汽輪發(fā)電機(jī)組的大部分事故，甚至比較嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故，多由振動(dòng)引起，機(jī)組異常振動(dòng)是造成設(shè)備損壞的主要原因之一。機(jī)組振動(dòng)會(huì)使設(shè)備在振動(dòng)力作用下?lián)p壞；長(zhǎng)期振動(dòng)會(huì)造成基礎(chǔ)及周?chē)ㄖ锂a(chǎn)生共振損壞。這當(dāng)中，機(jī)組軸系扭振現(xiàn)象是發(fā)展大電網(wǎng)和大機(jī)組所面臨的重大課題。1970年代以前，由于單機(jī)容量相對(duì)較小，扭振的危害性并不突出；但近幾十年來(lái)，隨著超高壓大電網(wǎng)和大功率機(jī)組的投產(chǎn)，國(guó)內(nèi)外陸續(xù)發(fā)生多起網(wǎng)-機(jī)諧振造成機(jī)組嚴(yán)重?fù)p毀的重大事故，引起全世界廣泛關(guān)注。

日本關(guān)西電力公司海南電廠(chǎng)容量為 600MW的#3 機(jī)于 1972 年 6 月在試運(yùn)行中發(fā)生破壞性事故。這次事故在機(jī)組發(fā)生巨大振動(dòng)之后的極短時(shí)間內(nèi)即發(fā)生。

通常，汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)增大的原因很多，但在如此短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生如此巨大的振動(dòng)，#3 機(jī)#11 軸承（勵(lì)磁機(jī)處）損壞可謂該次事故的起因。由于#11軸承的軸承蓋和軸承座裝配質(zhì)量不太好，試運(yùn)行中，轉(zhuǎn)速下降時(shí)軸振動(dòng)特別大，磨損了螺栓的螺紋；超速試驗(yàn)時(shí)(轉(zhuǎn)速上升到 3850r/min)，#11 軸承的軸振動(dòng)驟然增大，致使軸承蓋固定螺栓脫出，上軸瓦脫落；而上軸瓦和擋油環(huán)一起飛出后，便無(wú)法向軸承下半部提供潤(rùn)滑油，#11 軸承作用消失。這時(shí)，油膜阻尼降低，導(dǎo)致軸系臨界轉(zhuǎn)速下降，接近當(dāng)時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)速(3850r/min)，引發(fā)共振，共振隨即導(dǎo)致勵(lì)磁機(jī)軸出現(xiàn)巨大振動(dòng)(見(jiàn)圖)。在機(jī)組發(fā)生巨大振動(dòng)之后的極短時(shí)間內(nèi)，多段軸斷裂，零部件飛出，并引發(fā)火災(zāi)，釀成特大事故。圖 3 為#9 ～#10 發(fā)電機(jī)軸承結(jié)構(gòu),圖 4 為#11 軸承結(jié)構(gòu)圖。

隨著發(fā)電機(jī)容量的增大及轉(zhuǎn)軸的增長(zhǎng)，汽輪發(fā)電機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題將會(huì)變得更加重要，因此在結(jié)構(gòu)、安裝、試運(yùn)行各方面都應(yīng)尤為重視。該事故的教訓(xùn)說(shuō)明，對(duì)軸承安裝及固定必須采用一種充分考慮了振動(dòng)問(wèn)題的安裝工藝方法。另外，應(yīng)從平衡調(diào)整方法入手，改進(jìn)發(fā)電機(jī)包括勵(lì)磁機(jī)的整個(gè)軸系振動(dòng)計(jì)算的檢查方法。

陜西某電廠(chǎng)(200MW)#5 汽輪發(fā)電機(jī)組于 1988年 2 月 ，在進(jìn)行提升轉(zhuǎn)速的危急保安器動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，發(fā)生了軸系斷裂的特大事故。軸系 7 處對(duì)輪螺栓、軸體 5 處斷裂，共斷為 13 段，主機(jī)基本毀壞。

