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【摘 要】广东省潮州市凤凰水电厂A站#6F机于2006年7月31日发生定子接地事故，机组事故停机，严重影响了机组的安全运行，也影响了我厂的安全生产。我们经过资料查找和图纸分析并结合检修情况，找到了原因，并进行了处理。
【关键词】短路事故；绝缘电阻；磁极线圈；绝缘击穿
0.概述
广东省潮州市凤凰水电厂位于广东省潮安县北部山区，由凤凰水库、一级电站和二级电站A站、B站组成。凤凰水库建成于1968年，集雨面积164km2，多年平均径流量24403万m3，水库正常蓄水位高程332.0m，相应库容5170万m3。一级电站为坝后式电站，装配2台1600KW发电机。二级电站位于潮安县归湖镇，为引水式电站，引水渠道全长15.6km，最大流量12m3/s，设计水头250.8m，其中A站建成于1968年，装配4台2000KW发电机和4台3000KW发电机， B站建成于2004年，装2台12000KW发电机，全厂设计发电量1.3亿KW.h，是潮州市的骨干发电厂，为粤东地区的经济发展和稳定发挥了重要的作用。
该厂A站#6F机投产于1970年11月，于2006年7月31日发生定子接地事故，机组不能正常运行，严重影响了机组的安全运行，也影响了我厂的安全生产。
为保证A站#6F机能够正常运行，我们经过查找有关定子的书籍、图纸等技术资料并到潮州市汇能电机厂请教后进行处理，完成后投入运行正常。
1.主要技术参数
1.1水轮机的主要技术参数
型 号：CJ-W-117/2×12.7
额定出力： 3200KW
设计流量：1.65m3/s
设计水头：250.8m
额定转速： 500r/min
1.2发电机的主要技术参数
型 号：TSW213/64-12
额定容量：4000KVA
额定电压：6300V
功率因數：0.8
2.定子的构成和工作原理
2.1定子的构成
定子由机座、铁芯、线圈绕组、上下齿压板、拉紧螺杆、端箍、端箍支架、基础板和引出线等部分组成，机座主要用于固定铁芯，采用钢板焊接结构，具有一定的刚度，能防止变形和运行时的振动，并能承受发电机短路时的最大扭矩，铁芯由0.4mm厚导磁性能好的扇形硅钢片叠压而成，其作用是构成磁路，安放线圈，线圈绕组用带有绝缘的扁铜线绕制而成，其作用是在磁场的作用下感应产生电势，形成电路，上下齿压板和拉紧螺杆是用来将定子铁芯在轴向压紧的部件，端箍也叫支持环或扎线环，由支座、支架、端箍及绝缘绑带等组成，定子通过基础板固定在厂房基础混凝土上，引出线与母线连接。
2.2水轮发电机组的基本工作原理
水轮发电机组的转子主要由磁极与励磁绕组组成，励磁绕组靠同轴旋转的励磁机所发出的直流电提供励磁电流，定子是在定子铁芯内圆均匀着槽，在槽中嵌放着三相对称绕组，当转子在水轮机的驱动下旋转时，由转子磁极线圈所产生的磁场同样也旋转起来，旋转着的磁场切割定子线圈上的绕组后就在定子线圈内感应产生电势，并通过引出线向电网输送电量，即将机械能转换成电能。
2.3水轮发电机组的基本技术要求
水轮发电机组的基本技术要求是发电机的端电压等于电网电压；发电机的频率等于电网频率；发电机与电网的相应相的电压应同相位；发电机与电网的相序要相同；发电机与电网的电压波形要相同；当电网或水轮机偶然发生的微小扰动消失后发电机应能回到原来状态继续同步运行。
3.事故过程
