600MW

600MW发电机定子线圈层间温差大的处理

马树银

（华能雨汪发电厂）

【摘 要】发电机正常运行定子线棒温度异常升高如果不能够及时有效的处理，严重时会导致烧坏发电机。因此，正常运行中如何合理的处理发电机电子线圈层间温差较大的问题就显得十分重要。本文以600MW发电机定子线圈层间温差大的在线处理进行介绍，为解决发电机定子绕组冷却水通道异物堵塞或结垢造成温度高的问题提供了依据，保证机组长周期运行，增加设备可用系数提供参考。

【关键词】发电机；不解列带负荷；定子线棒；层间温差大；反冲洗

中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1006-8465（2015）12-0262-02 引言 现代大型发电机组普遍采取水-氢-氢冷却方式，即定子线棒直接水内冷，转子线棒氢内冷，定子铁芯氢表冷。发电机的定子线棒由实心和空心两种股线混合编织而成，实心股线可降低线棒的高度，增加刚性并且减少涡流损耗，在空心股线中通以冷却水，保证运行中线棒的温度和温升在允许的范围内。发电机实际运行期间，经常会出现定子线棒温度异常升高的现象。如果处理不及时，将引起对应线棒过热而烧坏发电机，引发重大设备事故。因此，做好发电机线棒温度异常升高防范措施和及时的处理，对发电机的安全、经济运行具有重大意义。 1 雨汪电厂发电机定子冷却水系统配置情况 云南雨汪电厂#2发电机为东方电机股份有限公司生产的DH—600—G型，水—氢—氢冷却方式。发电机定子冷却水系统配置了东方电机厂成套集装式系统，系统配置了二台流量为115t/h，扬程为 85m 的冷却水泵；为保证供给发电机定子绕组冷却水温度、压力合格，系统配置有冷却器、温度调节阀、压力调节阀；为保证运行中发电机定子冷却水水质合格，系统配置了可再生的树脂交换器，运行中有部分水经过再生装置；为了防止遗留在定子冷却水回路中的异物及进水管路滤网破损，杂物进入发电机定子绕组，利用发电机停止期间进行反冲洗，设置了反冲洗回路。运行中要求进入发电机的定子冷却水参数满足：进水温度40～45℃；出口水温度最高78℃；流量1530L/min；冷却水进水压力0.1～0.2MPa（但必须保证定子冷却水流量不低于1530L/min，并且任何时候必须低于机内氢气压力至少0.04MPa）；进水电导率（20℃）≤0.5～1.5μs/cm；PH值：7～8；硬度≤2μg/L；铜离子含量＜40μg/L。 2 雨汪电厂#2发电机定子绕组温度异常、定子冷却水运行参数异常概述 （1）#2发电机于2013年6月23日起动，运行过程中发现第35槽线棒温度呈逐渐上升趋势，至2013年10月7日，该线棒温度与其它槽线棒平均温度相差12度左右，并随机组负荷的升高，温度差值随之升高。该槽线棒出水温度与其它线棒出水温度相同。 （2）2013年3月11日6点53分，机组负荷343MW（开机后），35槽线棒与34槽、36槽温差约1℃，定冷水压力0.24MPa，定冷水流量79.7吨/小时。 （3）2013年4月15日15点06分机组负荷2MW（停机前），35槽线棒与34槽、36槽温差约2.4℃，定冷水压力0.255MPa，定冷水流量77.1吨/小时。 （4）2013年6月23日8点14分，机组负荷450MW（开机后），35槽线棒与34槽、36槽温差约4.7℃，定冷水压力0.278MPa，定冷水流量82.1吨/小时。

（5）2013年9月8日至2013年9月28日，35槽线棒与34槽、36槽温差由6.6℃逐渐升至12.6℃，定冷水压力由0.282MPa升至0.305MPa，定冷水流量由77.9吨/小时下降至73吨/小时。 3 雨汪电厂发电机定子绕组温度、定子冷却水参数异常原因分析

