大型发电机组定子水路堵塞故障分析

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1、大型发电机组定子水路堵塞故障分析　　摘要：当前，火力发电装机容量占全国总装机容量的70%以上，汽轮发电机是火力发电厂的重要组成部分，而定子水路堵塞是导致火力发电机组故障的重要原因。文章针对国内大型火力发电机组定子水路堵塞原因进行了分析，并提出了处理方法与防范措施。　　关键词：大型发电机组；定子；水路堵塞故障；定冷水；装机容量文献标识码：A　　中图分类号：TM623文章编号：1009-2374（2016）22-0055-03DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.027　　1绪论　　1.1研究背景和意义　　随着国

2、民经济的快速发展，全国用电需求越来越大。截至2014年底，全国装机总量达13.6亿千瓦，其中火力发电厂总装机容量为9.7亿千瓦，占全国总装机容量的70%以上，这表明目前火力发电厂仍是给电网供电的主要电厂，因此汽轮发电机已成为电网供电的主力机组。汽轮发电机安全稳定的运行关系着电力工业及国民经济的发展。　　影响汽轮发电机（尤其是600MW或是1000MW汽轮发电机）安全稳定运行的因素很多，其中定子线棒堵塞、漏水、断水的现象尤为突出，这些故障严重威胁着汽轮发电机的稳定运行，因此，国内外对发电机定子冷却水系统问题的研究非常重视。7　　1.2主要研究内容　

3、　本文以QFSN-1000-2三相同步发电机为例详细介绍了1000MW发电机定子结构以及定子冷却水系统，并对发电机定子水路堵塞的原因进行分析，针对故障原因提出解决方法及预防措施。　　21000MW发电机定子及定子冷却水系统　　2.1发电机定子结构　　QFSN-1000-2三相同步发电机定子主要由机座、定子铁心、定子绕组、端盖等组成。　　2.1.1机座与端盖。机座是用钢板焊成的壳体结构，它的作用主要是支持和固定定子铁芯和定子绕组。此外，机座可以防止氢气泄露和承受住氢气的爆炸力。　　端盖是发电机密封的一个组成部分，为了安装、检修、拆装方便，端盖由水平

4、分开的上下两半构成，并设有端盖轴承。在端盖的合缝面上设有密封沟，沟内充以密封胶以保证良好气密。　　2.1.2定子铁芯。定子铁芯是构成发电机磁路和固定定子绕组的重要部件，为了减少铁芯的磁滞和涡流损耗，定子铁芯采用导磁率高、损耗小、厚度为0.5mm的优质冷轧硅钢片冲制而成。冲片为有取向2齿片（如图1所示），槽内放入定子线棒，背部开鸽尾槽，用于固定到定位筋上。边段铁心设计为阶梯形，增加铁心和转子之间的气隙，降低由定子铁心端部的漏磁通及其相关电气损耗引起的端部发热。　　2.1.37定子绕组。定子绕组由矩形的空心和实心股线采用罗贝尔换位编制而成（如图2所示

5、），其中空心股线通入定冷水冷却定子绕组。换位的目的是让每根股线沿轴向长度，分别处于槽内不同高度的位置，这样使得每根股线的漏电抗相等，使每根股线内电流均匀，减少直线及端部的横向漏磁通在各股导体内产生的环流及附加损耗。　　定子绕组端部所有股线均焊到水电接头上，所有空心股线中的冷却水通过水电接头的水路接至靠滑环端的汇流母管。　　定子绕组在槽内的固定如图3所示，侧面有半导体弹性波纹板，径向还用带斜度的槽楔组合固定。绕组的端部设有特殊的支撑系统，用浸胶涤玻绳绑扎固定在端部固定件上，绑扎固定后进行烘焙固化，使得整个端部在径向和轴向上为刚性固定，确保端部固有频

6、率远离倍频，避免运行中发生共振。　　2.1.4定子出线。QFSN-1000-2三相同步发电机各相和中性点出线均通过集电环端机座下部出线罩引出机座，在出线罩与定子外机座之间放置有密封垫以维持气密性。出线罩板采用非磁性材料以减少定子电流产生的涡流损耗。出线罩板下方开有排泄孔以防止引线周围积存油或水。　　2.2定子冷却水系统　　QFSN-1000-2三相同步发电机定子冷却水系统主要设备包括定子冷却水泵、定冷水冷却器、定子冷却水过滤器及去离子装置。7　　QFSN-1000-2三相同步发电机定子绕组是由除盐水来冷却的，除盐水补给水来自凝结水系统。补给水在通

7、入发电机绕组以前，先经过定子冷却水系统里的去离子装置进行离子交换，然后储存在定子冷却水箱里。冷却水由定子冷却水泵注入空心定子导体，由发电机励侧进，汽侧出，流出的定子冷却水由定冷水冷却器冷却。在冷却器出口设有两只过滤器，用来去除冷却水中的固体杂质。发电机定子冷却水箱有充氮保护。系统运行时，水箱上部充以氮气，使可能漏至水冷系统中的氢气与氮气混合并排至大气，同时也能防止空气进入冷却水，以保持水质。整个系统流程如图4所示。　　2.3本章小结　　本章以QFSN-1000-2三相同步发电机为例介绍其定子结构以及定子冷却水系统，为下一章分析定子冷却水堵塞原因奠

8、定了理论基础。　　3定子水路堵塞原因分析及处理方法　　定子水路堵塞在国内外很普遍，除用不锈钢管之外，据调查不论哪一家，国内外公司都发生过