600MW汽轮发电机转子引线垫条断裂原因分析
600 MW汽轮发电机转子接地故障查找及原因分析
２００８年第４期浙江电力ＺＨＥＪＩＡＮＧＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ７１６００ＭＷ汽轮发电机转子接地故障查找及原因分析ＳｅａｒｃｈｆｏｒＧｒｏｕｎｄｉｎｇＦａｕｌｔｏｆ６００ＭＷＴｕｒｂｉｎｅＧｅｎｅｒａｔｏｒＲｏｔｏｒａｎｄＲｅａｓｏｎＡｎａｌｙｓｉｓ石建勇，杜志刚（浙江大唐乌沙山发电有限责任公司，浙江宁波３１５７２２）摘要：针对６００ＭＷ发电机发生的转子一点接地故障，介绍转子接地故障点的查找方法，并对故障原因进行分析，其中的简便判断方法和解决方案对同类型故障处理有一定的借鉴意义。
关键词：发电机；转子接地；故障；原因；处理中图分类号：ＴＭ３１１文献标识码：Ｂ文章编号：１００７—１８８１（２００８）０４—００７１—０２浙江大唐鸟沙山发电有限责任公司３号机组为哈尔滨电机厂引进美国西屋技术设计制造，２００６年９月投入商业运行。
某日３号机组按调度要求正常启动，启动前转子绝缘电阻１．５ＭＱ，机组转速升至１３０３ｒ／ｍｉｎ时，ＤＣＳ及励磁控制柜同时发出转子一点接地报警，测量转子绕组对地绝缘电阻为０Ｍｆｉ（带正负直流母线），取出所有碳刷后测量负极直流母线对地绝缘电阻为１．１５ＭＱ，正极直流母线对地绝缘电阻为２ＭＱ，转子绕组对地绝缘电阻为０ＭＱ，确认转子出现接地故障。
１故障查找停机后对励磁小轴、联轴器处的极掌及其连接螺栓进行了详细的检查，测量转子的绝缘电阻仍为０Ｑ，确认故障点在转子内部，属于比较稳定的金属性接地。
决定采用直流电阻比较法来进一步查找接地故障的部位。
直流电阻比较法与直流压降法的原理一样，其试验接线如图１所示。
若已知电阻Ｒ。
：、Ｒ。
卧耽值后，即可求得：Ｒｔ＝（Ｒ１２一尺２ｓ＋ＲＩｇ）／２（１）Ｒ２＝（Ｒ１２一Ｒ１。
＋Ｒ２９）／２（２）Ｒｓ＝（Ｒｌｓ—Ｒ１２＋尺≈）／２（３）式中：Ｒ。
２为正负滑环间电阻；Ｒ。
为正滑环对图１用直流电阻比较法测量接地电阻的试验接线图注：Ｒ。
、置：为接地点Ｋ距正、负滑环的接地电阻；ｚＱ为转子绕组。
600MW发电机组发生中速磨煤机机座地脚螺栓断裂事件的分析与处理
600MW发电机组发生中速磨煤机机座地脚螺栓断裂事件的分析与处理中速磨煤机在电厂发电过程中起着关键的作用，负责粉碎煤炭，将其磨成适合燃烧的粉末状物料。
然而，由于磨煤机的工作条件较为恶劣，容易出现机座地脚螺栓断裂等故障。
本文将对600MW发电机组发生中速磨煤机机座地脚螺栓断裂事件进行分析与处理。
首先，需要对事件进行详细的分析。
中速磨煤机机座地脚螺栓断裂可能有多种原因，如材料缺陷、螺纹设计不合理、工作负载超负荷等。
因此，需要对断裂螺栓进行检测和分析，如材料成分、性能测试、断口形貌等。
其次，针对分析结果，可以采取一系列的处理措施。
首先，针对螺栓的材料问题，可以选择更高强度和耐磨损的材料进行更换。
其次，对于设计问题，可以进行结构改进，增加螺栓连接的接触面积，提高其承载能力。
另外，需要根据工作负载特点，对螺栓进行适当的预紧力调整，以减少负载对螺栓的影响。
此外，为了避免类似事件再次发生，还应加强维护管理。
定期对中速磨煤机进行检修，检查螺栓的紧固情况和螺纹磨损情况。
对于磨损严重的螺纹，要及时更换，以避免螺栓过度松动。
另外，还可以加装振动传感器等设备，实时监测磨煤机的运行状态，及时发现异常并采取相应措施。
最后，要加强员工培训与安全意识。
员工在操作中速磨煤机时需严格按照操作规程进行，严禁超负荷运行和随意调整螺栓的紧固力。
同时，要加强对员工的培训，提高他们的安全意识和操作技能，使其能够正确应对突发事件。
综上所述，600MW发电机组发生中速磨煤机机座地脚螺栓断裂事件的处理需要通过详细的分析找出故障原因，并采取相应的处理措施。
此外，还需要加强维护管理和员工培训，以预防类似事件再次发生。
只有通过全面的措施，才能保障中速磨煤机的正常运行，确保电厂的稳定发电。
600MW发电机转子匝间短路及接地故障分析
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２ ０ 发 电机转子 匝间短路 的判断依据 ６ ０ＭＷ
根 据 电机学 原 理 ， 运 行 中依 据 发 电机 内电动 在
收 稿 日期 ：０ １— ３— ０ 修 回 日期 ：０ １— ４— １ ２１ ０ ３； ２ １ ０ ２
・
６ ２・
华 电技 术
统是 美 国 Ｇ Ｅ公 司 生 产 的 Ｅ ２ ０ Ｔ 励 磁 系 统 ， Ｘ １０ Ｍ 采
用励 磁 系统 注入 式 叠 加 直 流 电 压 转 子 接地 保 护 ， 通 过 励 磁 系 统 接 地 检 测模 块 向发 电机 转 子 注 入 ５ ０Ｖ 的直 流 电压 ， 实时 检测 发 电机 转子 对地 电阻值 ， 当其 阻值小 于 １ ｋ 时 ， 时 ２ 发 “ 电机 转 子接地 报 ０Ｑ 延 ０ｓ 发 警 ” 号 ， 其 阻 值 小 于 ４ｋ 时 ， 时 ２ 组 信 当 Ｑ 延 ０ｓ机
中图分类号 ：Ｍ ３ １ Ｔ １ 文献标 志码 ： Ｂ 文章编号 ：６ ４—１５ （０ １ ０ ０ ６ — ４ １７ ９ １ ２ １ ）９— ０ １ ０
０ 引 言
目前 ， 国内 ６ ０ＭＷ 机组 已是 电 网 主力 机 组 ， ０ 它
的稳 定 运行 对 电 网安全 意义 重大 。对 于发 电机转 子
第３ ３卷
