张雁鹏姜茜东方电气东方电机有限公司，四川德阳618000

摘要：结合多年来汽轮发电机事故频发的现状，主要介绍了轴系断裂事故、大轴弯曲事故、机组断油烧瓦事故、腐蚀裂

纹事故、绝缘击穿接地事故、转子线圈事故、定子事故、励磁系统事故等，并辅以大量典型案例作为佐证，引为借鉴。

关键词：汽轮发电机；事故；典型案例；分析

中图分类号：TM311；TM307 文献标识码：B 文章编号：1001—9006(2015)0l一0065-08

ExampIes of Major Accidents of Steam Turbine Generator

ZHANG Yonpeng，JIANG Qi6m，(Dong‰g Electrical Machinery Co．，Ltd．，618000，Deyang，sichuan，China)

Abstract：In recent yearS， there have been quite a 10t turbogenerator accidents causing tremendous losses．This paper presents a typical

series of major accidents， such as fhcture in shaft system，bending of sh血，of}oil aIId bearing-shoe ablation，fhction—corrosion cmck，

insulation bI℃akdown，rotor coil accident， stator accident and excitation accident，etc． Actual cases of these accidents are pIDvided fbr

use of refbrence．

Key wQrds：steam turbine genemtor；accident；typical cases；analysis

一般说来，汽轮发电机事故多缘于材料和结

构上的缺陷。但近年来，随着我国电力生产规模

的不断扩大、汽轮发电机单机容量的不断攀升，

因机组振动等原因造成的汽轮发电机事故也屡屡

发生，尤其是特重大事故的发生，已经严重影响

到机组的安全运行，同时给电厂和发电设备制造

厂带来巨大经济损失。下面从事故类型结合典型

案例对汽轮发电机常见事故进行介绍。

{轴系断裂事故

汽轮发电机机组的大部分事故，甚至比较严

重的设备损坏事故，均由振动引起，机组异常振

动是造成设备损坏的主要原因之一。机组振动会

使设备在振动力作用下损坏。长期振动会造成基

础及周围建筑物产生共振损坏。这当中，机组轴

系扭振现象是发展大电网和大机组所面临的重大

课题。1970年代以前，由于单机容量相对较小，

扭振的危害性并不突出。但近几十年来，随着超

高压大电网和大功率机组的投产，国内外陆续发

生多起网一机谐振造成机组严重损毁的重大事故，

引起全世界广泛关注。

1．1 日本海南3”机事故

1972年6月日本关西电力公司海南电厂容量

为600 Mw的38机在试运行中发生破坏性事故。这

次事故在机组发生巨大振动之后的极短时间内即

发生。

通常，汽轮发电机振动增大的原因很多，但

在如此短的时间内发生如此巨大的振动，34机11。

轴承损坏可谓该次事故的起因(见图1)。由于11”