當(dāng)日，做#1 飛錘提升轉(zhuǎn)速試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員將#5 機(jī)盤(pán)上轉(zhuǎn)速表顯示的 3228r/min，誤看作3328r /min，并手按集控室停機(jī)按鈕，使得機(jī)組跳閘，但并未與相關(guān)試驗(yàn)人員聯(lián)系，致使他們誤認(rèn)為#1 飛錘已經(jīng)動(dòng)作。做#2 飛錘提升轉(zhuǎn)速試驗(yàn)過(guò)程中，機(jī)組轉(zhuǎn)速升至 3302r/min 之際，發(fā)出類(lèi)似于汽門(mén)動(dòng)作的聲音,試驗(yàn)人員誤認(rèn)為#2 飛錘已動(dòng)作，于是將超速試驗(yàn)手柄放開(kāi)，后確認(rèn)#2 飛錘并未動(dòng)作。當(dāng)轉(zhuǎn)速降至3020r/min時(shí)，未發(fā)現(xiàn)異常，繼續(xù)進(jìn)行#2 飛錘動(dòng)作試驗(yàn)。隨即，先聽(tīng)到升速叫聲，隨即副勵(lì)磁機(jī)噴出灰塵，然后聽(tīng)到一聲悶響，發(fā)電機(jī)端部著火，#1 瓦蓋翻起，高壓后汽封噴出蒸汽，試驗(yàn)人員跌倒。從聽(tīng)到升速叫聲到發(fā)電機(jī)端部著火時(shí)間僅約6s至8s。

這次事故是由油膜失穩(wěn)開(kāi)始，突發(fā)性、綜合性強(qiáng)烈振動(dòng)造成軸系嚴(yán)重破壞。該機(jī)組軸系穩(wěn)定性裕度偏低和機(jī)組轉(zhuǎn)速飛升超速到 3500r/min ～3600r/min 是釀成這次事故的主要起因。

新疆某熱電廠(chǎng)#3 發(fā)電機(jī)——變壓器組于 1999年2 月發(fā)生污閃，#3 發(fā)電機(jī)組跳閘，機(jī)組電功率從41MW 甩到零。汽輪機(jī)抽汽逆止閥水壓聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作，各段抽汽逆止閥關(guān)閉，轉(zhuǎn)速飛升到3159r/min后下降。有關(guān)人員到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)自動(dòng)主汽門(mén)是否關(guān)閉，確認(rèn)轉(zhuǎn)速，并啟動(dòng)交流潤(rùn)滑油泵檢查，調(diào)整同步器。當(dāng)時(shí)機(jī)組振動(dòng)正常，自動(dòng)主汽門(mén)和調(diào)速汽門(mén)關(guān)閉，轉(zhuǎn)速2960r/min。技術(shù)人員認(rèn)為是污閃造成機(jī)組甩負(fù)荷，復(fù)位調(diào)壓器和同步器后，同意維持空轉(zhuǎn)、開(kāi)啟主汽門(mén)，并將汽機(jī)熱工聯(lián)鎖保護(hù)總開(kāi)關(guān)切至“退除”位置。而復(fù)位低壓調(diào)壓器時(shí)，出現(xiàn)機(jī)組加速，機(jī)頭顫動(dòng)，汽輪機(jī)聲音越來(lái)越大等異常情況。機(jī)組轉(zhuǎn)速上升到 3300r/min 時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員立即手打危急遮斷器按鈕，關(guān)閉自動(dòng)主汽門(mén)，同時(shí)將同步器復(fù)位，但機(jī)組轉(zhuǎn)速仍繼續(xù)上升。他們又?jǐn)?shù)次手打危急遮斷器按鈕，但轉(zhuǎn)速依然飛速上升。在轉(zhuǎn)速達(dá)到3800r/min時(shí)，人員撤離，此時(shí)轉(zhuǎn)速為 4500r/min 。

不久，#3 機(jī)組發(fā)生超速飛車(chē)。隨著—聲巨響，機(jī)組中部有物體飛出，保溫棉渣四處散落，汽機(jī)下方及冷油器處起火。

究其原因，1.27MPa抽汽逆止閥閥碟鉸制孔螺栓斷裂使閥碟脫落，抽汽逆止閥無(wú)法關(guān)閉，是機(jī)組超速飛車(chē)的主要和直接原因；運(yùn)行人員在發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后，本應(yīng)先關(guān)閉抽汽電動(dòng)門(mén)后解列調(diào)壓器，但卻未明確上述操作的先后順序，造成關(guān)閉抽汽電動(dòng)門(mén)和解列調(diào)壓器的無(wú)序操作，這是機(jī)組超速飛車(chē)的次要原因。