势 Ｅ和 转 子 励 磁 电 流 ，的 函数 关 系来 推 断 发 电 机 ｆ
转 子是 否有 匝 间短路 。 ２ １ 发 电机 转子 （ ． 轻微 ） 匝间短 路判 据 的意义
Ｋ减小时 ， ，减小 ， 说明 ｆ 由于内电动势 只依赖于 励磁 电流 ，， 电网运行 无关 ， ｆ和 在励 磁 回路正 常情 况
发电机励磁引线断裂事件分析及处理
发电机励磁引线断裂事件分析及处理摘要：针对一起发电机励磁引线软连接断裂事件，从励磁引线的结构、磁轭安装工艺、受力情况等方面进行了分析，指出了励磁引线软连接断裂的原因，提出了解决方案，并对励磁引线软连接的设计、安装、运行维护提出了建议，具有一定借鉴意义。
0引言发电机是把旋转形式的机械功率转换成电功率的重要设备，根据法拉第电磁感应定律，电能的产生需要磁通的变化，即要有一个交变的磁场，产生这个磁场的电流就是发电机励磁电流。
励磁系统产生的励磁电流经励磁引线接至发电机磁极，为发电机建立磁场。
励磁引线的技术要求较为严苛，具体表现为：导体要具有优异的柔软性并且弯曲时不应松散；要具有良好的耐热性能、机械性能和耐腐蚀性能；要具有理想的电气性能。
由于励磁引线是旋转部件，受离心力、振动影响大，同时由于设计考虑不到位、安装工艺不成熟等其他因素影响，因此在应力集中部位易发生疲劳断裂。
1励磁引线断裂情况某电厂装设3台单机容量为50MW轴流转桨式机组，发电机型号为SF50-52/9610，额定励磁电流为871A，额定转速为115.4r/min。
2017年9月14日，专业人员在#1机组停机状态下进行励磁引线定期检查时发现，发电机磁轭与转子支架间正极励磁引线在进入引风板处的“Ω”软连接铜排出现断裂（12层铜片断裂9层)，且裂纹沿横向有逐渐扩大的趋势，见图1。
检查励磁引线其他部位无变形、断裂及电蚀情况，各固定螺栓无松动。
图1 励磁引线断裂情况2事件原因分析2.1励磁引线结构分析励磁引线由励磁滑环引出后进入风洞，经转子中心体及磁轭后接至磁极线圈。
该转子中心体为圆盘式结构，励磁引线在转子中心体及磁轭上通过多组螺栓固定，见图2。
转子中心体和磁轭间的励磁引线接头采用“Ω”形连接，见图3。
“Ω”形连接作为一种良好的变形补偿装置，被广泛应用于高压管道及电气一次设备中，用于吸收或补偿热位移和机械位移，消除由此带来的热应力和机械应力。
2.2励磁引线软接头受力分析对励磁引线软接头仔细检查发现，断裂部位在“Ω”形软接头靠近磁轭侧的根部，“Ω”形软接头与设计图纸比较，弯曲度明显降低，说明软接头受到径向力作用。
600MW汽轮发电机转子引线垫条断裂原因分析
陷必 须立 即处 理 。
引进 技 术 制 造 的无 刷 励 磁 机 组 ， 号 为 ＱＦ Ｎ一 型 Ｓ ６ ０２ ０ —ＹＨ， 为三相 交流 隐极 式 同步发 电机 ； 电机 发
ｌ 设 备 概 况
某 电厂 的 ３号 汽 轮 发 电 机 是 由美 国 西 屋 公 司
锈钢 垫条 纹丝 不动 。 针对 这个缺 陷 ， 经过专 题分 析 和研 究 后认 为 ： 极 引线 槽 楔 下 的不 锈 钢垫 条 可 Ｎ
以抽 出 的现 象 ， 说明该 金属 垫条 已经 断裂 ， 留在 残
（ 津 大 唐 国 际 盘 山发 电有 限 责 任公 司 ， 津 ３ １ ０ ） 天 天 ０ ９ ０
摘 要 ： 绍 了某发 电 厂 ６ ０ ＭＷ 汽 轮 发 电机 在 第 二 次 大修 中发 现 的 转 子 引线 槽 楔 下 不 锈 钢 垫 条 断 及 后 果 ， 并提 出了相 应 的 改进 措 施 。
】、 ３ ２、
年进 行 了第 二次 大修 。
２ 转子引线槽楔金属垫条断裂现象
２ １ 缺 陷情 况 ．
检修人 员 在进行 ３ 发 电机 转子 检查 工作 中 号
发 现 转子励 侧Ｎ 极 引线槽 楔下 的不锈 钢 垫条 发生
了 松 动 ， 可 以 用 手 抽 出 ， Ｓ极 引 线 槽 楔 下 的 不 且 而
关 键 词 ： 电机 ； 子 引 线 垫 条 ； 发 转 断裂 ； 进 措 施 改
中图 分 类 号 ： Ｍ ３ １ Ｔ ３
600MW发电机定子环形引线烧毁故障分析与处理
600MW发电机定子环形引线烧毁故障分析与处理作者：殷豪来源：《山东工业技术》2019年第19期环形引线过热烧毁的故障机理和防范措施。
故障起因是由于#2发电机小汇流管连通管上错误安装内径为Φ15mm的流量孔板，积聚的气体减小了流过该环形引线内部管路的水流量，由开始的“气阻”逐步恶化形成“汽堵”，造成7根定子下层线棒因电流倍增过热而烧损。
对比国内相似案例，本次事件发生时机组投运时间更长。
从现场检修工艺着手，总结此类故障的检修最优工期为45至50天。
关键词：600MW机组;环形引线;“汽堵”;流量孔板;故障原因DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2019.19.1531 引言国内自1997年至今，600MW等级发电机共发生过数十起定子绕组环形引线因“汽堵”造成的过热烧毁事故。
事故的情况基本上如出一辙，几乎全部集中在2W2引线，引线烧断，还引起发电机其他部位故障。
造成的损失是相当严重的，有的整台定子需要在工地重新嵌线，工期也长达数月之久[1]。
大型汽轮发电机多采用水氢氢冷却方式，定子线棒由铜耗和附加损耗产生的热量通过冷却水对流散热。
定子绕组水路故障主要原因有：①杂质、异物进入水路形成堵塞;②水路发生“气堵”;③环形引线“气堵—汽堵”故障[2]。
