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4、aven，Wu Diqing,YangjunJiangsu Huadian Qishuyan Power Co.,Jiangsu prv.,Changzhou, 摘要 390H发电机是美国GE公司配套S109FA级燃气-蒸气单轴联合循环机组用390MW等级燃机发电机，采用全氢冷、单流环密封的中型汽轮发电机，随西气东输工程捆绑招标方式进入国内，自2005年投入商业运行后，陆续出现问题，如转子匝间短路、接地，定子端部松动、磨损等，笔者通过参与现场检修、事故鉴定等工作，对该型发电机的维护提出一点想法和建议。关键词 频繁启停 390H发电机 缺陷 对策ABSTRACT: the 390H genera
5、tor is American GE Corporation necessary S109FA level fuel gas - vapor single axle combined-cycle unit burns machine the generator with the 390MW rank, uses the entire hydrogen to be cold, the uniflow link seals the medium turbo generator, enters the home along with the transport the natural gas fro
6、m the west to the east project bundle tender way, puts the commercial operation after 2005, has the problem one after another, like the rotor turn-to-turn short circuit, meets the place, the stator nose becomes less crowded, the attrition and so on, the author through participates in work and so on
7、scene overhaul, accident survey, proposes an idea and the suggestion to this generators maintenance.KEY WORD: Start up and shut down Frequently 390H G Generator Defect Countermeasure1. 390H发电机的技术特点戚墅堰电厂发电机采用全氢冷方式，单流环密封，转子结构比较简单，转子线圈采用辅槽通风冷却，与常见的气隙取气斜流通风方式不同，转子端部线圈铣通风沟进风沿线圈至径向通风孔排出，定子氢外冷，铁心及其他构件氢外冷，发
8、电机出线为上下布置，中性点在发电机顶部，套管冷却采用氢内冷方式，导电杆内热风由绝缘风管排出至发电机冷风区，定子线圈及铁芯也采用氢外冷方式，在定子壳内专门导风管形成冷热风区，使发电机内各个区域的温度保持可接受的范围。采用天然气单燃料，一般每天启停一次，为典型的调峰运行方式，而一般国外燃气发电机组为变负荷方式满足调峰要求，因此频繁冷启动的运行方式是否对发电机产生影响值得商榷。燃气轮机组启动速度快、负荷调节迅速、经济环保的特点，通用电气公司在设计该型发电机时充分考虑了调峰运行的特点。转子每极有9组线圈，每圈12匝，线圈形式为“C”型线圈，通过中频焊焊接形成一匝，端部线圈匝间采用NOMEX绝缘纸强化，
9、转子采用全阻尼结构，在转子槽楔下有阻尼片，阻尼片在转子两端有阻尼器连为整体阻尼笼，提高正常运行及机组启动时发电机作电动机运行时由变频器驱动的抗负序电流能力。发电机具备一定进相运行能力，定子铁心端部采用铜屏蔽，在铁心及铜屏蔽均装有测温热电偶，其他氢温、定子线圈测温采用铂电阻，转子温度由EX2100装置内部模块通过测量转子线圈铜电阻折算成温度值监测转子运行温度。定子部分采用3支路Y型连接，72槽，由于采用全氢冷方式，定子端部出线、环形引线等结构相对复杂，也对其端部的整体强度等产生不利影响。由于9FA重型燃机机组初次引入国内，所以一般专业人员把重点都放在燃气透平，对D10汽轮机、390H发电机等认为