轴承的轴承盖和轴承座装配质量不太好，试运行

中，转速下降时轴振动特别大，磨损了螺栓的螺

纹；超速试验时(转速上升到3850 r／min)，118轴

收稿日期：2014—10—30

作者简介：张雁鹏(1963．)，男，1985年毕业于西安交通大学工程力学系，学士，工程师。现在东方电机有限公司从事汽轮发电机制造工

艺工作。

姜茜(1966-)，女，2000年毕业于四川师范大学文学院汉语言文学专业，本科，副研究馆员。现在东方电机有限公司从事期刊

编辑和技术情报工作。

承的轴振动骤然增大，致使轴承盖固定螺栓脱出，

上轴瓦脱落；而上轴瓦和挡油环一起飞出后，便

无法向轴承下半部提供润滑油，11 8轴承作用消失。

这时，油膜阻尼降低，导致轴系临界转速下降，

接近当时的实际转速(3850 r／min)，引发共振，共

振随即导致励磁机轴出现巨大振动(见图2)。在机

组发生巨大振动之后的极短时问内，多段轴断裂，

零部件飞出，并引发火灾，酿成特大事故。图3为

9”和104发电机轴承结构，图4为114轴承结构图。

l*轴承

图1 汽轮发电机组轴承结构图

转速／rmin一1

图2 转速下降时各轴承处的轴振动

图3 9。、10“轴承结构图

lI，《毓沁捧婚_i Jfr∥

飞眇‘谢j图4 11”发电机轴承结构图

随着发电机容量的增大及转轴的增长，汽轮

发电机的振动问题将会变得更加重要，因此在结

构、安装、试运行各方面都应尤为重视。该事故

的教训说明，对轴承安装及固定必须采用一种充

分考虑了振动问题的安装工艺方法。另外，应从

平衡调整方法人手，改进发电机包括励磁机的整

个轴系振动计算的检查方法。

1．2陕西某电厂5。汽轮发电机组轴系断裂特大

事故

1988年2月陕西某电厂(200 Mw)5”汽轮发

电机组在进行提升转速的危急保安器动作试验时

发生了轴系断裂的特大事故。轴系7处对轮螺栓、

轴体5处断裂，共断为13段，主机基本毁坏。

当日，做1 8飞锤提升转速试验时，试验人员

将54机盘上转速表显示的3228 r／min，误看作

3328 r／min，并手按集控室停机按钮，使得机组跳

闸，但并未与相关试验人员联系，致使他们误认

为1”飞锤已经动作。做2。飞锤提升转速试验过程

中，机组转速升至3302 r／min之际，发出类似于

汽门动作的声音，试验人员误认为2。飞锤已动作，

于是将超速试验手柄放开，后确认28飞锤并未动

作。当转速降至3020 r／min时，未发现异常，继续

进行29飞锤动作试验。随即，先听到升速叫声，

眼见副励磁机喷出灰尘，然后听到一声闷响，发

电机端部着火，1 4瓦盖翻起，高压后汽封喷出蒸

汽，试验人员跌倒。从听到升速叫声到发电机端

部着火时间仅约6～8 s⋯。

这次事故是由油膜失稳开始，突发性、综合

性强烈振动造成轴系严重破坏。该机组轴系稳定

性裕度偏低和机组转速飞升超速到3500 r／min～

3600 r／min是酿成这次事故的主要起因。

1．3 新疆某热电厂38汽轮发电机组特别重大事故

1999年2月新疆某热电厂34发电机——变压

器组发生污闪，38发电机组跳闸，机组电功率从

41 Mw甩到零。汽轮机抽汽逆止阀水压联锁保护

动作，各段抽汽逆止阀关闭，转速飞升到