本文重点介绍了广东某电厂2×600MW超超临界燃煤发电机组#2发电机定子线圈环形引线“气堵——汽堵”的故障机理并提出防范措施。
事故分析证明#2发电机小汇流管连通管上错误安装内径为Φ15mm的流量孔板，对内部冷却水起到限流作用，最终造成环形引线过热烧毁，是本次故障的主要起因。
比较国内发电机定子线圈环形引线过热烧毁类似事件情况，发现绝大部分定子环形引线过热烧毁事故一般发生在新机投运后的2000h内，而本次故障是在该机组投运4年后才发生。
并从定子现场检修工艺着手，总结出此类故障的检修最优工期为45～50天。
2 设备概况该2×600MW超超临界燃煤发电机组，配置QFSN4-600-2型三相交流隐极式同步發电机（静止励磁），发电机采用整体全封闭、内部氢气循环、定子绕组水内冷、定子铁芯及端部结构件氢气表面冷却、转子绕组气隙取气氢内冷的冷却方式，600MW汽轮发电机水电联接方式见图1。
发电机转子线圈引出线崩毁原因及处理
攀煤（集团）公司电厂1号发电机是由南京汽轮发电机厂1989年出厂，1992年投入运行。
型号QF2－12－2，额定功率12 MW，额定电流1 375 A，额定电压6.3 kV，转速3 000 r/mi n，B 级绝缘，密闭式空气冷却。
转子励磁方式为与发电机转子同轴的励磁机并激励磁。
转子绕组的两端由引出线经大轴表面铣出的沟槽与布置在发电机汽端转轴上的正、负极滑环相连接，其中正、负极滑环采取同一端集中布置方式，且负极引线穿过正极滑环。
1事故经过由于辅机设备突然故障短时停机，发电机、励磁机的碳刷、碳刷架、卡簧得到清灰检查，两只发电机转子碳刷（正、负极各一只）被更换。
1号发电机正常启机升压至4.8 kV、6.3 kV时对发电机、励磁机的常规绝缘检查未发现任何异常，并网后带有功负荷4 MW、无功2 M Var、定子电流400 A时，发电机正极滑环上有一只碳刷出现跳动声响，无火花出现，经调整卡簧压力仍无法消除，一会儿，发电机滑环处突然迸发出强烈火花长达1 m，立即按下紧急跳闸按钮，1号发电机解列停机。
2设备检查情况1号机停机后检查情况如下：1）碳刷架一只烧伤，该碳刷支架的环氧玻璃布筒烧损有炭化现象。
2）负极引线完全崩断，其绝缘层炭化呈黑色粉状。
位置正好在负极引线穿过正极滑环的根部，且正极滑环穿线孔边缘也烧损宽约10 mm、深约5 mm的斜形孔洞。
3)用1 000 V兆欧表测滑环对轴的绝缘为0 MΩ，说明转子回路已击穿并与轴短路。
4)正极滑环穿线孔中压线楔铁内表面的小块环氧玻璃布板松动，可轻易取出。
3原因分析穿过正极滑环的负极引线绝缘受损，造成负极引线与正极滑环短路的原因。
3.1设计方面1)发电机转子绕组引入连续励磁电流的正、负极滑环可以在发电机转子的两端，也可以在转子的同一端。
1号发电机的正、负极滑环就是按照在转子同一端集中布置在汽轮机侧设计制造。
它存在如下弊端：①负极引线穿过正极滑环，给负极引线与正极滑环提供了短路机会。
600MW机组低压转子叶片断裂原因分析
600MW机组低压转子叶片断裂原因分析摘要：某汽轮机厂有限责任公司生产的CLN600-24.2/566/566型机组低压转子叶片在运行中断裂,对机组安全稳定运行影响较大。
本文对低压转子叶片断裂原因分析以及低压转子叶片断裂的预防措施进行了阐述，对预防某汽轮机厂有限责任公司生产的同类型机组在运行中发生设备损坏事故具有重大的意义。
关键词：低压转子叶片；断裂；预防前言：某汽轮机厂有限责任公司生产的CLN600-24.2/566/566型汽轮机，为超临界、一次中间再热、三缸四排汽(高中压缸合缸)、单轴、双背压、凝汽式汽轮机，轴系由高中压转子、低压Ⅰ转子、低压Ⅱ转子、发电机转子通过刚性连轴器直接带动发电机工作。
汽轮机共有三个汽缸，一个高中压缸和二个低压缸。
高中压缸为合缸反流布置，采用双层结构。
低压缸为对称分流布置，采用三层缸结构。
通流部分共有44级，高压部分有一个调节级和9个压力级，中压部分有6个压力级，低压部分有4×7个压力级。
全机有三个转子，分别为高中压转子和二个低压转子，全部为整锻式转子，采用刚性联轴器连接。
高、中压转子动叶片全部为弯扭自带冠叶片，枞树型叶根。
低压Ⅰ转子、低压Ⅱ转子动叶片正、反向1－7级为变截面扭曲动叶片；均为自带围带，枞树型叶根结构。
其中第1～5级动叶片为型钢铣制而成，第6级为模锻毛坯抛磨而成。
所采用的技术依然是反动式结构的匹配方式。
末级动叶叶片为锻造制成，自带围带并带凸台拉筋的结构，叶根采用加强型枞树形叶根，与转子上的叶根槽相匹配。
动叶片装配后形成整圈连接。
动叶片采用枞树型叶根，安装在转子相配的叶根槽内。
转子的圆周外表面沿切向加工半圆形的槽，在每片叶片下部与转子上半圆形槽相应的位置钻一销孔，当每片叶片装入叶根槽的相应位置后，将定位销装入销孔中，锁住叶片。
叶片按顺序装入，每个叶片的销孔与前一片叶片的定位销一起将叶片固定在转子上。
最后一片叶片装入时不用销钉固定，而是通过位于出汽边和进汽边的径向销固定在相邻的叶片上。
600mW汽轮发电机环形引线松动的故障分析和预防
600mW汽轮发电机环形引线松动的故障分析和预防摘要：本文介绍发电机定子绕组电磁力的分布情况，指出定子绕组振动的根源。
通过对一个案例的处理过程研究，推断出引起发电机环形引线松动的根本原因，并提出预防措施。
关键词：汽轮发电机；松动；环形引线；振动0 引言发电机在运行过程，定子绕组的振动主要由两部分引起，一是定子绕组通过的电流与定子铁芯漏磁场相互作用产生的电磁力；二是转子磁场对定子铁芯的作用力产生的椭圆振动。
