導電螺釘松動(dòng)，轉子故障停機
【簡(jiǎn)述】2009年10月31日，某電廠(chǎng)1號發(fā)電機在運行中滑環(huán)的導電螺釘松動(dòng)，導致接觸電阻增大，出現過(guò)熱引起弧光放電，造成導電螺釘燒損，機組手動(dòng)解列。
【事故經(jīng)過(guò)】事故前工況: 有功188MW，無(wú)功76Mvar，定子電流7500A，定子電壓15.84kV，轉子電壓290V，轉子電流1578A，主勵定子電壓253V，主勵定子電流1122A，機組AGC投入運行。1號發(fā)電機組于2007年8月進(jìn)行了通流改造，發(fā)電機轉子進(jìn)行返廠(chǎng)處理，各項試驗合格，2008年7月和2009年10月進(jìn)行兩次小修。
2009年10月31日16時(shí)14分，警鈴響，1號發(fā)電機來(lái)“A套調節器強勵動(dòng)作”、“發(fā)電機失磁保護動(dòng)作”信號、“發(fā)變組保護屏失磁保護Ⅰ（失磁減載）動(dòng)作”，“轉子一點(diǎn)接地保護告警”、“發(fā)電機逆功率告警”，有功負荷下降至零。運行人員現場(chǎng)檢查發(fā)現1號發(fā)電機轉子滑環(huán)處冒煙有火花。16時(shí)19分，手動(dòng)解列發(fā)電機。
檢查發(fā)電機轉子勵磁碳刷無(wú)過(guò)流、過(guò)熱現象，刷架完好。用500V兆歐表測發(fā)電機轉子絕緣電阻為0歐姆，對刷架、碳刷及各部絕緣部分進(jìn)行清理，再次測絕緣，仍然為0歐姆。對刷架拆除，進(jìn)行解體檢查，發(fā)現發(fā)電機轉子正、負極滑環(huán)表面光滑、無(wú)過(guò)熱燒傷痕跡，負極側滑環(huán)導電螺釘燒損，風(fēng)扇環(huán)負極側根部有過(guò)熱熔化痕跡。發(fā)電機滑環(huán)罩勵磁機側密封環(huán)與轉子軸有摩擦痕跡，并且密封環(huán)的密封墊過(guò)熱。風(fēng)扇環(huán)護板負極滑環(huán)側有熔化的金屬顆粒，分析為導電螺釘熔化后，在高速旋轉時(shí)甩到護板的側壁上。轉子抽出后，檢查轉子外觀(guān)無(wú)異常、通風(fēng)孔無(wú)堵塞現象。
【事故原因】
從DCS記錄看，轉子電壓和電流在16時(shí)13分34秒之前運行正常，轉子電壓跟蹤發(fā)電機出口電壓調節轉子（勵磁）電流正常，定子電壓穩定，勵磁系統、發(fā)電機轉子系統故障前一直正常運行。
16時(shí)13分34秒，轉子電流和轉子電壓開(kāi)始擺動(dòng)，此時(shí)定子電壓基本穩定運行，造成轉子電流和電壓擺動(dòng)的原因分析為：轉子回路導電螺釘在集電環(huán)表面的壓緊螺母松動(dòng)，造成接觸電阻增大，螺母與集電環(huán)接觸部位開(kāi)始發(fā)熱，隨著(zhù)發(fā)熱與氧化的加劇，最終導致螺母與集電環(huán)接觸部位熔化，隨著(zhù)轉子的高速旋轉使熔化物在離心力的作用下飛出，熔化部位開(kāi)始放電產(chǎn)生電弧，導致轉子電流劇烈變化，為了維持出口電壓穩定，調節器不斷調節勵磁電壓以保持發(fā)電機出口電壓的穩定。在這個(gè)過(guò)程中，隨著(zhù)勵磁調節器的反復強勵，重復著(zhù)電弧的點(diǎn)燃與熄滅，發(fā)電機導電螺釘開(kāi)始向轉子內部熔化，當強勵電壓不能滿(mǎn)足電弧點(diǎn)燃時(shí)，發(fā)電機開(kāi)始失步，汽輪機轉速開(kāi)始上升，最終機械超速動(dòng)作，關(guān)閉主氣門(mén)，發(fā)電機進(jìn)入逆功率狀態(tài)。從發(fā)電機轉子端部看到負極導電桿有過(guò)熱跡象，導電桿絕緣已經(jīng)嚴重碳化。
綜上分析1號發(fā)電機在運行中滑環(huán)的導電螺釘松動(dòng)，導致接觸電阻增大、出現過(guò)熱引起弧光放電，是造成此次事故的直接原因。
【防范措施】
1. 在大修中嚴格按照檢修項目執行，保證檢修質(zhì)量，按照預防性試驗項目，做好每一項試驗，并做好記錄。當直流電阻與出廠(chǎng)比較有異常變化時(shí)，對導電螺釘進(jìn)行重點(diǎn)檢查是否松動(dòng)，同時(shí)導電螺釘鎖片進(jìn)行重新鎖緊，保證鎖片鎖緊良好。
2. 在小修中增加轉子直流電阻檢測項目，如有異常對導電螺釘進(jìn)行解體檢查處理，同時(shí)對轉子滑環(huán)導電螺釘進(jìn)行檢查是否存在過(guò)熱現象，檢查鎖片完好且不能松動(dòng)，保證鎖片起到鎖緊作用。
3. 加強技術(shù)監控管理，嚴格按照試驗規程要求，對直流電阻進(jìn)行對比分析，查找歷次試驗記錄，并與其縱向比較，不放過(guò)任何異常數據，并詳細記錄試驗結果。
4. 檢修人員要加強滑環(huán)部位的測溫工作，定期對滑環(huán)部位進(jìn)行紅外成像測溫，機組啟動(dòng)后勵磁電壓、電流達到額定時(shí)進(jìn)行一次紅外成像測溫，并做好記錄。保存每月1日、15日的紅外成像圖像記錄，記錄中要有測量時(shí)的機組有功功率、無(wú)功功率、勵磁電流、環(huán)境溫度等數據，每月進(jìn)行一次分析比對。
5. 運行人員要加強巡視，每?jì)尚r(shí)用紅外測溫儀測量集電環(huán)和碳刷的溫度。明確要求滑環(huán)測量中間部位，碳刷測量刷辮與碳刷的結合部位，每班進(jìn)行一次記錄。發(fā)現溫度異常立即匯報并通知處理。