（1）针对上述情况，热控专业对#2发电机第35槽线棒温度测点在就地端子箱处进行检查，常用测点和备用测点测量数据相同；

在发电机温度测点引出接线板处测量温度测点，阻值正常。因此可

以排除测量表计和测量回路不正确造成指示的错误。

（2）检查定子冷却水水质化验情况（2011年-2013年），其PH值、

电导率（μs/cm）、硬度（μmol/L）、铜离子（μg/L）含量均合格。

（3）对发电机定子冷却水系统、冷却水泵运行情况进行全面检

查，没有发现存在系统短路、漏水、滤网堵塞、水泵出力不足等一

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次设备问题。

（4）自6月23日开机以来，#2发电机定子第35、39槽温度与其他线棒温差逐渐增大，由最开始2-3℃逐步升高，至9月20日达10℃，且10月4日以后温差有明显增快趋势。经参数对比分析，定冷水回水温度未发现明显偏差，且定子冷却水压力由刚启动时0.271MPa逐步上升至0.31MPa，流量由82t/h逐步下降至76t/h左右。经与东汽厂家进行沟通，并结合兄弟电厂运行经验判断有可能为定子线棒有异物堵塞现象。 （5）由于发电机定子绕组温度超过值，汽轮发电机组无法带额定负荷运行，为保证发电机的安全运行必须降负荷，并采取相应的措施解决。为了节约机组启停费用、保证机组长周期连续运行。经

研究决定，在＃2发电机负荷低谷时段对发电机进行在线正反冲洗。 4 雨汪电厂发电机不解列带负荷进行定子冷却水反冲洗方案实施细则 4.1 发电机反冲洗前的准备 （1）操作前组织人员学习本措施，并安排加班人员，做好事故停机恢复预案。提前将一台小机汽源倒至辅汽，对大机MSP、TOP、盘车及柴油发电机进行启动试验。 （2）在减负荷前检修人员对反冲洗回水滤网进行检查，确保滤网完整、干净。 （3）值长在得到#2发电机可以降负荷的调度命令后开始进行操作。在机组减负荷过程中，运行人员应密切关注发电机各参数变化情况，负荷每降50MW记录一次发电机定子线棒层间温度、出水温度、负荷、定子冷却水流量、定子冷却水进水压力等，直至降负荷至250MW。 （4）根据值长要求在机组负荷250MW时退出发电机断水保护。 （5）化验人员在反冲洗开始前首先对定子冷却水水质进行化验，检查水质分析仪器正常，并且负责对反冲洗全过程水质进行监督，负责对水质指标控制提供指导意见，作为评价反冲洗效果及开

机后的水质对比依据。 4.2 发电机定子冷却水正、反冲洗操作步骤 （1）值长接调度命令后，按正常停机操作方法，开始将#2机组负荷降至230MW负荷，为进一步降低绕组发热量，将无功降至零。降负荷

前应退出脱硫、脱硝、电除尘运行，设备部负责与环保部门的沟通。 （2）负荷250MW调整发电机定子冷却水入口水温38℃，流量76t/h,手动调整冷氢温度在38℃以下。

（3）在具备上述条件后，根据值长令安排四个人配合同时操作下列阀门：关闭定子冷却水进水门、关闭定子冷却水回水门、开启定子冷却水反冲洗门、开启定子冷却水反冲洗滤网前手动门，将发

电机定子冷却水系统由正常运行方式切换至反冲洗运行方式。发电机反冲洗简图见如下图1所示。 图1 发电机反冲洗简图

（4）切到反冲洗运行方式后立即调整发电机定子冷却水流量到

80t/h(最终流量以发电机入口定子冷却水压力低于氢气压力来确

定，为确保反冲效果，尽量贴近上限)。

（5）缓慢升负荷至300MW以上，监视发电机定子线棒层间、出

水温度变化，投入“#2发电机断水保护”。

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（6）反冲洗过程中运行人员负责连续监视发电机、定冷水系统参数；电气检修人员负责连续监视发电机局部放电监测装置；化验人员每小时对水质进行化验一次。

（7）待反冲洗结束后，将机组负荷降至250MW，退出“#2发电机断水保护”。

（8）接值长命令：准备将发电机定子冷却水系统切至正常运行方式。安排四个人配合同时操作下列阀门：快速开启发电机定子冷却水进水门，快速开启发电机定子冷却水回水门，快速关闭发电机定子冷却水反冲洗进水门，快速关闭发电机定子冷却水反冲洗滤网后手动门。