假如定子绕组槽内线棒没固定，而让它自由放置在空中，那么绕组的振动幅值可超过2mm，足以使绕组变形而损坏。
端部的线棒和环形引线所受的电磁力虽然比槽部小一些，但端部的定子绕组和环形引线的固定不如槽部牢固；同时，发电机端部线棒还存在谐振现象，所以环形引线更容易发生固定件松动而引起事故。
1 受力分析1.1定子绕组槽部线棒电磁力的计算及特征穿过槽部的磁通与定子线棒电流相互作用，产生作用于槽部线棒的100Hz 的电磁力，此力有两部分：一是槽中电流产生的横向漏磁场与轴向电流相互作用产生的径向电磁力，这是主要的；另一部分是当齿部饱和时，槽中径向磁通与轴向电流作用产生的切向电磁力。
1.1.1径向电磁力图1 发电机定子线圈水电联接图当同一线槽内上下层线棒属于同一相时，电磁力最大，受力方向始终压向槽底，上层线棒上的作用力为下层线棒的三倍，因此下层线棒单位长度上所受的总力为：fD=2.51×（Iψ/a）2（1-cos2ωt）/bn×10-6N/cm最大幅值：FD＝5.02×（Iψ/a）2/bn×10-6 N/cm式中Iψ-定子相电流，A；a-定子绕组并联支路数；bn-定子槽宽，cm；ω-角频率=2πf；f-电流频率，Hz。
当同一线槽内上下层线棒属于不同一相时，下层线棒所受总力的幅值：FD1=3.78×（Iψ/a）2/bn×10-6N/cm而上层线棒所受径向力有一个分量是指向槽楔的：FG=-0.402×（Iψ/a）2/bn×10-6N/cm同一线槽内上下层线棒属于同一相的是：2、3、4、9、10、11、16、17、18、23、24、25、30、31、32、37、38、39，共18槽。
600MW汽轮发电机检修发现问题及处理方法
600MW汽轮发电机检修发现问题及处理方法摘要：本文重点对宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司QFSN-600-2-22C型发电机检修发现的定子绝缘测试不合格、定子槽楔松动、定子励端端部L型支架滑销绝缘衬套移位、转子导电螺钉漏气等问题进行简要介绍和分析,同时将处理方法和处理后运行情况进行归纳，仅供同类机组检修时参考。
关键字：发电机槽楔松动处理方法Abstract：This paper mainly in ningxia datang international electricity co., LTD QFSN - 600-2-22 - C type generator found A level maintenance of stator insulation test unqualified, the stator slot wedge looseness, wound stator end L bracket slide pin insulating bushing shift, conducting screw rotor leakage problems, such as A brief introduction and analysis of the processing methods and processing at the same time, summarized the operation conditions, after is only for reference in similar unit overhaul.Keywords: generator；slot wedge；Processing method1 引言宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司现有2×600MW亚临界国产燃煤凝汽式空冷汽轮发电机组，其中5号发电机为进口日本日立机组，6号发电机也采用日本日立技术，为东方电机股份有限责任公司生产，两台机组结构基本相同，均为2009年投产发电，投运4年内运行情况良好。
汽轮机转子裂纹原因分析及运行安全措施
汽轮机转子裂纹原因分析及运行安全措施汽轮机作为常见的发电机组设备，其转子是承载着机组运行的重要组件，而转子的裂纹问题是运行中常见的故障之一。
本文将从裂纹产生原因、裂纹检测的方法以及运行安全措施等方面进行分析。
1. 转子裂纹的产生原因分析汽轮机转子主要由铸钢或锻钢组成，平常运行时受到机组负载力的作用，随着运行的时间越长，转子的应力也随之不断积累。
转子在高速旋转过程中，受到离心力的作用，同时其又处于高温高压的工作环境中，长期的高应力和高温情况有可能会导致转子的裂纹产生。
1.1 超负荷运行超负荷运行是导致转子裂纹产生的主要原因之一。
由于外界负载加大，转子所承受的应力也明显增加，超过了转子设计应力的承受范围，导致了转子的超负荷运行。
特别是在机组的启停或频繁改变负荷的情况下，转子变形和扭曲的机会更加增多，容易引发裂纹。
1.2 工艺缺陷转子在加工、制造过程中存在着一定的工艺问题。
制造厂商如果不严谨，配合不当，或者制造能力水平有限，都会容易出现转子表面裂纹、内部缺陷等问题。
在正常情况下难以检测裂纹或缺陷，但是在高温和高压的条件下会使缺陷扩展并最终演变成可识别的裂纹。
1.3 气动和热应力由于汽轮机内部的气体流动，气体流速在叶片导弹间很大，这样会产生风影响、偏载；同时由于高温介质（水蒸汽或者燃气）的强烈腐蚀，不良的颗粒和其他因素会使转子年会出现气动和热应力影响，可能引起裂纹产生。
