1 高砂水電廠概況

　　福建省高砂水電廠位于沙溪干流上，是沙溪流域梯級開發的第六級電廠，1992年9月開工興建，是一個具有發電、防洪、航運等綜合利用的中型樞紐工程。電站系低水頭逕流式，樞紐由溢流壩、河床式發電廠房、110 kV室內開關站、船閘等組成。總裝機容量50 MW，安裝4臺單機容量12.5 MW國產燈泡貫流式發電機組，相繼于1995，1996年投產。

　　2 發電機參數及結構

　　2.1 發電機參數

　　型 號：SFWG12.5-48/4950

　　額定轉速：125r/min

　　額定容量：12 500kW/13 889kVA

　　額定電壓：6 300V

　　額定電流：1 272A

　　定子外形尺寸：*5 100×2 350mm

　　絕緣等級：F級

　　2.2 發電機結構

　　定子機座采用整圓結構，定子鐵芯為貼壁結構，采用低損耗高硅鋼片沖制的扇形疊裝而成，全圓54根鴿尾筋定位，用壓圈及螺栓壓緊，鐵芯外徑為4 950 mm，內徑為4 500 mm，鐵芯長度為970 mm，無徑向通風溝，鐵芯外圓冷態時與機座內壁有約0.4 mm的間隙，熱態時則緊貼機座壁以散熱冷卻。在線圈層間與鐵芯槽底共設置了24個測溫元件，上下游各12個，每相8個，4個層間4槽底。轉子采用“T”型結構。

　　3 典型事故簡述

　　(1) 1996年3月，1號機在運行中發電機差動和電壓記憶過電流保護動作，機組事故停機。經檢查發現：靠定子下游側偏上方向，定子鐵芯齒壓條脫焊掉出造成定子A、C相線棒受剪切發生短路。廠家派老師到現場指導搶修，采取將燒壞的線棒甩開并短接的臨時措施，歷時25天才修復。

　　(2) 1997年7月，1號機在運行中定子內部突然冒煙，在冒煙過程中，發電機保護未發任何信號。經檢查發現：定子第5～26槽的鐵芯過熱變色，槽楔板燒焦碳化，鐵芯存在嚴重的短路現象。在吊出定子后，發現共有26個轉子磁極外園有著與定子鐵芯燒損部位相對應的明顯擦傷痕跡。在拆除鐵芯過程中，發現在鐵芯燒毀部位周圍共有9根定位筋存在明顯松動現象，其中有4根定位筋在鐵芯拆完后便掉落下來。廠家采取加固并更換部分定位筋，同時對定子鐵芯齒壓條進行加強補焊等措施。

　　(3) 1999年6月，3號機運行中，發電機進人孔冒出大量黑煙，且伴有濃烈的焦味，運行聲音異常，機組停機。經檢查發現定子、轉子相摩擦，定子下游側部分鐵芯磨損，跨9個齒部，寬約25 cm左右(0.225 m2)，有明顯的發熱痕跡，其槽楔板變色發黃并掉出，測其鐵芯內圓，發現定子變形成喇叭口狀，即上游側內徑大，下游側內徑小，原因為鴿尾筋固定螺桿和塞焊點斷裂發生定轉子掃膛事故。

　　(4) 2000年10月，2號機在并網運行中發生定子一點接地，停機檢查發現：定子上游側161～162槽之間的鐵芯齒壓條脫焊后卡在定轉子之間，造成162槽上層線棒和第161下層線圈棒受剪導致短路。經對定子進行全面檢查，發現除齒壓條脫落處鐵芯有松動外，其它部位均未見松動，決定采用就地更換損壞的線棒，在齒壓條脫焊處打入環氧齒壓條壓緊鐵芯并用環氧膠粘固的方法進行處理。

　　(5) 2001年7月，2號發電機差動保護及電壓記憶過電流保護動作跳閘停機。檢查發現，2號發電機發生定子108槽B相端頭跨接線熔斷，造成定子局部絕緣損壞形成AB相短路事故。后決定采用就地更換損壞的線棒。

　　4 事故原因分析

　　4.1 定子制造工藝上存在的缺陷

　　從事故后的檢修發現定子鐵芯與機座內壁的間隙大部分<0.4 mm，有的間隙甚至為0，不符合間隙應≥0.4 mm要求。當定子鐵芯達到一定溫度時，定子鐵芯熱膨脹后與機座內壁緊貼，至使鐵芯整體的熱膨脹失諧，當達到某種強度極限時，就可能拉斷或切斷鴿尾筋緊固件。

　　4.2 定子鐵芯材料制造工藝上存在的缺陷

　　鐵芯硅鋼片的質量達不到設計要求，沖片存在諸多缺陷。如芯片規格不同，疊片工藝粗糙，芯片有毛刺、變形、缺齒等現象，甚至厚度不一，從外觀看芯片噴漆質量較差，部分存在銹跡和絕緣脫落。

　　4.3 鐵芯壓緊結構存在問題

　　(1) 壓緊結構不能滿足鐵芯釋壓后的整體剛度。齒壓板上的各壓指相互高差超出規定值2 mm，相鄰兩塊齒壓板壓指的高差大于1 mm，超出范圍造成鐵芯表面波浪度大。

　　(2) 鐵芯穿心螺桿的絕緣較為薄弱，容易造成鐵芯短路而燒壞鐵芯。

　　(3) 多處鐵芯插入量大于3 mm，不符合設計要求，造成此原因之一是鐵芯疊好后，加壓工具有限，而進行分瓣加壓使鐵芯壓緊度相差較大。

　　4.4 發電機冷卻系統效率低

　　高砂水電廠4臺機組自投運以來，在氣溫較高季節里，由于發電機冷卻系統效率較低，發電機定子溫度經常達到110℃左右，使機組限負荷運行。

　　5 采取的措施

　　(1) 加強鴿尾筋與機座結合措施：每根鴿尾筋加裝4個圓柱銷，以增加鴿尾筋固定件的剪切強度，緊固螺桿M10×20材質由A3鋼改為35CrMO鋼。

　　(2) 定子鐵芯國產矽鋼片更換為日本進口H10矽鋼片，并保證芯片與基座間隙≥0.4 mm，滿足鐵芯整體的熱膨脹要求。

　　(3) 穿心螺桿與芯片穿心孔改用進口絕緣套管絕緣隔離，增大穿心螺桿與鐵芯芯片的絕緣強度。

　　(4) 穿心螺桿直徑由*27改為*29，上下齒壓板各54個穿心螺桿擴孔至*32。

　　(5) 上、下游齒壓板每隔50 cm加焊三角形筋板，以減小鐵芯釋放后的擴張度，增強鐵芯的整體剛度。全部齒壓板采用1Cr18Ni9Ti非導磁材料制成。

　　(6) 對芯片質量嚴格把關，剔除有　缺角、折彎、齒部或根部斷裂、槽楔尖角彎曲及絕緣強度低的芯片。

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