10、是传统技术比较成熟，因而对390H全氢冷发电机的运行检查维护等工作相对比较薄弱，实际这些机组在运行13年内，均出现了一系列问题和故障。其中转子的问题比较集中，而定子部分主要问题是端部绑扎松动及磨损问题，以及定子铁芯的端部磨损问题。2. 390发电机缺陷问题及分析2.1 转子部分处于技术封锁的目的，390H发电机维护在GE公司提供的维护手册中没有有效信息，但从几次故障中可以了解一些GE发电机的技术特点和工艺，以及用户方的维护检查重点。案例一：焊接不良引起转子匝间短路WT电厂#2机组（发电机出厂编号290T567）在运行中发电机#7、#8瓦有振动增大趋势，直至发电机振动大跳机，现场检查转子线圈铜电
11、阻为0.2519（25），出厂值0.2724（25），用直流压降法检查发现180极（正极）集电环的电压比0极（负极）集电环低，打开发电机端盖用内窥镜检查发现转子180极集电环侧端部#8线圈匝间绝缘烧焦，由转子轴向外第2及第3匝铜线烧熔，检查主引线、导电螺钉、通风孔、平衡螺钉、线圈隔块等未见异常，如下图：该转子是由韩国斗山公司制造的，8号线棒整组（共12层）拆出检查，发现励侧端部靠内侧第2、3层接头焊缝烧熔严重，已整体断裂。第4层接头焊缝也已整体断裂，在断裂断面有明显的受热发黑的现象；励侧端部8、9号线圈及7、8号线圈间堆积了大量熔化的铜质物质，主要为靠内侧第2、3层线棒的熔化物。整个#8线圈由
12、GE公司采用机械切割方式取下（保留所有焊接点），以及其他6，7号线圈等，GE公司通过拉伸试验、超声波探伤不合格，这样在运行中由于机组频繁启停热应力可能导致焊接部位出现损伤导致过热使绝缘损坏。GE公司的工艺规范要求采用中频焊接后做超声波探伤，半匝线圈对接口的间隙控制在0.05mm以下，使用HLAgCu80-5合金片插入后夹紧，焊接温度控制在717，超声波探伤接合面积不小于85%，过程是非常严格的。本身C型线圈平面对接方式有效接触面相对较小，而国内看到的一些发电机转子两半匝线圈接合面采用燕尾楔形增加了有效接合面。390H发电机C线圈半匝对接面案例二：转子匝间绝缘位移产生匝间短路JL电厂2机组自20
13、07年3月5日投产以来，发电机组运行状况良好。但最近在机组启动过程中，当转子升速过发电机一阶临界转速时（约800rpm），发电机前轴承7X轴振有明显增大，最大达到192m。查阅历史站振动数据：机组正常运行时7瓦轴振水平基本稳定在70m，但启动过一阶临界时的振动数据自09年3月份以来呈逐渐上升趋势。现场第1次试验情况：在启动升速过程中，轴振7X过临界时的振动峰值突变达到6.32 mils（161m），过临界后振动迅速下降，直至定速3000rpm ，7瓦振动均属良好范围；在机组降速过一阶临界转速时，7瓦轴振始终正常，未出现尖峰波形。现场第2次试验情况：紧接进行第二次升速试验，主要验证振动的重复特性
14、及振动与加减励磁的关联性（燃机在启动升速过程中，发电机必须先加励当同步电机用）。轴振7X过临界时的振动峰值突变达到7.13 mils（181m），当转速升至1000rpm后迅速打闸停机（发电机自动去励），该振动从120m瞬间陡降至30m，说明发电机异常振动与加载励磁相关。振动跳闸录波日期转速（rpm）轴振（m）09年01月06日8809109年01月10日8119809年03月01日89712309年03月02日86913409年03月15日78915109年03月17日80812309年03月21日80517709年03月24日79416109年03月31日782166盘车状态下转子的交流阻
15、抗值变化率17%（150VAC，与交接试验值对比），3000转/分时交流阻抗值变化率38%(150VAC,与交接试验值对比)，显示转子有明显的匝间短路现象。转子抽出后，用压降法检查转子缺失存在匝间短路问题，现场用内窥镜检查发现转子端部线圈转角部位匝间绝缘均存在比较严重的位移问题，其中短路点的上线线匝间绝缘已经大部移出，而且通过各匝电位测量可以找到多个短路点。匝间绝缘脱落位移正常匝间绝缘用环氧树脂板胶粘，并在R角部位有增加一层绝缘层，可见胶粘的工艺或胶水质量问题可能导致匝间绝缘不能承受频繁启动导致线圈膨胀位移冷缩、环氧树脂板脱落，导致转子重新返厂线圈重新安装，用于粘贴匝间绝缘的GE公司环氧胶黏剂，工艺规范中所使用时间限制是45分钟。案例三：导电螺钉过热引起转子接地390H发电机转子接地探测方式采用单点方式，在励磁机（EX2100）中有接地探测模块，采用单独的信号注入法测量转子对地电阻，分为报警和保护跳闸二个阈值。BS电厂#1机（ 国内第一台投产的9FA 重型燃机）在2007年4月运行中发生发电机转子接地而跳闸，检查转子线圈对地绝缘电阻为0，经测量接地位置位于负极末端（用直流电压法测得该处电压为0），用内窥镜检查转子内部主引线、出槽口等未见异常，确认问题可能出现在导电杆与主引线、导电螺钉连接部位，以下为现场