遼寧某電廠(chǎng) 1999 年8月準(zhǔn)備檢查調(diào)速汽門(mén)開(kāi)度時(shí)，主汽門(mén)關(guān)閉，同時(shí)伴隨一聲巨響，發(fā)電機(jī)后部著火，軸系斷為 11 段，呈 10個(gè)斷裂面，機(jī)組嚴(yán)重?fù)p壞。其中 5 處為軸斷裂，4 處為對(duì)輪螺栓斷裂，1處為齒型聯(lián)軸器失效。

正是因?yàn)辇X輪聯(lián)軸器失效，才使得運(yùn)行中主油泵小軸與汽輪機(jī)主軸脫開(kāi)。主油泵停止工作、轉(zhuǎn)速失去監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)失控，上述因素耦合的特殊工況致使低壓缸鑄鐵隔板在壓力波沖擊作用下碎裂，這是軸系損壞的主要原因。該起事故中，低壓缸鑄鐵隔板碎裂損壞，靜、動(dòng)部件嚴(yán)重碰磨，機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，則是轉(zhuǎn)子斷裂、軸系破壞的主要原因。

而齒型聯(lián)軸器失效，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速失去監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)失控，中壓缸瞬時(shí)進(jìn)入大量蒸汽，這種情況當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)從未曾發(fā)生?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員對(duì)此缺乏正確判斷，認(rèn)為“無(wú)異?！保园凑２僮鞒绦蜻M(jìn)行起動(dòng)，致使中、低壓缸瞬時(shí)進(jìn)入大量蒸汽，也是原因之一。

黑龍江某電廠(chǎng)電機(jī)檢修人員1993年11月在#2機(jī)處理勵(lì)磁機(jī)整流碳刷冒火缺陷時(shí)，因處理工藝水平、技術(shù)水平不高，引起環(huán)火，導(dǎo)致#2 發(fā)電機(jī)失磁，有功負(fù)荷急劇擺動(dòng)，調(diào)速汽門(mén)失控，為這次事故埋下禍患。當(dāng)電氣運(yùn)行值班員為控制發(fā)電機(jī)失步，用同步器減#2 機(jī)有功負(fù)荷時(shí)，已調(diào)整無(wú)效，故斷開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)，解列該機(jī)。#2 機(jī)解列后，調(diào)速汽門(mén)不但無(wú)法關(guān)閉，維持機(jī)組空轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)速急速飛升，引起危急保安器動(dòng)作，自動(dòng)主汽門(mén)關(guān)閉。

由于自動(dòng)主汽門(mén)有卡澀缺陷，未關(guān)嚴(yán)，造成機(jī)組超速事故：首先是汽機(jī)末三級(jí)葉片斷裂損壞，并擊穿低壓缸發(fā)生第一次爆炸，機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng)，串軸加大，軸系穩(wěn)定破壞，進(jìn)而損壞發(fā)電機(jī)密封瓦；其后，氫氣溢出發(fā)生第二次爆炸并著火，同時(shí)引燃汽機(jī)透平油及部分電纜；隨之，軸系進(jìn)一步失穩(wěn)，破壞全部軸承，扭斷主軸，使汽輪發(fā)電機(jī)組各動(dòng)靜部分嚴(yán)重碰磨、撞擊，機(jī)組嚴(yán)重?fù)p壞。關(guān)閉主蒸汽管電動(dòng)主閘門(mén)及總汽門(mén)后，才完全切斷進(jìn)汽，轉(zhuǎn)子失去轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力而停止，整個(gè)過(guò)程的時(shí)間短暫。

國(guó)內(nèi)某電廠(chǎng)#1 機(jī)組 1998 年 7 月進(jìn)行第三次啟動(dòng)時(shí)，發(fā)生大軸彎曲事故。彎曲的直接原因在于高壓轉(zhuǎn)子脹差越限，沒(méi)有及時(shí)打閘停機(jī)，導(dǎo)致高壓前后汽封和隔板汽封軸向、徑向碰磨，打閘后惰走過(guò)程中高壓脹差最大達(dá)+5.02mm。

高壓脹差越限由以下因素引起：

(1)接線(xiàn)錯(cuò)誤，功率表無(wú)指示，沒(méi)有及時(shí)停機(jī)處理；高壓油動(dòng)機(jī)又開(kāi)到最大，從而增大了高壓脹差的變化率。