2. 转子裂纹的检测方法2.1 磁粉检测磁粉检测是一种常见的材料表面裂纹检测方法。
在汽轮机转子维修过程中，工作人员可以借助该技术将磁性粉末喷鼻转子检测表面，当有裂纹产生时，裂纹附近的粉末将被不断吸引进去，形成特殊的磁性线路或磁标记。
2.2 超声波检测超声波检测利用“声波反弹”的原理来检测材料的内部是否存在缺陷。
这种检测方法一般通过传感器把超声波传入材质中，材质内部有缺陷、内部结构或组成等会改变超声波的传播行程、反射或透过（或者是这减弱衰减），从而被检测人员捕获。
600MW汽轮机低压叶片断裂原因分析
叶片因为排汽边经淬火处理后材料组 织性能差 、残余
建议 ：
在有腐蚀物参 与下 出现 了应力腐蚀裂纹 。 度过高 的现象 ，使得组织 中晶粒变大 ；另外淬火后 回火不 应力过大 ， 能 出现异常 ， 残余应力增大 。 区域 ， 裂纹起 源于背 汽侧是 叶片承受拉应力作用的地方。
③低压 转子第 ５级叶片处于干湿蒸汽 的交界处 ，在这
４ ． 原 因分 析
结 论 及 建 议
①沿叶片排汽边经过 了淬火强化处 理 ，淬火 区宽 窄不 ＿， 硬度也 高低变化 ， 说 明淬火温 度控制不好 ， 存 在淬火 温
足， 组织中的马 氏体未完全转变 ， 造成硬度偏高 。组织 及性
造成 ＃ ３机低压低 ５ 级 叶片裂纹 的原 因是 ：
ＡＢ Ｓ Ｔ Ｒ ＡＣ Ｔ ：Ｔａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｅ ｎ ｅ ｗ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ（ Ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｆ ｌ ｕ ｘ Ｒｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ） ｏ ｆ ＱＲＥ ａ ｓ ａ ｎ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ， ｄ ｅ ｓ ｃ ｉ ｒ ｂ ｅ ａ
大型汽轮发电机转子风扇断裂原因分析及对策
2020年10月第5期（总第224期）山西电力No.5（Ser.224）2020年10月SHANXI ELECTRIC POWER Oct.2020大型汽轮发电机转子风扇断裂原因分析及对策刘秀明（大唐三门峡发电有限责任公司，河南三门峡472143）摘要：通过对某电厂630MW发电机转子风扇叶片断裂原因进行多维度分析，得出了螺母与螺栓匹配不良，且螺栓未按照标准力矩要求紧固，使得螺母拧得过紧，局部螺纹底部出现裂纹，转动过程中风扇叶片发生断裂造成此次故障的结论。
针对此问题，从检修策划、过程控制、质量验收、运行调整等环节提出了防止发电机转子风扇断裂的建议，对于防范类似问题的发生和做好大型发电机技术管理工作具有一定的指导意义。
关键词：汽轮发电机；转子风扇；叶片断裂；螺母紧固；预防措施中图分类号：TM61文献标志码：B文章编号：1671-0320（2020）05-0065-040引言大型汽轮发电机高速运转过程中，因为定子零部件脱落造成的定子绝缘磨损接地的故障时有发生[1-2]，转子因设计和安装工艺控制标准较高，零部件脱落导致机组非停的案例相对较少[3]，转子运行中风扇叶片（以下简称“叶片”）断裂的案例多见于水轮发电机[4]，大型汽轮发电机组运行中转子导电螺钉脱落、固定螺栓松动现象时有发生，转子风扇叶片运行中断裂现象极为罕见[5]。
2018年9月，某电厂4号机组A级检修期间，内检发现发电机转子励端叶片断裂飞逸，造成发电机定、转子不同程度受损。
1发电机转子风扇断裂故障情况1.1发电机概况某电厂4号汽轮发电机是哈尔滨电机厂生产的QFSN-630-2YHG型630MW三相交流隐极式同步发电机，2006年8月投运。
发电机冷却方式为水-氢-氢，采用定转子相匹配的“五进六出”径向多流式通风系统，转子采用悬挂式护环-中心环结构，转轴两端的风扇为旋浆式，叶片采用合金铝模锻件，每端叶片数量29个，单个叶片质量0.7kg，导风环两端各1个，单个质量150kg[6]。
600MW汽轮发电机定子股线断裂故障的分析
文 献 标 志 码 ：A 文 章 编 号 ：1674 - 540X(2021)02 -024 - 06
Abstract：In view of the fracture failure of the stator strands of the 600 MW steam turbo-generator, on-site inspection, metallurgical analysis, chemical composition analysis, mechanical property analysis, and electron microscope scanning of the fracture were carried out.Through inspection and analysis, it is confirmed that due to the continuous expansion of fatigue cracks, the stator strands are eventually broken.The failure analysis done can provide reference for the same type of fault.