#6F机于7月28日凌晨开机短路烘干，至7月29日检查绝缘电阻R15/R60=390MΩ/550MΩ，温度45℃，吸收比=1.41。于当天早上并列，一直带3200KW负荷运行，事故发生前没有任何异常现象。7月31日上午，#6机正带3200KW负荷运行，当时无功功率为2400kvar，定子电流为360A，定子电压为6000V，转子电压为68V，转子电流为250A。10时45分，#4机表计盘出现“Ⅱ段机组母线接地”光字牌并响铃，查6.3kvⅡ段母线电压，UAO=UBO=3700v，UCO=0，值班人员检查Ⅱ段母线和各台机（#5～#8机）情况。10时51分，将#6F机解列，故障信号即消除，测Ⅱ段母线三相电压正常，至此，判定故障在#6机内部，停机后检查，发现焦臭味最重之处在#6机靠#7机一侧。
4.检查情况
停机后，对#6F机进行全面检查，分别测试定子回路各部分的绝缘电阻，查出线电缆和各电流互感器等的绝缘电阻均在500MΩ以上，定子绕组A、B相对地为R15/R60=800MΩ/1500MΩ，而C相对地绝缘电阻为零，用万用表测C相对地电阻只有3Ω，判断为金属性接地。拆开前端盖检查，发现C相靠#7机一侧在励磁机端的端部三匝线圈有弧光烧伤痕迹，怀疑此三匝线圈与定子端部固定铁环之间的绝缘击穿。用绝缘板将此三匝线圈与该铁环隔开，测C相对地绝缘电阻仍为零。又拆开发电机后端盖，发现定子腔内有熔化的细小铜末，其中靠#7机一侧分布较多。因怀疑C相线圈在端部与二个固定铁环之间的绝缘击穿，松开螺丝后，用绝缘板将这二个铁环与定子外壳（地）隔开，测C相绝缘电阻仍为零。为弄清真相，决定抽出转子细查。抽出转子后检查，发现故障在C相第29-31槽。其中，靠励磁机一侧端部，这三条槽的槽楔因发热向内胀出，且有被转子擦伤的痕迹；查转子的对应部位，在第4个磁极也有轻微擦伤的伤痕。靠水轮机侧第3条通风沟处，在29-30槽之间及周围附有熔铜的铜珠和铜末；在30-31槽之间有一块约1cm2大小的铅色凝块，属熔铜与绝缘层的混合物。定子腔内散落的熔铜粒，最大的一块约0.8cm2。至此，证实C相此三匝线圈在此处与定子铁芯击穿并发热熔化。
5.处理情况
将C相此三匝线圈进行全面清理干净后用玻璃丝带包扎，并刷绝缘漆，然后用酚醛树脂层压板压紧，对三条槽的槽楔因发热向内胀出部分绝缘板进行更换，用绑带绑扎固定，然后定子线圈整体重新喷漆，最后机组按设备检修规程进行大修，并于10月8日早上开机进行短路烘干，至第二天检查定子绕组三相对地绝缘电阻为R15/R60=470MΩ/640 MΩ，定子线圈温度为48℃，吸收比=1.36，符合机组运行要求，于当天下午并列系统运行正常，当时有功功率为3200KW、无功功率为2300kvar，定子电流为354A，定子电压为6000V，转子电压为66V，转子电流为247A。
6.结语
A站 #6机自1970年投产，已运行30多年，服役年限远远超过设计运行年限，发电机定转子绝缘严重老化，停机后绝缘下降速度快，停机超过24小时需进行烘干，运行中易因绝缘不足而击穿，C相线圈就是因为绝缘性能下降而产生漏电造成对槽底短路，进而产生弧光熔化铜线，扩展为金属性接地。这为我厂的安全运行带来了极大的安全隐患，对我们的运行生产、检修和管理来说是一种很大的挑战，我们要努力提高我厂的运行检修管理水平。
当前，老电站普遍存在机电设备绝缘老化、服役年限已超过设计年限、设备和技术远远落后于科学技术的发展、事故发生频率较高等问题，因此，提高电站的运行管理水平有着非常重要的作用。
【参考文献】
[1]张颖奇.运行调试与维护综合技术手册.水利水电出版社，2007.