(2)機(jī)組參數(shù)不匹配。

(3)違反運(yùn)行規(guī)程。規(guī)程規(guī)定，高壓脹差+3.0mm報(bào)警，+4.0mm打閘，但該機(jī)在高壓脹差到 4.46mm時(shí)才解列、打閘，機(jī)組經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)24min惰走到靜止，加重了軸向、徑向磨損，造成大軸彎曲事故。

汽輪機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)是整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)組的一個(gè)重要組成部分，潤(rùn)滑油系統(tǒng)出現(xiàn)異常，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)燒瓦、軸頸拉傷、大軸彎曲、轉(zhuǎn)子動(dòng)靜磨擦甚至整機(jī)損壞等惡性事故的發(fā)生。實(shí)際運(yùn)行中，因潤(rùn)滑油系統(tǒng)故障而被迫停機(jī)的事情常有發(fā)生。軸頸損傷對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組影響大，且軸頸損傷的同時(shí)常常伴隨機(jī)組燒瓦。

浙江某電廠(chǎng)#1 汽輪發(fā)電機(jī)組 1988 年 8 月因油系統(tǒng)中滲有大量空氣，自動(dòng)主汽門(mén)自行關(guān)閉，調(diào)速油泵又未自啟動(dòng)，交流潤(rùn)滑油泵剛自啟動(dòng)即被直流油泵自啟動(dòng)閉鎖，故直流油泵自啟動(dòng)后電機(jī)燒損，致使斷電燒瓦，造成重大事故。應(yīng)該說(shuō)，主油泵工作失常是該事故的起因。這次跳機(jī)事故之所以擴(kuò)大成斷油燒瓦，主要原因在于直流潤(rùn)滑油泵自啟動(dòng)后電機(jī)燒毀，而直流潤(rùn)滑油泵電機(jī)燒毀時(shí)直流母線(xiàn)電壓偏低，造成調(diào)速油泵、交流潤(rùn)滑油泵手動(dòng)搶合不成。

河南某電廠(chǎng)#1 機(jī)組在 2004 年 9 月的 168h 試運(yùn)后消缺工作結(jié)束，重新啟動(dòng)，運(yùn)行 27h 后，#1 機(jī)組#5 軸瓦溫度異常升高到 113.35℃。#5 瓦金屬溫度開(kāi)始上升過(guò)程中，其振動(dòng)也出現(xiàn)異常波動(dòng)，故于9 月 30 日 18：58 緊急停機(jī)，10 月 24 日啟動(dòng)，機(jī)組總共停運(yùn) 24 天。

其原因在于，#5 軸瓦在制造期間少了一道脫氫工藝，使得鎢金與瓦塊接合面處存有氫氣，運(yùn)行中氫氣聚集導(dǎo)致軸瓦鼓包，破壞了頂軸油膜壓力，引起軸瓦溫度升高，積累至一定程度后，油膜壓力下降幾乎到零，從而導(dǎo)致軸瓦磨損，這是該事故的主要原因；運(yùn)行中潤(rùn)滑油質(zhì)較臟，也是機(jī)組運(yùn)行的一個(gè)不安全因素。

江蘇某電廠(chǎng)安裝有 2 臺(tái) 600MW超臨界機(jī)組。2006 年 3 月 3 日，C 級(jí)檢修發(fā)電機(jī)抽轉(zhuǎn)子發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)勵(lì)端軸瓦嚴(yán)重磨損，軸頸亦嚴(yán)重磨損。3 月 8日揭開(kāi)#8 軸瓦瓦蓋時(shí)，發(fā)現(xiàn)#8 軸瓦軸頸中間部位嚴(yán)重磨損，磨損發(fā)生在#8 軸瓦軸頸中間位置，軸向長(zhǎng)約 420mm的軸段，磨損深度(半徑方向)0.01mm～0.80mm．最深約 1.0mm。

翻出#8 軸瓦上瓦后發(fā)現(xiàn)，上瓦有輕微擦傷，#8軸頸則嚴(yán)重刮傷，有 17 條傷痕，最大傷痕寬約 2mm，深約 lmm，傷痕呈圓周狀，從中間到兩側(cè)依次漸密地分布在#8 軸頸處。翻出#8 軸瓦下半瓦后發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)端頂軸油囊基本被磨損或被磨損的鎢金填平，電機(jī)端瓦的表面鎢金磨損嚴(yán)重，而汽端鎢金表面有嚴(yán)重拉毛現(xiàn)象，拉毛處附著大量纖細(xì)鋼絲。濾網(wǎng)嚴(yán)重破損造成大量的纖細(xì)鋼絲進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)：大量的纖細(xì)濾網(wǎng)鋼絲隨著潤(rùn)滑油涌進(jìn)軸頸與軸瓦之間．破壞了軸與瓦之間的油膜，加劇了軸與瓦間的摩擦。

