发电机火灾事故的预防措施

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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：
❶ 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。
❷ 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。
❸ 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。
❹ 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：
❶ 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℃。
❷ 发电机内氢气湿度：露点不大于－5℃，同时又不低于－25℃。
❸ 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。
❹ 进口氢气发电机，应按制造厂规定氢气湿度标准执行。
❺ 200MW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

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、著火、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．当发电机著火时，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(I_N)，且负序电流分量(I₂)与额定电流之比(I₂／I_N)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／I_N)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

❶ 对该类电机I₂／I_N计算式为

❷ 对该类电机(I₂／I_N)²t计算式为

(I₂／I_N)²t=8－0．00545(S_N－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龙头带。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。