（9）切换至正常运行方式后立即调整发电机定子冷却水流量至80t/h，压力根据流量来确定，监视发电机定子线棒层间、出水温度变化。投入发电机断水保护，缓慢升负荷至360MW以上。

（10）监视发电机定子冷却水流量、压力、定子线棒层间温度变化，分析反冲洗效果。

4.3 定冷水反冲洗实施效果分析

（1）反冲洗期间及结束定子冷却水水质分析如下表： 取样时间2013.10.10 14:402013.10.10 16:202013.10.10 18:002013.10.10 19:202013.10.10 20:302013.10.10 22:002013.10.11 00:302013.10.11 03:002013.10.11 06:002013.10.11 08:502013.10.11 08:552013.10.11 10:172013.10.11 11:082013.10.11 14:002013.10.11 15:282013.10.12 09:30取样位置#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水精处理手工取样盘#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管#2定子冷却水回水母管分析结果电导率，铜离子，备注PH(7-YD，μμs/cm(≤μg/L(≤9)mol/L(≤2)1.5)40)7.552.980.46520.8反冲洗期间7.151.70.35814.2反冲洗期间7.551.60.47315.3反冲洗期间7.422.130.50818.8反冲洗期间7.481.490.63117.5反冲洗期间7.290.850.45620.2反冲洗期间7.462.550.82917.7反冲洗期间7.450.850.47514.2反冲洗期间7.461.060.61217.4反冲洗期间7.451.280.34617.3反冲洗期间7.237.447.37.397.427.411.061.451.40.860.780.850.4380.4550.4690.3010.3060.32518.217.116.913.713.919.5反冲洗期间反冲洗期间反冲洗期间反冲洗期间反冲洗结束反冲洗结束 （2）反冲洗前后发电机定子线棒温度及温差参数如下表： 第34槽第35槽线第37槽第38槽线第35与线棒温棒温度线棒温度棒温度34槽线棒备注 度（℃） （℃） （℃） （℃） 温差（℃）2013/10/01 9:00 49.0 63.5 52.6 50.4 14.5反冲洗前2013/10/02 9:00 48.9 63.6 52.6 50.3 14.7反冲洗前2013/10/03 9:00 49.6 63.7 53.0 50.7 14.1反冲洗前2013/10/04 9:00 49.2 .4 53.2 50.6 15.2反冲洗前2013/10/05 9:00 50.2 65.7 53.9 51.1 15.5反冲洗前2013/10/06 9:00 49.8 66.5 .3 51.3 16.7反冲洗前2013/10/07 9:00 46.7 60.6 50.2 47.6 13.9反冲洗前2013/10/08 9:00 47.1 .0 51.6 48.2 16.9反冲洗前2013/10/10 9:00 48.1 66.0 52.1 48.0 17.9反冲洗前2013/10/11 9:00 45.1 44.7 46.6 45.0 2.6 反冲洗后2013/10/12 9:00 49.2 50.3 51.8 50.1 1.1 反冲洗后2013/10/13 9:00 48.7 50.1 51.8 49.8 1.4 反冲洗后

时间

（3）由上表分析可以发现，当定冷水流量和调阀开度在反冲洗前后相近时，定子冷却水压力在反冲洗结束后下降0.05Mpa ,当定冷水压力在反冲洗前后相近时，定冷水流量增加8t/h，绕组温度最大值与平均值的差值减小12℃，从以上分析可以得出，经过反冲洗后，发电机定子绕组的冷却效果明显好转。 5 结论和建议

根据以上数据分析可知，我厂定冷水水质在正常运行中没有出现水质超标的情况，电导率、PH值、硬度、铜离子含量都在控制范 （上接第249页）

综上所述,电气误操作的原因虽多,且从表面看来多是随机发生的,具有不可预见性,但通过分析可以发现,误操作的发生仍存在着必然性,其关键在于变电运行中“人”的因素的控制。变电运行人员只有对事故原因深入探究,掌握其内在的关联,对自身的操作知识与水平提升,并对变电站的智能化进程着力推动,将高新技术有效应用于变电站的防误工作中,才能稳定运行电力系统,从而减少事故的发生。同时，企业为员工创造良好的工作学习环境，对员工加强业务技术的培训，提高员工的业务技术水平，并对内部电话的保密工作要加强处理，杜绝员工在工作过程中受到外界的干扰，这样，员工的成长得到企业关心，员工便会促进企业的发展，上上下下，安全生产全员都来关心，而且把抓好安全生产工作均落到实处，最终我们就一定能够将电气误操作事故拒之门外。