3159 r／min后下降。有关人员到现场确认自动主汽

门是否关闭，确认转速，并启动交流润滑油泵检

查，调整同步器。当时机组振动正常，自动主汽

门和调速汽门关闭，转速2960 r／min，技术人员认

为是污闪造成机组甩负荷，复位调压器和同步器

后，同意维持空转、开启主汽门，并将汽机热工

联锁保护总开关切至“退除”位置。而复位低压

调压器时，出现机组加速，机头颤动，汽轮机声

音越来越大等异常情况。机组转速上升到

3300 r／min时，现场人员立即手打危急遮断器按

钮，关闭自动主汽门，同时将同步器复位，但机

组转速仍继续上升。他们又数次手打危急遮断器按

钮，但转速依然飞速上升。在转速达到3800 r／min

时，人员撤离，此时转速为4500 r／min。

约100 min左右，38机组发生超速飞车。随着

一声巨响，机组中部有物体飞出，保温棉渣四处

散落，汽机下方及冷油器处起火。

究其原因，1．27 MPa抽汽逆止阀阀碟铰制孔

螺栓断裂使阀碟脱落，抽汽逆止阀无法关闭，是

机组超速飞车的主要直接原因。运行人员在发电

机差动保护动作后，本应先关闭抽汽电动门后解

列调压器，但却未明确上述操作的先后顺序，造

成关闭抽汽电动门和解列调压器的无序操作，这

是机组超速飞车的次要原因。

1．4辽宁某电厂1 4汽轮发电机组轴系断裂事故

1999年8月，辽宁某电厂准备检查调速汽门

开度时，主汽门关闭，同时伴随一声巨响，发电

机后部着火，轴系断为11段，呈10个断裂面，机

组严重损坏。其中5处为轴断裂，4处为对轮螺栓

断裂，1处为齿型联轴器失效。正是因为齿轮联轴

器失效，才使得运行中主油泵小轴与汽轮机主轴

脱开。

主油泵停止工作、转速失去监测、调节系统

失控，上述因素耦合的特殊工况致使低压缸铸铁

隔板在压力波冲击作用下碎裂，这是轴系损坏的

主要原因。该起事故中，低压缸铸铁隔板碎裂损

坏，静、动部件严重碰磨，机组发生强烈振动，

则是转子断裂、轴系破坏的主要原因。

而齿型联轴器失效，导致转速失去监测、调

节系统失控，中压缸瞬时进入大量蒸汽，这种情

况当时在国内从未曾发生。现场运行人员对此缺

乏正确判断，认为“无异常”，仍按正常操作程序

进行起动，致使中、低压缸瞬时进入大量蒸汽，

也是原因之一。

2大轴弯趣事故

2．1 黑龙江某电厂大轴弯曲事故

1993年11月，黑龙江某电厂电机检修人员在

28机处理励磁机整流碳刷冒火缺陷时，因处理工艺

水平、技术水平不高，引起环火，导致2”发电机

失磁，有功负荷急剧摆动，调速汽门失控，为这

次事故埋下祸患。当电气运行值班员为控制发电

机失步，用同步器减28机有功负荷时，已调整无

效，故断开灭磁开关，解列该机。2”机解列后，调

速汽门不但无法关闭，维持机组空转，且转速急

速飞升，引起危急保安器动作，自动主汽门关闭。

由于自动主汽门有卡涩缺陷，未关严，造成机组

超速事故：首先是汽机末三级叶片断裂损坏，并

击穿低压缸发出第一次爆炸声，机组强烈振动，

串轴加大，轴系稳定破坏，进而损坏发电机密封

瓦；其后，氢气溢出发生第2次爆炸声并着火，同

时引燃汽机透平油及部分电缆；随之，轴系进一

步失稳，破坏全部轴承，扭断主轴，使汽轮发电

机组各动静部分严重碰磨、撞击，机组严重损坏。