[2]电气工程师手册编辑委员会.电气工程师手册.机械工业出版社，2002.
[3]西北电力设计院.电力工程电气设计手册.中国电力出版社，2006.
【关键词】短路事故；绝缘电阻；磁极线圈；绝缘击穿
0.概述
广东省潮州市凤凰水电厂位于广东省潮安县北部山区，由凤凰水库、一级电站和二级电站A站、B站组成。凤凰水库建成于1968年，集雨面积164km2，多年平均径流量24403万m3，水库正常蓄水位高程332.0m，相应库容5170万m3。一级电站为坝后式电站，装配2台1600KW发电机。二级电站位于潮安县归湖镇，为引水式电站，引水渠道全长15.6km，最大流量12m3/s，设计水头250.8m，其中A站建成于1968年，装配4台2000KW发电机和4台3000KW发电机， B站建成于2004年，装2台12000KW发电机，全厂设计发电量1.3亿KW.h，是潮州市的骨干发电厂，为粤东地区的经济发展和稳定发挥了重要的作用。
该厂A站#6F机投产于1970年11月，于2006年7月31日发生定子接地事故，机组不能正常运行，严重影响了机组的安全运行，也影响了我厂的安全生产。
为保证A站#6F机能够正常运行，我们经过查找有关定子的书籍、图纸等技术资料并到潮州市汇能电机厂请教后进行处理，完成后投入运行正常。
1.主要技术参数
1.1水轮机的主要技术参数
型 号：CJ-W-117/2×12.7
额定出力： 3200KW
设计流量：1.65m3/s
设计水头：250.8m
额定转速： 500r/min
1.2发电机的主要技术参数
型 号：TSW213/64-12
额定容量：4000KVA
额定电压：6300V
功率因數：0.8
2.定子的构成和工作原理
2.1定子的构成
定子由机座、铁芯、线圈绕组、上下齿压板、拉紧螺杆、端箍、端箍支架、基础板和引出线等部分组成，机座主要用于固定铁芯，采用钢板焊接结构，具有一定的刚度，能防止变形和运行时的振动，并能承受发电机短路时的最大扭矩，铁芯由0.4mm厚导磁性能好的扇形硅钢片叠压而成，其作用是构成磁路，安放线圈，线圈绕组用带有绝缘的扁铜线绕制而成，其作用是在磁场的作用下感应产生电势，形成电路，上下齿压板和拉紧螺杆是用来将定子铁芯在轴向压紧的部件，端箍也叫支持环或扎线环，由支座、支架、端箍及绝缘绑带等组成，定子通过基础板固定在厂房基础混凝土上，引出线与母线连接。
2.2水轮发电机组的基本工作原理
水轮发电机组的转子主要由磁极与励磁绕组组成，励磁绕组靠同轴旋转的励磁机所发出的直流电提供励磁电流，定子是在定子铁芯内圆均匀着槽，在槽中嵌放着三相对称绕组，当转子在水轮机的驱动下旋转时，由转子磁极线圈所产生的磁场同样也旋转起来，旋转着的磁场切割定子线圈上的绕组后就在定子线圈内感应产生电势，并通过引出线向电网输送电量，即将机械能转换成电能。
2.3水轮发电机组的基本技术要求
水轮发电机组的基本技术要求是发电机的端电压等于电网电压；发电机的频率等于电网频率；发电机与电网的相应相的电压应同相位；发电机与电网的相序要相同；发电机与电网的电压波形要相同；当电网或水轮机偶然发生的微小扰动消失后发电机应能回到原来状态继续同步运行。
3.事故过程