围内。经过查询资料，我国发电机冷却水的水质指标中没有对溶O2的控制，所以大家往往忽视在机组停运检修期间对发电机定冷水系统的维护工作。根据国内外研究经验表明：系统中溶解氧的浓度控制不当和溶解氧浓度的波动是导致腐蚀产物沉积的主要原因，且而这类事故最易在机组停运结束重新投运后发生。 由于我厂#2发电机在2013年间多次启停以及有大修工作，在每次停机后都将定冷水系统的水放尽后，都没有对发电机定子线棒进行吹干的相关工作，导致空气进入定冷水系统内，定冷水系统内O2和CO2的浓度也随之增高，定冷水系统中溶氧达到饱和状态，溶液的pH值下降，铜的氧化物的溶解度也将升高；随着系统的投运，系统的pH值将上升，这将使铜氧化物的溶解度降低，从而导致空心导体有沉淀生成，即发生了停运腐蚀，短期内就出现了腐蚀产物沉积的现象。

通过本次对发电机定子绕组温度、定子冷却水运行参数异常的分析及处理，为了更好的做好发电厂主设备的运行维护工作，提出如下几点建议：

（1）电厂电气专业技术管理人员建立发电机运行参数台帐，特别是新投产机组，对发电机定子绕组及铁芯温度、集电环温度、发电机内氢气参数、定子冷却水出入口温度、定子冷却水压力及流量等形成定期分析制度，定期汇制温度变化曲线，分析其变化趋势，发现异常及时查找原因。

（2）加强对发电机定子冷却水水质的化学监督，运行中严格控制定子冷却水的导电率、PH值、硬度、铜离子指标合格。

（3）运行中一定要保证进入发电机的定子冷却水流量，在相同的流量下，当定冷水入口压力变化比以前数据≥10%时，应进行检查、综合分析，并考虑反冲洗处理。

（4）每次启停以及大小修，在停机后必须将定冷水系统的水放尽的检修工作，用仪用压缩空气或惰性气体对发电机定子线棒进行吹干的相关工作，在吹干结束后向系统冲入惰性气体进行保养；建议每次停机后，对发电机定子冷却水系统进行大流量反冲洗。

（5）在定冷水系统由正常运行方式切换至反冲洗前，应先将定冷水箱水位补至高水位，且就地要有专人看守水箱水位，水位下降时及时补水；因为定子冷却水回水管道较粗，正常运行时管道内没有充满水；在由正常运行方式切换至反冲洗后，定子冷却水回水管道内充满水，导致水箱水位下降较多。

（6）定冷水系统由正常运行方式切换至反冲洗前，关闭定子冷却水回水管道防虹吸管上的手动门，以防定冷水被部分短路流走，导致进入发电机定子绕组的流量减少，影响反冲洗的效果。

（7）在由反冲洗切换至正常运行方式前先打开防虹吸管手动门，以致回水管内虹吸现象很快被破坏。

（8）在由反冲洗切换至正常运行方式后，开启防虹吸管对大气排空手动门，排空门有连续的水流流出时，确认回水管道内的虹吸现象确已被破坏，再关闭排空门。

（9）防虹吸管手动门由6.9米改至13.7米，以减少防虹吸管道中的水柱，以致在虹吸产生瞬间，防虹吸管中水柱很快被破坏，从而使防虹吸管在第一时间内被导通，从而起到防虹吸的作用。 参考文献

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[2]张警声.大型发电机内冷却水质及系统技术要求.国家能源局,2011. [3]东方电气集团公司. DH-600-G型发电机说明书,2008. [4]华能雨汪电厂集控运行规程,2013.

参考文献：

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[3]陈新辉.电气误操作心态分析与防范对策[J].湖南:湖南电力,1999. [4]李道鹏,石卓.变电运行电气误操作事故原因及防范措施[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2010(1). 作者简介：

俞中源(1982-)，男，浙江杭州人，高级工，工程师，现从事变电运维相关工作。

史跃伟(1980一 )，男，山西人，技师，工程师，现从事变电运维相关工作。

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