收 稿 时 间 ：2020-11 第 一 作 者 简 介 ：刘 亿 # ( 1 9 9 2 _ ) ，男 . 硕 士 • 助 理 工 程 师 ，主 要 从 事 发 电 厂 运 行 优 化 及 技 术 改 造 工 作 ，
E-m ail：1 5 3 2 0 9 7 2 1 1 @ qq. com
2021, 14(2 )
2 主要参数
某 600 M W 汽 轮 发 电 机 于 2 0 0 6 年 投 人 运 行 ，
主要参数见表1。 这 一 汽 轮 发 电 机 为 全 封 闭 、自 通 风 、强 制 润 滑 、
电机转子断条原因分析及处理措施
电机转子断条原因分析及处理措施
电机转子断条原因分析及处理措施
作者：孙建松
作者机构：唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司，唐山市063200
来源：四川水泥
ISSN：1007-6344
年：2014
卷：000
期：007
页码：24-24
页数：1
中图分类：TQ172.6
正文语种：chi
关键词：风机;电动机;断条;处理
摘要：大型风机类设备由于存在启动电流大、机械冲击大等缺点，在实际生产应用中容易导致电动机转子铜条损坏，严重影响设备使用寿命。
本文结合生产过程中遇到的实际情况，详细阐述了电动机在断条后所出现的现象及处理措施。
国产一台600MW发电机转子裂纹原因分析
国产一台600MW发电机转子裂纹原因分析哈尔滨第三发电有限责任公司（简称哈三）3号机组，2002年4月18日，因机组振动大紧急停机，经检查发现在发电机转子励侧护环下本体与轴柄过渡圆角处，存在一沿转子周向1650、最大深度为180mm的裂纹，转子严重损坏、报废。
事故发生后，国家电力公司组织了专家组对事故原因进行分析，已查明发电机转子裂纹产生原因。
这起事故损失巨大，教训深刻。
在事故处理过程中，哈三工作人员严格执行有关规定，处理得当，避免了更大事故的发生。
一. 事故机组概况哈三3号机组，为哈尔滨电站成套设备公司生产的国产首台优化型600MW机组，N600-16.7/537/537-1型中间再热式汽轮机、QFSN—600—2YH型水氢氢冷发电机，于1996年1月27日投产发电。
1998年3月16日曾因发电机转子励磁引线压板螺钉断裂，造成发电机定、转子严重损坏返厂处理，同时将4号发电机（国产优化型第三台）定子、转子换至3号机组上。
于1998年7月10日投入运行，截至2002年4月18日，累计运行20935.46小时，发电量939023万千瓦时，起停78次。
二. 事故发现过程哈三3号机组于4月5日机组起动由备用转为正常运行。
4月9日5时00分，机组有功功率378MW、无功功率194Mvar，发现8、9、10、11号轴瓦的轴振动均有所上升，其中9、10瓦尤为明显，经采取调整负荷、真空等运行措施，未能抑制机组振动的上升趋势，经省调同意于21时25分与系统解列，解列前，9号轴瓦轴振动幅值为210μm/192μm，10号轴瓦轴振动幅值为185μm/104μm。
当机组惰走通过临界转速区时，9、10号轴瓦轴振动幅值达到500μm（表计指示满刻度）。
停机后对发电机进行了全面检查，仅发现9号轴瓦外油挡磨损严重，更换了油挡。
4月18日机组再次起动，升速至发电机一阶临界转速时，振动保护动作机组跳闸，为查清发电机异常振动原因，决定抽转子返制造厂检查。
转子裂纹的影响因素分析及其预防对策
由于转子或支承轴承普遍存在横向不对称， 因而引起同步椭圆进动使稳定的弯曲应力具有可 变性， 此时轴的平均稳定弯曲应力与一个小的具 有 二 倍 频 转 速 频 率 的 脉 动 成 分 同 时 出 现 （图4a）。
（2）在运行方面，保证电网周波在额定或正常 允许的变动范围内，严格控制监视段压力；在汽轮 机启停过程中，要严格保持新蒸汽参数符合要求，
－ 38 －
保持机组及管路系统疏水畅通， 特别是热态启动 时，要防止骤冷或金属温升超过允许值，以减少轴 系的交变热应力；汽轮机启动升速时，尽可能迅速 过临界转速， 避免长时间停留在共振区引起轴系 疲劳， 对停机时间较长的机组， 做好停机保养工 作，严防水、汽进入汽缸引起腐蚀。
掌握转子裂纹的基本特性， 对有效的诊断转 子裂纹是很重要的。 最基本最重要的转子裂纹特 征是同步响应向量（幅值和相位）和低速转动向量 的变化。 同步幅值和相位的变化是由不对称的横 向 裂 纹 产 生 的 轴 弯 曲 （“ 弹 性 不 平 衡 ” 效 应 ） 引 起 的。 与裂纹有关的转子永久性弯曲所产生的附加 不平衡和原始的质量不平衡相互影响， 在这种情 况下，同步相位和幅值就会或高或低的发生变化。 相位变化也是很明显的， 因为裂纹不大可能出现 在与原始质量不平衡相同的角度位置上。
工作研究
图5 双流低压涡轮机简图
图6 外伸转子 由于设计不当， 双流蒸汽涡轮发电机的转速 常等于或接近于涡轮发电机组第二阶固有频率的 一半， 这意味着二倍频振动分量将在工作转速下 产生共振。 例如一台典型的双锥型单跨双流涡轮
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预装 到位 ， 压住 引线 ， 测量 槽楔底 面与转 子引线 上
表面 的间 隙 ， 每段 测 ３点并 记 录 。