#6F机于7月28日凌晨开机短路烘干，至7月29日检查绝缘电阻R15/R60=390MΩ/550MΩ，温度45℃，吸收比=1.41。于当天早上并列，一直带3200KW负荷运行，事故发生前没有任何异常现象。7月31日上午，#6机正带3200KW负荷运行，当时无功功率为2400kvar，定子电流为360A，定子电压为6000V，转子电压为68V，转子电流为250A。10时45分，#4机表计盘出现“Ⅱ段机组母线接地”光字牌并响铃，查6.3kvⅡ段母线电压，UAO=UBO=3700v，UCO=0，值班人员检查Ⅱ段母线和各台机（#5～#8机）情况。10时51分，将#6F机解列，故障信号即消除，测Ⅱ段母线三相电压正常，至此，判定故障在#6机内部，停机后检查，发现焦臭味最重之处在#6机靠#7机一侧。
4.检查情况
停机后，对#6F机进行全面检查，分别测试定子回路各部分的绝缘电阻，查出线电缆和各电流互感器等的绝缘电阻均在500MΩ以上，定子绕组A、B相对地为R15/R60=800MΩ/1500MΩ，而C相对地绝缘电阻为零，用万用表测C相对地电阻只有3Ω，判断为金属性接地。拆开前端盖检查，发现C相靠#7机一侧在励磁机端的端部三匝线圈有弧光烧伤痕迹，怀疑此三匝线圈与定子端部固定铁环之间的绝缘击穿。用绝缘板将此三匝线圈与该铁环隔开，测C相对地绝缘电阻仍为零。又拆开发电机后端盖，发现定子腔内有熔化的细小铜末，其中靠#7机一侧分布较多。因怀疑C相线圈在端部与二个固定铁环之间的绝缘击穿，松开螺丝后，用绝缘板将这二个铁环与定子外壳（地）隔开，测C相绝缘电阻仍为零。为弄清真相，决定抽出转子细查。抽出转子后检查，发现故障在C相第29-31槽。其中，靠励磁机一侧端部，这三条槽的槽楔因发热向内胀出，且有被转子擦伤的痕迹；查转子的对应部位，在第4个磁极也有轻微擦伤的伤痕。靠水轮机侧第3条通风沟处，在29-30槽之间及周围附有熔铜的铜珠和铜末；在30-31槽之间有一块约1cm2大小的铅色凝块，属熔铜与绝缘层的混合物。定子腔内散落的熔铜粒，最大的一块约0.8cm2。至此，证实C相此三匝线圈在此处与定子铁芯击穿并发热熔化。
5.处理情况
将C相此三匝线圈进行全面清理干净后用玻璃丝带包扎，并刷绝缘漆，然后用酚醛树脂层压板压紧，对三条槽的槽楔因发热向内胀出部分绝缘板进行更换，用绑带绑扎固定，然后定子线圈整体重新喷漆，最后机组按设备检修规程进行大修，并于10月8日早上开机进行短路烘干，至第二天检查定子绕组三相对地绝缘电阻为R15/R60=470MΩ/640 MΩ，定子线圈温度为48℃，吸收比=1.36，符合机组运行要求，于当天下午并列系统运行正常，当时有功功率为3200KW、无功功率为2300kvar，定子电流为354A，定子电压为6000V，转子电压为66V，转子电流为247A。
6.结语
A站 #6机自1970年投产，已运行30多年，服役年限远远超过设计运行年限，发电机定转子绝缘严重老化，停机后绝缘下降速度快，停机超过24小时需进行烘干，运行中易因绝缘不足而击穿，C相线圈就是因为绝缘性能下降而产生漏电造成对槽底短路，进而产生弧光熔化铜线，扩展为金属性接地。这为我厂的安全运行带来了极大的安全隐患，对我们的运行生产、检修和管理来说是一种很大的挑战，我们要努力提高我厂的运行检修管理水平。
当前，老电站普遍存在机电设备绝缘老化、服役年限已超过设计年限、设备和技术远远落后于科学技术的发展、事故发生频率较高等问题，因此，提高电站的运行管理水平有着非常重要的作用。
【参考文献】
[1]张颖奇.运行调试与维护综合技术手册.水利水电出版社，2007.
[2]电气工程师手册编辑委员会.电气工程师手册.机械工业出版社，2002.
[3]西北电力设计院.电力工程电气设计手册.中国电力出版社，2006.