关闭主蒸汽管电动主闸门及总汽门后，才完全切

断进汽，转子失去转动动力而停止，整个过程的

时间短暂。

2．2国内某电厂1”机大轴弯曲事故

1998年7月，国内某电厂1”机组进行第3次

启动时，发生大轴弯曲事故。弯曲的直接原因在

于高压转子胀差越限，没有及时打闸停机，导致

高压前后汽封和隔板汽封轴向、径向碰磨，打闸

后惰走过程中高压胀差最大达+5．02 mm。

高压胀差越限由以下因素引起：

(1)接线错误，功率表无指示，没有及时停机

处理，高压油动机又开到最大，从而增大了高压

胀差的变化率。

(2)机组参数不匹配。

(3)违反运行规程。规程规定，高压胀差+3．O

r砌报警，+4．O mm打闸，但该机在高压胀差到4．46

Hun时才解列、打闸，机组经过长达24 111in惰走到静

止，加重了轴向、径向磨损，造成大轴弯曲事故。

i麓瀚粪蕤瀚鬻蘸麓藤iilill黼蘩l戮鎏蘸鬻l鬻黍蒺i豢蒺黍鬻i黍蘩l

汽轮机组润滑油系统是整个汽轮发电机组的

一个重要组成部分，润滑油系统出现异常，严重

时会导致汽轮机烧瓦、轴颈拉伤、大轴弯曲、转

子动静磨擦甚至整机损坏等恶性事故的发生。实

际运行中，因润滑油系统故障而被迫停机的事情

常有发生。轴颈损伤对汽轮发电机组影响大，且

轴颈损伤的同时常常伴随机组烧瓦。

3．1 浙江某电厂1。汽轮发电机组烧瓦事故

1988年8月，浙江某电厂l。汽轮发电机组因

油系统中渗有大量空气，自动主汽门自行关闭，

调速油泵又未自启动，交流润滑油泵刚自启动即

被直流油泵自启动闭锁，故直流油泵自启动后电

机烧损，致使断电烧瓦，构成重大事故。

应该说，主油泵工作失常是该事故的起因。

这次跳机事故之所以扩大成断油烧瓦，主要原因

在于直流润滑油泵自启动后电机烧毁，而直流润

滑油泵电机烧毁时直流母线电压偏低，造成调速

油泵、交流润滑油泵手动抢合不成。

3．2 山西某电厂300 MW机组断油烧瓦事故

1999年12月山西某电厂11”300 MW机组发

生断油烧瓦事故。事故造成发电机两侧6、7轴瓦

钨金烧损，发电机转子下沉2～3mm，油档磨损。

3．3河南某电厂1”机组5。轴瓦烧损事故

2004年9月，河南某电厂1 4机组的168 h试

运后消缺工作结束，重新启动，运行27 h后，18

机组5。轴瓦温度异常升高到113．35℃。5’瓦金属

温度开始上升过程中，其振动也出现异常波动，故

于9月30日18：58分紧急停机，10月24日启动，

机组总共停运24天。

其原因在于，5。轴瓦在制造期间少了一道脱氢

工艺，使得钨金与瓦块接合面处存有氢气，运行

中氢气聚集导致轴瓦鼓包，破坏了顶轴油膜压力，

引起轴瓦温度升高，积累至一定程度后，油膜压

力下降几乎到零，从而导致轴瓦磨损，这是该事

故的主要原因。运行中润滑油质较脏，也是机组

运行的一个不安全因素。

3．4江苏某电厂2台600 MW超临界汽轮机组轴

颈损伤

江苏某电厂安装有2台600 MW超临界机组。

2006年3月3日，c级检修发电机抽转子发现发电

机励端轴瓦严重磨损，轴颈亦严重磨损。3月8日

揭开8”轴瓦瓦盖时，发现8。轴瓦轴颈中间部位严

重磨损，磨损发生在8”轴瓦轴颈中间位置，轴向

长约420 mm的轴段，磨损深度(半径方向)