（ ）按 测 量 间隙 计 算 配 垫绝 缘 垫 片 厚 度 ， ４ 以 ０ ３ｒｒ ． ｎ的紧 量预 配 垫 。局 部 可 以加 垫 一层 薄 垫 ｎ
片 以找平 由于 引线 与 槽 楔公 差 产 生 的差 异 ， 用 并 胶 粘于 引线 上 。 （ ）在 转 子引线 连接 块 处用 聚 酰亚 胺 粘带 半 ５ 叠 绕 ３ 包 扎保 护 ， 用 Ｄ２或 Ｄ３浸 胶 涤玻 绳 缠 层 并 绕， 以防 止不 锈 钢 垫条 断 裂后 与转 子 引线 直接 接 触 而导 致转 子绕组 接地 。为防止 垫条 另一 端 断裂 后 外移 ， 也用 Ｄ２ Ｄ３浸胶 涤玻 绳 缠绕 转 子 引线 或 端 部进 行锁 紧 固定 。 （ ）按 照改 进措施 完成 后 护 环 内部及 外 部 的 ６ 结 构 的情 况参 看 图 ５ ６ 、。
使 不 锈钢垫 条在 转子 引线槽 楔 的接缝 处受 到径 向 剪切 力作 用 ； 引线 、 锈钢 垫条 以及槽 楔之 间存在 不 的空 隙 ， 加大 了不锈钢 垫条 的变 形程 度 。 （ ）转 子 引线 槽 楔 金 属垫 条 的厚 度 、 质 在 ４ 材
设计 、 择上亦 有需 要改 进之处 。 选
使 转子 引线 的绝缘 层 以及不锈 钢垫 条与 引线 间绝
缘 垫 层 的厚 度不 均 匀 ， 不 锈 钢垫 条 不 能平 整 地 使
夹 在 引线 与 槽楔 之 间 ， 打 紧槽 楔 的过 程 中使 垫 在
条 受 到了机 械外力 损伤 ， 留下 隐患 。 （ ）由 于 发 电 机 转 子 轴 承 中 心 线 长 度 达 到 ２ １ ． 转 子 的装配质 量 为 ６ ； 机组 运行 中转 ０ ４ｍ， ５ｔ在
端 部引线 部分 的结构 按径 向 由内 向外 的布置 为： 引线槽底 的绝缘槽衬、 包绕环氧玻璃丝带绝缘层 的转 子引线 、 引线 与不锈钢垫 条间通过 实配环氧绝 缘 垫条的厚度使 引线 与槽楔 间径 向楔紧 ， 锈钢垫 不 条上面是半梯形 的引线槽楔（ 参看图 １和图４ 。 ）
４ 改 进 措 施
参 考 文 献
［ ］Ｑ／ Ｄ ０ ０ １ ２ ０ ， 力 设 备 交 接 及 预 防 性 试 验 １ Ｃ Ｔ １ ７ ０－ ０ ６ 电
规程．
收稿 日期 ： ０ ７ １ － ５ ２ ０—２２ 作者简介 ： 智谋 （９４ ）男 ， 林 １ ６一 ， 工程 师 ， 事 电 力设 备 检 修 管 理 从
分析 了垫 条 断 裂的 原 因及 后 果 ， 并提 出了相 应 的 改进 措 施 。
关 键 词 ： 电机 ； 子 引 线 垫 条 ； 发 转 断裂 ； 进 措 施 改
中图 分 类 号 ： Ｍ ３ １ Ｔ ３
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ３９７ （０ ８ ０— ０ ５０ １０ —１ １ ２ ０ ）２０ ４— ３
图 １ Ｎ 极 外 部 断 裂 部 分
线共 有 ６ 槽楔 ， 块 每块槽 楔 的长度 为 １ ５ｃ 发电 ３ ｍ；
机转 子 引线 不 锈 钢 垫 条 的厚 度 为 １ｍｍ， 度 为 长
１ ３ｃ 宽 度 为 ４ ｍ； 锈 钢垫 条 的作 用之 一 是 ０ ｍ， ５ｃ 不 在 打 紧合 金锻 件 槽楔 的过 程 中 ， 护 转 子 引线不 保 受 到机 械 伤害 ， 另一 个作 用 是 在转 子 引线 槽 楔 打
转子 护环 内部 的断裂 部分 在转子 运行 中离 心力 的 作 用 下 ， 逐 渐 向 外移 动 ， 与相 距 约 ３ 将 当 ０ｍｍ 的 转子 导体相 触后 ， 必然 发 生转子 接地 的事 故 ， 缺 该
陷必 须立 即处 理 。
引进 技 术 制 造 的无 刷 励 磁 机 组 ， 号 为 ＱＦ Ｎ一 型 Ｓ ６ ０２ ０ —ＹＨ， 为三相 交流 隐极 式 同步发 电机 ； 电机 发
ｏ ０ Ｗ ｕ ｂ — ｅ ｅ ａ ｏ ．ａ ａｙ ｅ ｒ ｃ ｕ ｉ ｇ ｃ ｕ ｅ ｏ ａ ｋｕ ｔｉ ｎ ｔ ｏ ｓ ｑ ｅ ｃ ｆ６ ０ Ｍ ｔ ｒ ｏ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｆ ａ ｔ ｒｎ ａ ｓ ｆｂ ｃ ｐ ｓ ｒｐ ａ ｄ ｉｓｃ ｎ ｅ ｕ ｎ ｅ，ａ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎｄ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ
ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｍ ｐ ｏ ｉ ｇ ｍ ｅ ｓ ｒ ｓ ｅ ｐ ｃｉ ｅ ｉ ｒ ｖｎ ａ ｕ ｅ ．
Ｋ ｅ ｒ ： ｅ ｅ ａ ｏ ；ｒ ｔ ｒｌ ａ ｉｅ ｂ ｃ ｐ ｓ ｒｐ；ｆａ ｔ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｏ ｏ ｅ ｄ ｗ ｒ ａ ｋｕ ｔ ｉ ｒ ｃ ｕ ｅ；ｉ ｐ ｏ ｉｇ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｍ ｒ ｖｎ ａ ｕ ｅ