事故發(fā)生時(shí)，頂軸油母管壓力已降至 9MPa，低于設(shè)計(jì)值 12MPa。在該壓力下，#8 軸頸已不能完全頂起。由于頂軸油母管壓力下降，導(dǎo)致軸頸與軸瓦間隙減小，而此時(shí)低壓缸兩側(cè)的軸瓦隨軸承座受凝汽器真空影響而單邊偏折，從而易引起軸瓦單側(cè)燒瓦。

護(hù)環(huán)用以保護(hù)轉(zhuǎn)子端部線(xiàn)圈，尤其兩級(jí)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高，護(hù)環(huán)得承受很大的機(jī)械應(yīng)力，是汽輪發(fā)電機(jī)最關(guān)健的鍛件，因此人們對(duì)護(hù)環(huán)材料的質(zhì)量要求相當(dāng)高。

2000 年前，國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口 300MW 及以上容量的汽輪發(fā)電機(jī)都曾發(fā)生不同性質(zhì)的事故，而護(hù)環(huán)事故比較突出，其中應(yīng)力腐蝕破裂又占大多數(shù)，為此造成有的發(fā)電機(jī)事故后停機(jī)上千小時(shí)進(jìn)行修復(fù)，損失電量上億 kWh，特別值得注意。

如 1987 年某電廠(chǎng)#7 發(fā)電機(jī)組于 l986 年 11 月投產(chǎn)，1987 年 1 月事故停機(jī)。護(hù)環(huán)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)嵌裝面圓角處有應(yīng)力腐蝕裂紋群。山西某電廠(chǎng)200MW 氫冷機(jī)組 1985 年投產(chǎn)，1988 年大修時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)其#3 發(fā)電機(jī)兩個(gè)護(hù)環(huán)共 5 處存在晶界紋，勵(lì)側(cè)有一處延晶裂紋，長(zhǎng)約 4mm，汽側(cè)有一處腐蝕坑和晶界裂紋，裂紋長(zhǎng) 2mm，一般長(zhǎng)度為0.1mm ～ 0.3mm。所以應(yīng)防止護(hù)環(huán)應(yīng)力腐蝕，防止不平衡電流(負(fù)序流)超過(guò)規(guī)定值燒損護(hù)環(huán)，防止發(fā)電機(jī)超速損壞護(hù)環(huán)。

某電廠(chǎng)#5、#6 發(fā)電機(jī)系原蘇聯(lián) 1950 年代設(shè)計(jì)產(chǎn)品，容量 200MW，1979 年投運(yùn)。但從 1993 年開(kāi)始，#5、#6 發(fā)電機(jī)曾 4 次出現(xiàn)兩端部鐵心松動(dòng)、過(guò)熱及斷齒現(xiàn)象，后又發(fā)現(xiàn)定子線(xiàn)棒松動(dòng)磨損。2002年對(duì)#6 發(fā)電機(jī)做兩倍頻測(cè)量，各槽線(xiàn)棒固有振動(dòng)頻率均發(fā)生變化。2002 年 8 月，#6 發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，定子線(xiàn)棒汽側(cè)漸開(kāi)線(xiàn)鼻部近集水盒 R彎處導(dǎo)線(xiàn)斷裂漏水，停機(jī)轉(zhuǎn)檢修進(jìn)行了更換線(xiàn)棒處理。經(jīng)檢查，宏觀(guān)可見(jiàn) 7 根線(xiàn)棒斷裂。主要原因在于：

(1) 發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒松動(dòng)，各槽線(xiàn)棒固有振動(dòng)頻率由此發(fā)生變化，進(jìn)而引起部分線(xiàn)棒共振，造成線(xiàn)棒承受較大的周期循環(huán)應(yīng)力；