O．01—0．80 mm．最深约1．0 mm¨o。

翻出8。轴瓦上瓦后发现，上瓦有轻微擦伤，8。

轴颈则严重刮伤，有17条伤痕，最大伤痕宽约

2 mm，深约1 mm，伤痕呈圆周状，从中间到两侧

依次渐密地分布在8。轴颈处。翻出8“轴瓦下半瓦

后发现，发电机端顶轴油囊基本被磨损或被磨损

的钨金填平，电机端瓦的表面钨金磨损严重，而

汽端钨金表面有严重拉毛现象，拉毛处附着大量

纤细钢丝。滤网严重破损造成大量的纤细钢丝进

入润滑油系统：大量的纤细滤网钢丝随着润滑油

涌进轴颈与轴瓦之间，破坏了轴与瓦之间的油膜，

加剧了轴与瓦间的摩擦。

事故发生时，顶轴油母管压力已降至9 MPa，

低于设计值12 MPa。在该压力下，8。轴颈已不能

完全顶起。由于顶轴油母管压力下降，导致轴颈

与轴瓦问隙减小，而此时低压缸两侧的轴瓦随轴

承座受凝汽器真空影响而单边偏折，从而易引起

轴瓦单侧烧瓦

嚣赣黛穗赫慧鬟黧鬻缀震蒸纛瓣纛4．1 护环应力腐蚀裂纹

护环用以保护转子端部线圈，尤其两级汽轮

发电机转速高，护环得承受很大的机械应力，是

汽轮发电机最关健的锻件，因此人们对护环材料

的质量要求相当高。

2000年前，国产和进口300 MW及以上容量

的汽轮发电机都曾发生不同性质的事故，而护环

事故比较突出，其中应力腐蚀破裂又占大多数，

为此造成有的发电机事故后停机上千小时进行修

复，损失电量上亿k矾，特别值得注意。如1987年某电厂7。发电机组于1986年11月

投产，1987年1月事故停机。护环经检查发现嵌

装面圆角处有应力腐蚀裂纹群。山西某电厂

200 Mw氢冷机组1985年投产，1988年大修时检

查发现其3。发电机2个护环共5处存在晶界纹，励

侧有一处延晶裂纹，长约4 mm，汽侧有一处腐蚀

坑和晶界裂纹，裂纹长2 t砌，一般长度为

0．1～0．3r啪。所以应防止护环应力腐蚀、防止不平

衡电流(负序流)超过规定值烧损护环、防止发电机

超速损坏护环。

4．2定子线棒裂纹事故

某电厂5”、68发电机系原苏联1950年代设计

产品，容量200 Mw，1979年投运。但从1993年

开始，5。、6。发电机曾4次出现两端部铁心松动、

过热及断齿现象，后又发现定子线棒松动磨损∞j。

2002年对6’发电机做两倍频测量，各槽线棒固有

振动频率均发生变化。2002年8月，6”发电机运

行中，定子线棒汽侧渐开线鼻部近集水盒R弯处

导线断裂漏水，停机转检修进行了更换线棒处理。

经检查，宏观可见7根线棒断裂，主要原因在于：

(1)发电机定子线棒松动，各槽线棒固有振动

频率由此发生变化，进而引起部分线棒共振，造

成线棒承受较大的周期循环应力。

(2)定子线棒汽侧渐开线鼻部近集水盒R弯处

导线由于加工时弯曲变形，使该处导线受弯曲力

作用且导线外圆部分受到拉应力；裂纹产生部位

系焊接区与非焊接区的交界处，故此处又是焊接

热影响区，该区域残余应力较大。另外，该部位

导线由于绑扎受到约束，所以较大的周期循环应

力集中作用于导线R弯处。

(3)扁铜管内腐蚀产物中S、cl和P等腐蚀性

物质长期作用于铜管内壁，于管内壁形成腐蚀坑。

在腐蚀和周期循环应力作用下，腐蚀坑处形成微

裂纹，逐步向外发展形成宏观裂纹，最后贯穿整

个管壁，造成扁铜管开裂泄漏。

(4)腐蚀性物质S、cl等应为冷却水带进来

的，水冷器有微漏处，运行过程中不断有少量循

环水被带人机冷水中。

(5)扁铜管内壁覆盖的含多种物质的腐蚀产

物，特别是含有Cu、Fe的腐蚀产物，在磁场作用

下易沉积，沉积物堵塞水流可造成发电机定子严

重烧损事故，这也是不容忽视的一个重要问题。

4．3转子裂纹事故

2002年4月，某电厂600 MW 34机组因振动过

大紧急停机。在制造厂检查时，发现励侧护环内

侧100 mm处径向跳动值最大达600“m，于是又对

发电机转子拔护环检查，发现其发电机转子励磁

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180 mm的裂纹，转子严重

损坏、报废。该事故造成的损失巨大。后来由于

处理得当，避免了更大事故的发生。此前，早在

1998年3月16日就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’发电机(国产优化型第3台)定转子换至