紧组 装后 将其 两端 打弯 ， 防止槽 楔松 动后 甩 出。
３ 原 因分 析
不 锈 钢垫 条 断裂 的原 因是 综 合性 的 ， 是 多 也
图 ２ Ｎ 极 内部 断裂 部 分
方 面 的。根据 不锈 钢垫条 的断 裂均 发生在 转子 引 线槽 楔接 缝处 的现象 ， 析原 因如下 ： 分 （ ）与安 装 工 艺质 量 有 关 ： 工 工 艺 的不 足 １ 施
Ｆｒ ｃ ｕｒ ｎｇ Ｃａ ｅ Ａｎａ ｙ ｉ ｔ ａ ｉ ｅ ａ ｔ ｉ ｕｓ ｌ ｓ ｓ ｏｆ Ｒｏ ｏｒ Ｌｅ ｄ Ｗ ｒ
Ｂａ ｋ ｐ Ｓ ｒ ｐ ｏ ０ Ｗ ｒ ｏ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｃ ｕ ｔ ｉ ｆ６ ０ Ｍ Ｔｕ ｂ — ｅ ｅ ａ ｏ
图 ６ 护 环 外 部 结 构
５ 改 进 效 果
实 施 了 以上 改 进措 施 以后 ， 以满 足 发 电机 可
长 周期 安 全运 行 的要 求 ， 可靠 性 得 到 了很 大 的提 高 。 同时也 给同类 型 的机组 总结 出 了防止转 子 引
线槽 楔 垫条 断裂 导致转 子接 地故 障 的经验 。
根 据 发 电机转 子 Ｎ、 Ｓ极 引线 不锈 钢垫 条 均 发 生 断裂 ， 其它 电厂 的 同类 型 机组 亦 发 生过 同 且
类 缺 陷且 造 成转 子 接 地故 障 的情 况 ， 电 厂认 为 该 此 缺 陷不能 当作个 例来 进行 处理 。 若本 次消 缺 ， 仅 仅 是 把 断裂 的 垫条 进 行更 换 ， 不 做其 它 的改进 而
号汽 轮 发 电机 于 ２０ 年 １ ０１ ２月 投 入 运 行 ， ２ ０ 在 ０７
在 拔 出 转 子励 侧 护 环 后 进 行 更 换 金 属 垫 条
时 ， 现 Ｎ 极 引线槽 楔下 的金 属垫 条断 为 ２段 ， 发 同 时发 现ｓ极 引线槽 楔下 的金 属垫 条断 为３段 ， 图 见
（ ）在 槽楔 与齿 间 顶 紧 的情 况 下 ， 塞 尺测 ２ 用 量每段 槽 楔底 面与轴鸽 尾 底面 的间 隙并记 录 。
图 ４ 槽 楔 及 新 旧 垫 条
（ ）在不 加２ｍｍ 厚 钢垫 片 的情况下 ， ３ 把槽 楔
转 子 端 部 引线 槽楔 由合 金锻 件 制成 ， 每极 弓
ｌ 设 备 概 况
某 电厂 的 ３号 汽 轮 发 电 机 是 由美 国 西 屋 公 司
锈钢 垫条 纹丝 不动 。 针对 这个缺 陷 ， 经过专 题分 析 和研 究 后认 为 ： 极 引线 槽 楔 下 的不 锈 钢垫 条 可 Ｎ
以抽 出 的现 象 ， 说明该 金属 垫条 已经 断裂 ， 留在 残
措 施 ， 以保 证在 短期 内不再 发 生 同样 的缺 陷 。 难
通 过 组 织相 关 技 术人 员 进行 技 术 论 证 ， 经 并 过 厂家 确认 ， 制定 改进措 施 如下 ：
（ ）将原厚 １ｍｍ 的不锈 钢垫条改成厚 ２ｍｍ １
的Ｑ２ ５钢垫条 ， ３ 增加了垫条 的抗疲劳强度和韧性 。
２ ２ 转 子端部 引线 结体合
金锻钢制成 ， 在励端 轴柄处对称 设有 ２个转子 引线
槽。发电机转子引出线 由Ｊ 形引线 、 径向导 电螺钉和 轴向导电杆构成 。 Ｊ形引线 的一端与１号线 圈端部底
匝铜线 连接 ， 另一端通 过转轴轴柄 上 的引线 槽引至 径 向导 电螺钉处 。径 向导 电螺钉将 Ｊ 引线与转轴 形 中心孔内的轴 向导 电杆 连接在一起 。
子 每分 钟３０ ０转 产生 的挠度 的变 化 ， ０ 引起 了不锈
图 ３ Ｎ 极 引 线 移 位 的 内邵 垫条
钢 垫 条在垂 直于 转子表 面上 的反 复弯 曲从 而导致 了金 属疲 劳 ； 图可 以看 出 ， 从 转子 引线不 锈 钢垫条 上 在 槽楔 之 间 发 生 的金属 疲 劳 较 为 明显 ， 不锈 钢 垫 条 的 ３ 断裂 点就发 生在 两个 槽楔之 间。 个 （ ）转子 在运转 中的产 生 的热膨 胀 和离 心力 ３
Ｌｉ ｉｍｏ ｎ Ｚｈ — ｕ，Ｗ ｕ Ｈａ —ｅ ｇ，Ｌｉ ｎ ｇ ｏ，Ｚｈ ｎ ｉｇ ｎ ｌｆ ｎ ｕ Ｙａ — ｕ ａ ｇ Ｚｈ — ａ ｇ，Ｇｕ — ｉ ｏ Ｙａ ｂ ｎ
（ ａ ｊ ｔｎ ｎ ｅｎ ｔ ｎ ｌ ａ ｓ ａ ｏ ｒＧｅ ｅ ａｉｎ Ｃ ． ｔ ． Ｔｉｎｉ Ｄａａ ｇ Ｉ ｔｒ ａｉ ａ ｎ ｈ ｎＰ ｗｅ ｎ ｒ ｔ ｏ Ｌ ｄ ，Ｔｉｎｉ ０ ０ ， ｈｎ ） ｎ ｏ Ｐ ｏ ａ ｊ ３ １ ０ Ｃ ｉａ ｎ ９
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｔ ｏ ｃ ｄ ｔ ｅ ｆ ｕ ｔｔ ａ ｏ ｏ ｅ ｄ ｗｉｅ ｂ ｃ ｕ ｔ ｉ ａ ｒ ｃ ｕ ｅ ｒｎ ｄ ｏ ｅ ｈ ｕ ｓ ｒ ｃ ： ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｈ ａ ｌ ｈ ｔｒ ｔ ｒ ｌ ａ ｒ ａ ｋ ｐ ｓ ｒｐ ｗ ｓ ｆ ａ ｔ ｒ ｄ ｄｕ ｉ ｇ ２ ｎ ｖ ｒ ａ ｌ
６ ０ＭＷ 汽 轮 发 电机转 子 引线 垫 条 ０ 断 裂原 因分 析
林 智 谋 ， 海 峰 ， 廷 国 ， 志 刚 ， 亚 斌 吴 刘 张 郭