(2)定子線(xiàn)棒汽側(cè)漸開(kāi)線(xiàn)鼻部近集水盒 R 彎處導(dǎo)線(xiàn)由于加工時(shí)彎曲變形，使該處導(dǎo)線(xiàn)受彎曲力作用且導(dǎo)線(xiàn)外圓部分受到拉應(yīng)力；裂紋產(chǎn)生部位系焊接區(qū)與非焊接區(qū)的交界處，故此處又是焊接熱影響區(qū)，該區(qū)域殘余應(yīng)力較大。另外，該部位導(dǎo)線(xiàn)由于綁扎受到約束，所以較大的周期循環(huán)應(yīng)力集中作用于導(dǎo)線(xiàn) R 彎處。

(3) 扁銅管內(nèi)腐蝕產(chǎn)物中 S、Cl 和 P 等腐蝕性物質(zhì)長(zhǎng)期作用于銅管內(nèi)壁，于管內(nèi)壁形成腐蝕坑。在腐蝕和周期循環(huán)應(yīng)力作用下，腐蝕坑處形成微裂紋，逐步向外發(fā)展形成宏觀(guān)裂紋，最后貫穿整個(gè)管壁，造成扁銅管開(kāi)裂泄漏。

(4)腐蝕性物質(zhì) S、Cl 等應(yīng)為冷卻水帶進(jìn)，水冷器有微漏處，運(yùn)行過(guò)程中不斷有少量循環(huán)水被帶入機(jī)冷水中。

(5)扁銅管內(nèi)壁覆蓋的含多種物質(zhì)的腐蝕產(chǎn)物，特別是含有 Cu、Fe 的腐蝕產(chǎn)物，在磁場(chǎng)作用下易沉積，沉積物堵塞水流可造成發(fā)電機(jī)定子嚴(yán)重?zé)龘p事故，這也是不容忽視的一個(gè)重要問(wèn)題。

某電廠(chǎng) 600MW#3 機(jī)組 2002 年 4 月因振動(dòng)過(guò)大緊急停機(jī)。在制造廠(chǎng)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)勵(lì)側(cè)護(hù)環(huán)內(nèi)側(cè) 100mm 處徑向跳動(dòng)值最大達(dá) 600 m，于是又對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子拔護(hù)環(huán)檢查，發(fā)現(xiàn)其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁側(cè)護(hù)環(huán)下本體與軸柄過(guò)渡圓角處，存在一沿轉(zhuǎn)子周向165 °、最大深度為 180mm 的裂紋，轉(zhuǎn)子嚴(yán)重?fù)p壞、報(bào)廢。該事故造成的損失巨大。后來(lái)由于處理得當(dāng)，避免了更大事故的發(fā)生。此前，早在 1998 年 3月 16 日就曾因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁引線(xiàn)壓板螺釘斷裂，造成發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子嚴(yán)重?fù)p壞返廠(chǎng)處理，同時(shí)將#4 發(fā)電機(jī) 定轉(zhuǎn)子換至#3 機(jī)組上，并于 1998 年 7月 10 日投入運(yùn)行。

勵(lì)磁引線(xiàn)壓板槽槽底根部 R角處嚴(yán)重的應(yīng)力集中和鍛件存在冶金夾渣及材料脆性，是造成轉(zhuǎn)子產(chǎn)生裂紋的主要原因。具體分析，發(fā)現(xiàn)制造廠(chǎng)將勵(lì)磁引線(xiàn)壓板槽槽底根部 R 角曲率半徑由原設(shè)計(jì)6.35mm 減小到 3mm，實(shí)際測(cè)量最小處僅約 1mm，且形狀不規(guī)則并帶有尖角，應(yīng)力集中情況尤為嚴(yán)重。同時(shí)，轉(zhuǎn)子材質(zhì)脆性轉(zhuǎn)變溫度 FATT 及沖擊韌性超標(biāo)，為不合格轉(zhuǎn)子。此外，轉(zhuǎn)子裂紋性質(zhì)為高周疲勞開(kāi)裂，裂紋斷面面積約為轉(zhuǎn)子截面的 1/3。裂紋斷口為新月形呈淺碟狀，斷面平坦呈細(xì)瓷狀，斷口附近未見(jiàn)明顯宏觀(guān)變形，為亞臨界裂紋擴(kuò)展。斷口宏觀(guān)形貌具有貝殼紋、一次放射線(xiàn)和二次放射線(xiàn)等疲勞斷裂特征，斷裂源位于勵(lì)磁引線(xiàn)壓板槽槽底根部 R 角及附近區(qū)域。