3。机组上，并于1998年7月10日投入运行。

励磁引线压板槽槽底根部R角处严重的应力

集中和锻件存在冶金夹渣及材料脆性，是造成转

子产生裂纹的主要原因。具体分析，发现制造厂

将励磁引线压板槽槽底根部R角曲率半径由原设

计6．35 Hun减小到3 mm，实际测量最小处仅约为

1 mm，且形状不规则并带有尖角，应力集中情况

尤为严重。同时，转子材质脆性转变温度FAlT及

冲击韧性超标，为不合格转子。此外，转子裂纹

性质为低名义高周疲劳开裂，裂纹断面面积约为

转子截面的l／3。裂纹断口为新月形呈浅碟状，断

面平坦呈细瓷状，断口附近未见明显宏观变形，

为亚临界裂纹扩展。断口宏观形貌具有贝壳纹、

一次放射线和二次放射线等疲劳断裂特征，断裂

源位于励磁引线压板槽槽底根部R角及附近区域。

断口微观形貌具有条纹、小断块和与裂纹扩

展方向基本垂直的二次裂纹等疲劳特征。裂纹走

向从压板槽槽底根部R角区域开始，在垂直于变

截面过渡区主应力方向，沿径向和周向综合扩展，

形成疲劳断面。有20％～30％的断面为沿晶断裂，

表明材料呈脆性，对缺口的敏感性强。

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鬃i缝缫毒雾援避褰馥

绝缘击穿接地是汽轮发电机的一种多发事故，

如某电厂600 MW发电机，因转子励磁引线压板螺

栓头断裂，造成机毁，损失惨重，历时半年才得

以修复。又如另一台进口的660 Mw发电机，1994

年12月并网运行，1996年发生事故，总共只运行

了3702 h。事故后停机检查，发现定子B相绝缘

被击穿接地，汽端定子铁心第2l槽有4段铁齿烧

损，出现150 mm×90 mm×50 mm的大洞，烧损

情况如图5所示，部分线棒绝缘因过热损坏，铁心

熔化产生的金属熔渣将转子表面和定子瞠内击伤，

历经4个月才得以修复。事故原因一是铁心有伤，

产生较大涡流，二是端部通风不良。

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图5汽侧铁心烧损部位

上述事故中，制造质量欠佳是发生事故的主

要原因，这包括设计、工艺、原材料、厂内试验

等，但最主要的还是管理问题。原本有些质量问

题在制造厂或工地经返修是可以排除的，而有些

质量问题却无法修复、弥补，造成永久性缺陷。

比如加工轴颈时其直径小于设计值，或因在厂内

做超速试验时断油发生轴颈研磨，不得不将轴颈

直径车小，轮子通风孑L加工时局部地方的通风孔

横截面积小于标准值等。

◇j发毫瓤襞子线圈事敌

6．1 发电机转子线圈引出线崩毁事故

发电机转子线圈是发电机励磁的重要组成部

分，其引出线崩断，会使运行中的发电机定子线

圈失去励磁而引发事故M J。

四川某电厂14发电机1992年投入运行。由于

辅机设备突然故障短时停机，发电机和励磁机的

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。l”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 MVar、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，不

久，发电机滑环处突然迸发出长达1 m的强烈火

花，立即按下紧急跳闸按钮，1。发电机解列停机。

穿过正极滑环的负极引线绝缘受损，是造成负极

引线与正极滑环短路的原因。

从设计方面来看，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”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。

