導電螺釘松動，轉(zhuǎn)子故障停機
【簡述】2009年10月31日，某電廠1號發(fā)電機在運行中滑環(huán)的導電螺釘松動，導致接觸電阻增大，出現(xiàn)過熱引起弧光放電，造成導電螺釘燒損，機組手動解列。
【事故經(jīng)過】事故前工況: 有功188MW，無功76Mvar，定子電流7500A，定子電壓15.84kV，轉(zhuǎn)子電壓290V，轉(zhuǎn)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月進行了通流改造，發(fā)電機轉(zhuǎn)子進行返廠處理，各項試驗合格，2008年7月和2009年10月進行兩次小修。
2009年10月31日16時14分，警鈴響，1號發(fā)電機來“A套調(diào)節(jié)器強勵動作”、“發(fā)電機失磁保護動作”信號、“發(fā)變組保護屏失磁保護Ⅰ（失磁減載）動作”，“轉(zhuǎn)子一點接地保護告警”、“發(fā)電機逆功率告警”，有功負荷下降至零。運行人員現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)1號發(fā)電機轉(zhuǎn)子滑環(huán)處冒煙有火花。16時19分，手動解列發(fā)電機。
檢查發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁碳刷無過流、過熱現(xiàn)象，刷架完好。用500V兆歐表測發(fā)電機轉(zhuǎn)子絕緣電阻為0歐姆，對刷架、碳刷及各部絕緣部分進行清理，再次測絕緣，仍然為0歐姆。對刷架拆除，進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機轉(zhuǎn)子正、負極滑環(huán)表面光滑、無過熱燒傷痕跡，負極側(cè)滑環(huán)導電螺釘燒損，風扇環(huán)負極側(cè)根部有過熱熔化痕跡。發(fā)電機滑環(huán)罩勵磁機側(cè)密封環(huán)與轉(zhuǎn)子軸有摩擦痕跡，并且密封環(huán)的密封墊過熱。風扇環(huán)護板負極滑環(huán)側(cè)有熔化的金屬顆粒，分析為導電螺釘熔化后，在高速旋轉(zhuǎn)時甩到護板的側(cè)壁上。轉(zhuǎn)子抽出后，檢查轉(zhuǎn)子外觀無異常、通風孔無堵塞現(xiàn)象。
【事故原因】
從DCS記錄看，轉(zhuǎn)子電壓和電流在16時13分34秒之前運行正常，轉(zhuǎn)子電壓跟蹤發(fā)電機出口電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子（勵磁）電流正常，定子電壓穩(wěn)定，勵磁系統(tǒng)、發(fā)電機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障前一直正常運行。
16時13分34秒，轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子電壓開始擺動，此時定子電壓基本穩(wěn)定運行，造成轉(zhuǎn)子電流和電壓擺動的原因分析為：轉(zhuǎn)子回路導電螺釘在集電環(huán)表面的壓緊螺母松動，造成接觸電阻增大，螺母與集電環(huán)接觸部位開始發(fā)熱，隨著發(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，隨著轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)使熔化物在離心力的作用下飛出，熔化部位開始放電產(chǎn)生電弧，導致轉(zhuǎn)子電流劇烈變化，為了維持出口電壓穩(wěn)定，調(diào)節(jié)器不斷調(diào)節(jié)勵磁電壓以保持發(fā)電機出口電壓的穩(wěn)定。在這個過程中，隨著勵磁調(diào)節(jié)器的反復強勵，重復著電弧的點燃與熄滅，發(fā)電機導電螺釘開始向轉(zhuǎn)子內(nèi)部熔化，當強勵電壓不能滿足電弧點燃時，發(fā)電機開始失步，汽輪機轉(zhuǎn)速開始上升，最終機械超速動作，關(guān)閉主氣門，發(fā)電機進入逆功率狀態(tài)。從發(fā)電機轉(zhuǎn)子端部看到負極導電桿有過熱跡象，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，導致接觸電阻增大、出現(xiàn)過熱引起弧光放電，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(zhí)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。當直流電阻與出廠比較有異常變化時，對導電螺釘進行重點檢查是否松動，同時導電螺釘鎖片進行重新鎖緊，保證鎖片鎖緊良好。
2. 在小修中增加轉(zhuǎn)子直流電阻檢測項目，如有異常對導電螺釘進行解體檢查處理，同時對轉(zhuǎn)子滑環(huán)導電螺釘進行檢查是否存在過熱現(xiàn)象，檢查鎖片完好且不能松動，保證鎖片起到鎖緊作用。
3. 加強技術(shù)監(jiān)控管理，嚴格按照試驗規(guī)程要求，對直流電阻進行對比分析，查找歷次試驗記錄，并與其縱向比較，不放過任何異常數(shù)據(jù)，并詳細記錄試驗結(jié)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)部位進行紅外成像測溫，機組啟動后勵磁電壓、電流達到額定時進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，記錄中要有測量時的機組有功功率、無功功率、勵磁電流、環(huán)境溫度等數(shù)據(jù)，每月進行一次分析比對。
5. 運行人員要加強巡視，每兩小時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(jié)合部位，每班進行一次記錄。發(fā)現(xiàn)溫度異常立即匯報并通知處理。