斷口微觀(guān)形貌具有條紋、小斷塊和與裂紋擴(kuò)展方向基本垂直的二次裂紋等疲勞特征。裂紋走向從壓板槽槽底根部 R 角區(qū)域開(kāi)始，在垂直于變截面過(guò)渡區(qū)主應(yīng)力方向，沿徑向和周向綜合擴(kuò)展，形成疲勞斷面。有 20%～ 30%的斷面為沿晶斷裂，表明材料呈脆性，對(duì)缺口的敏感性強(qiáng)。

絕緣擊穿接地是汽輪發(fā)電機(jī)的一種多發(fā)事故，如某電廠(chǎng) 600MW發(fā)電機(jī)，因轉(zhuǎn)子勵(lì)磁引線(xiàn)壓板螺栓頭斷裂，造成機(jī)毀，損失慘重，歷時(shí)半年才得以修復(fù)。又如另一臺(tái)進(jìn)口的 660MW 發(fā)電機(jī)，1994 年12 月并網(wǎng)運(yùn)行，l996 年發(fā)生事故．總共只運(yùn)行了3702h。事故后停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)定子 B 相絕緣被擊穿接地，汽端定子鐵心第 2l槽有 4 段鐵齒燒損，出現(xiàn) 150mm × 90mm × 50mm 的大洞，部分線(xiàn)棒絕緣因過(guò)熱損壞，因鐵心熔化產(chǎn)生的金屬熔渣將轉(zhuǎn)子表面和定子瞠內(nèi)擊傷，歷經(jīng) 4 個(gè)月才得以修復(fù)。事故原因一是鐵心有傷，產(chǎn)生較大渦流，二是端部通風(fēng)不良。圖 5 為汽側(cè)鐵心燒損部位。

上述事故中，制造質(zhì)量欠佳是發(fā)生事故的主要原因，這包括設(shè)計(jì)、工藝、原材料、廠(chǎng)內(nèi)試驗(yàn)等，但最主要的還是管理問(wèn)題。原本有些質(zhì)量問(wèn)題在制造廠(chǎng)或工地經(jīng)返修是可以排除的，而有些質(zhì)量問(wèn)題卻無(wú)法修復(fù)、彌補(bǔ)，造成永久性缺陷。比如加工軸頸時(shí)其直徑小于設(shè)計(jì)值，或因在廠(chǎng)內(nèi)做超速試驗(yàn)時(shí)斷油發(fā)生軸頸研磨，不得不將軸頸直徑車(chē)?。晦D(zhuǎn)子通風(fēng)孔加工時(shí)局部地方的通風(fēng)孔橫截面積小于標(biāo)準(zhǔn)值等。

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的重要組成部分，其引出線(xiàn)崩斷，會(huì)使運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈失去勵(lì)磁而引發(fā)事故。

四川某電廠(chǎng)#1 發(fā)電機(jī) 1992 年投入運(yùn)行。由于輔機(jī)設(shè)備突然故障短時(shí)停機(jī)，發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)的碳刷、碳刷架、卡簧得到清灰檢查 ，兩只發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子碳刷(正、負(fù)極各一只)被更換。#1 發(fā)電機(jī)正常啟機(jī)升壓至 4.8kV、6.3kV 時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)的常規(guī)絕緣檢查未發(fā)現(xiàn)任何異常，并網(wǎng)后帶有功負(fù)荷4MW、無(wú)功 2MVar、定子電流 400A 時(shí)，發(fā)電機(jī)正極滑環(huán)上有一只碳刷出現(xiàn)跳動(dòng)聲響，無(wú)火花出現(xiàn)。經(jīng)調(diào)整，卡簧壓力仍無(wú)法消除，不久，發(fā)電機(jī)滑環(huán)處突然迸發(fā)出長(zhǎng)達(dá) 1m的強(qiáng)烈火花，立即按下緊急跳閘按鈕，#1 發(fā)電機(jī)解列停機(jī)。穿過(guò)正極滑環(huán)的負(fù)極引線(xiàn)絕緣受損，是造成負(fù)極引線(xiàn)與正極滑環(huán)短路的原因。