这样的设计存在如下弊端：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

使发电机侧的滑环与发电机端盖间的距离相对缩

短，仅有25 mm(发电机正、负极滑环按两端设计

布置，该尺寸为50 mm)，起吊发电机端盖很容易

机械撞伤引线绝缘，十分不便日常检查穿过正极

滑环处负极引线的绝缘及引线下的绝缘垫块。

发电机正、负极滑环的表面，每隔10 mm的

宽度有起冷却作用的螺旋形导风沟(宽约5 mm)，

存在弊端：使得碳刷有效接触面降低，接触电阻

加大，发热增大，温度升高。最恶劣的时候，14机

正、负极滑环温度高达120℃；螺旋形导风沟(宽

约5 mm)过宽，碳刷与导风沟相切割力度变化大，

磨损脱落的碳粉较多。

6．2转子绕组匝间短路或接地故障

转子绕组匝间短路或接地故障，轻则使机组

振动增大超标，重则使机组大轴、轴承及其他部

件磁化，以致烧损等，危害机组安全运行。

如某电厂1 4发电机，1991年8月投入运行，

1993年4月发生转子绕组匝间短路并接地故障。事

故后拔护环检查，发现护环下绝缘瓦块烧穿，汽

侧S极7”、8”线包表层线匝有短路痕迹，其问绝缘

隔板被烧成深15 mm、长100 mm的沟槽，88线包

表层线匝烧成缺口，面积为9 mm×10 mm，密封

瓦及转子轴颈大面积烧伤，大轴磁化。事故原因

是制造过程中端部遗留有金属异物，经长期运行

使得线匝短路。

又如某电厂1”发电机．1993年3月投入运行，

转子频繁出现不稳定接地信号，数次进行技术处

理，消除接地点。1998年6月，机组消除缺陷后

在启动中出现发电机5”、64瓦轴振增大。重新检查

转子绕组时．发现最小一套线包(最里面)引至滑

环的软连接线呈n形，与第二套线包底匝铜导线

短路，后在现场处理恢复运行。

再如某电厂4”双水内冷发电机于1995年12月

突然发生转子滑环着火事故。事后检查，发现正

极滑环烧毁、刷架烧焦、负极引线入口处烧成椭

圆形空洞(约40 mm×50 mm×60 mm)，2／3以上

铜皮引线截面烧断，从整流柜接到正极滑环的6根

电缆长达600 mm绝缘及铜鼻子被烧毁，原因是转

子绕组先发生一点接地后发展为正负极短路。

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7．1定子绕组事故

7．1．1 水冷定子线圈烧坏

国产QFSN一3002—2型(水氢氢)和QFS一3002—2

型(双水内冷)发电机定线圈均是水内冷，近年来发

生多台定子线圈烧坏事故。发电机在运行中因线

圈局部温度升高，绝缘过热损坏造成线圈接地短

路。事故后检查发现，多台发电机定子线圈中空

心导线内有异物，堵塞了导线空心部分，造成局

部过热，损坏绝缘，有的甚至将导线烧熔，铁心

也受到不同程度的损坏。

空心导线被异物堵塞的原因，大部分是在制

造过程中造成的。如有2台发电机在事故后检查出

空心导体中遗留有在厂内做水压试验时用的堵头

(橡皮塞)。造成堵塞的原因还有：因过滤网破裂

致使杂物进入水路引起堵塞，或过滤网清理不及

时造成杂物堵塞，PH值控制不当造成铜管中结垢

(氧化铜)而发生堵塞等。图6为转子引线固定

结构。

转

A向

引线夹板俯视网

图6转子引线固定结构

头部断裂

7．1．2定子空心铜线或引水管破裂漏水

QFS一300—2型发电机发生过多台次空心铜导

线破裂漏水事故，引水管破裂事故发生过5台次。

造成空心铜导线破裂的原因主要是对原材料或成

品的探伤检查不严格及工艺不良。引水管破裂原

因与检查不严、设计和工艺均有关，如相互交叉

磨破、与外壳距离不够而放电、固定不良导致磨

破、安装或检修时不慎受伤破裂等。

7．1．3定子水路断水

近年来，定子内冷水系统断水造成停机事故

较为突出。其原因包括，水箱水位过低、流量小

