵及密封油系统的集中管网处应装设火灾检测报警和水喷雾或氮气(或二氧化碳)灭火装置。发电机内部应装设固定的二氧化碳、1211或氮气灭火装置,火灾爆炸时应及的投入。

空气冷却的发电机和水轮发电机应装设水喷雾或卤代烷等固定灭火装置,在发电机定子端盖内部可装设固定喷水管,喷嘴应对准定子绕组的端部,也可装设有橡皮喷嘴的专用水头带。水灭火装置应有两个水源,且喷水管出口水压应保持0.05~0.1MPa。

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