從設(shè)計(jì)方面來(lái)看，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組引入連續(xù)勵(lì)磁電流的正、負(fù)極滑環(huán)可以在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩端，也可以在轉(zhuǎn)子的同一端。#1 發(fā)電機(jī)的正、負(fù)極滑環(huán)就是按照在轉(zhuǎn)子同一端集中布置在汽輪機(jī)側(cè)設(shè)計(jì)制造。

這樣的設(shè)計(jì)存在如下弊端：負(fù)極引線(xiàn)穿過(guò)正極滑環(huán)，給負(fù)極引線(xiàn)與正極滑環(huán)提供了短路機(jī)會(huì)；使發(fā)電機(jī)側(cè)的滑環(huán)與發(fā)電機(jī)端蓋間的距離相對(duì)縮短，僅有25mm(發(fā)電機(jī)正、負(fù)極滑環(huán)按兩端設(shè)計(jì)布置，該尺寸為 50mm)，起吊發(fā)電機(jī)端蓋很容易機(jī)械撞傷引線(xiàn)絕緣；十分不便日常檢查穿過(guò)正極滑環(huán)處負(fù)極引線(xiàn)的絕緣及引線(xiàn)下的絕緣墊塊。

發(fā)電機(jī)正、負(fù)極滑環(huán)的表面，每隔 10mm 的寬度有起冷卻作用的螺旋形導(dǎo)風(fēng)溝 (寬約 5mm），存在弊端：它使碳刷有效接觸面降低，接觸電阻加大，發(fā)熱增大，溫度升高。最?lèi)毫拥臅r(shí)候，#1 機(jī)正、負(fù)極滑環(huán)溫度高達(dá) 120℃；螺旋形導(dǎo)風(fēng)溝(寬約 5mm)過(guò)寬，碳刷與導(dǎo)風(fēng)溝相切割力度變化大，磨損脫落的碳粉較多。

轉(zhuǎn)子繞組匝間短路或接地故障，輕則使機(jī)組振動(dòng)增大超標(biāo)，重則使機(jī)組大軸、軸承及其他部件磁化，以致燒損等，危害機(jī)組安全運(yùn)行。

如某電廠(chǎng)#1 發(fā)電機(jī)，1991 年 8 月投入運(yùn)行，1993 年 4 月發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組匝間短路并接地故障。事故后拔護(hù)環(huán)檢查，發(fā)現(xiàn)護(hù)環(huán)下絕緣瓦塊燒穿，汽側(cè) S 極#7、#8 線(xiàn)包表層線(xiàn)匝有短路痕跡，其間絕緣隔板被燒成深 15mm、長(zhǎng) 100mm的溝槽，#8 線(xiàn)包表層線(xiàn)匝燒成缺口，面積為 9mm× 10mm，密封瓦及轉(zhuǎn)子軸頸大面積燒傷，大軸磁化。事故原因是制造過(guò)程中端部遺留有金屬異物，經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行使得線(xiàn)匝短路。

又如某電廠(chǎng)#1 發(fā)電機(jī)．l993 年 3 月投入運(yùn)行，轉(zhuǎn)子頻繁出現(xiàn)不穩(wěn)定接地信號(hào)，數(shù)次進(jìn)行技術(shù)處理，消除接地點(diǎn)。1998 年 6 月，機(jī)組消除缺陷后在啟動(dòng)中出現(xiàn)發(fā)電機(jī)#5、#6 瓦軸振增大問(wèn)題。重新檢查轉(zhuǎn)子繞組時(shí)，發(fā)現(xiàn)最小一套線(xiàn)包(最里面)引至滑環(huán)的軟連接線(xiàn)呈 形，與第二套線(xiàn)包底匝銅導(dǎo)線(xiàn)短路，后在現(xiàn)場(chǎng)處理恢復(fù)運(yùn)行。

再如某電廠(chǎng)#4 雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)于 l995 年 12月突然發(fā)生轉(zhuǎn)子滑環(huán)著火事故。事后檢查，發(fā)現(xiàn)正極滑環(huán)燒毀、刷架燒焦、負(fù)極引線(xiàn)入口處燒成橢圓形空洞 (約 40mm × 50mm × 60mm)，2/3 以上銅皮引線(xiàn)截面燒斷，從整流柜接到正極滑環(huán)的6根電纜長(zhǎng)達(dá) 600mm 絕緣及銅鼻子被燒毀，原因是轉(zhuǎn)子繞組先發(fā)生一點(diǎn)接地后發(fā)展為正負(fù)極短路。