使断水保护运作停机；运行中水量波动过大、断

水保护动作；内冷水泵无安全阀，水路出现汽化，

中止流量；水泵振动大、辅助接触器不良使保护

动作及引水管破裂。

7．1．4 定子绕组出口短路

QFSN一300—2型发电机，先后有数台在运行

中发生过出口突然短路事故，原因各异。如某电

厂1”发电机因水蒸汽进入出线箱，造成绝缘电阻

降低，引起绕组接地短路，击穿出线箱，强大的

汽浪花将出线箱炸裂。运行1个月后停机检查，发

现副励磁机(无刷励磁系统)风扇12只M12固定螺

栓被切断。1993年和1996年，某电厂1 8发电机

(与上述发电机同型)先后因厂变爆炸造成出口短

路事故。检查发现，励端定子线圈渐伸线部位垫

块松动，T形压板下的环氧填料震碎，部分槽的端

部并头套接头渗水。又如某电厂1”发电机，由于

定子AB引线绝缘盒密封不严，电位较高，A1引

线表面有油污形成爬电通路，通过引线绝缘支架

的固定螺丝栓接地，导致Bc相相电压升高，C相

一线圈引水管接头对内端盖放电，最终形成三相

接地短路。事故后检查发现，A相过渡引线并联块

(或称软联接头)处严重烧伤，B相并联块绝缘盒

炸裂，B2、38”槽接头引水管锥体部分鲷线烧断，

内端盖2根固定螺栓烧熔。

8．2定子铁心事故

定子铁心事故方面，汽轮发电机铁心损坏事

故也比较多见，有的是在制造厂内发现，有的在

运行中发现。例如：某电厂3。发电机，因转子上3

只平衡螺丝脱落，将定子铁心磨损，约有20多个

铁心段受到磨损，造成局部铁心短路。某电厂48

发电机，在制造厂内作铁损试验时，发现局部严

重过热，后在厂内返工。某电厂14发电机，在厂内

叠装铁心时，将19”、29”、394、49”槽的铁心段的通

风道压扁，造成通风道狭窄，只剩42～5．5 I砌(正

常为8 mm)，使定子铁心出现终身缺陷。某电厂因

叠装铁心时工艺未按技术要求，致使铁心出现松动。

鬟蒺麓精簟霾峰i羹豢溪粪鍪i蘩鬻粪豢鬻蒺鬻蒺黍震i8。1 副励磁机烧损

某电厂38发电机系国产优化型600 MW汽轮发

电机，试运及投运后即出现问题。该型发电机采

用无刷励磁系统，有主、副励磁机。安装调试运

行中，发生过副励磁机引出线断裂引起短路接地

事故，将副励磁机烧损。究其原因，均与设计、

工艺有关，系引线与外壳距离较短、引线固定不

牢振动过大所致。

8．2 转子励磁引线固定螺栓断裂事故

同样是该机，1996年1月正式投运，1998年

3月发生转子励磁引线夹板螺栓头断裂后窜出，将

定转子打伤，造成定子绕组绝缘损坏短路接地事

故，发电机受到严重损坏。制造厂分析认为，螺

栓断裂原因是加工尺寸不符合图纸要求，转轴上

螺孔深度没有达到设计要求，引线夹板未被压紧

使螺栓头承载交变应力，加之螺栓加工面粗糙．

应力过于集中发生疲劳断裂。

8．3厂内加工转子时发生误切引发事故

某电厂4”发电机与上述发电机同型。厂内加

工转子时，将励磁机端轴颈车出长200 mm、宽

2 mm、深1．5 mm的沟，只得将轴颈车小，因而造

成永久性缺陷。

鬃鬻囊赣i鬻繁瓣鬻黧鬻蘩鬻戮攀l震蒺纂鬻l戮鬻综上所述，从制造过程、安装调试及发电机

投运后的事故来看，引发事故，尤其重、特大事

故的主要原因在于制造质量欠佳。这当中，有设

计、工艺、原材料、厂内试验等诸多因素，也有

操作人员责任心不强、不按规程操作的因素，但

最主要的仍要归咎于管理因素。有些质量问题尚

能在公司内或电厂经返修予以排除，但有些则已

无法修复与弥补，造成永久性缺陷和重大经济损

失，教训沉重。对于大型发电设备制造厂家来说，

进一步深化管理、强化责任意识，不断提高制造

质量和技术水平，才能减少甚至杜绝类似汽轮发

电机事故的发生。所以，在此方面，企业依然任

重而道远。

参考文献：

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