錦屏二級(jí)水電站600 MW機(jī)組定子繞組安裝施工過(guò)程工藝質(zhì)量控制

周 闊

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司 機(jī)電制造安裝分局，四川 成都 610225)

1 概 述

錦屏二級(jí)水電站位于四川省涼山州木里、鹽源、冕寧三縣交界處的雅礱江干流錦屏大河灣上，其地下廠房?jī)?nèi)共安裝8臺(tái)、單機(jī)容量為600 MW的立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為4 800 MW，最大水頭為318.8 m。

定子是整臺(tái)水力發(fā)電機(jī)組的核心部位，主要由定子鐵芯、定子繞組組成，而定子繞組的安裝質(zhì)量對(duì)整個(gè)定子及機(jī)組都有著至關(guān)重要的影響，故對(duì)定子繞組安裝的工藝質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格控制，對(duì)其施工過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格要求，確保安裝質(zhì)量達(dá)到相關(guān)要求。

2 定子的主要技術(shù)參數(shù)

發(fā)電機(jī)額定容量：667 MVA

發(fā)電機(jī)額定電壓：20 kV

定子機(jī)座總高度：5 995 mm

定子內(nèi)徑：10 870 mm

定子鐵芯高度：3 330 mm

定子繞組槽數(shù)：432

連接方式：星形并聯(lián)6支路

線棒單根重量：約70 kg

線棒單根長(zhǎng)度：4 968 mm

3 施工技術(shù)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

(1)因銅環(huán)引線支架螺桿為金屬螺桿，對(duì)地接定子機(jī)座，雖然其外面有絕緣套管保護(hù)，但仍不宜離銅環(huán)引線接頭處過(guò)近。為防止整體耐壓試驗(yàn)近距離放電，在現(xiàn)場(chǎng)安裝督導(dǎo)的見(jiàn)證及指導(dǎo)下，對(duì)支架位置進(jìn)行了修改，并保證其與銅環(huán)端部距離大于90 mm。

(2)銅環(huán)焊接完成后一定要檢查其合格后再包絕緣。法國(guó)進(jìn)口云母帶一定要包扎緊，不能出現(xiàn)松垮或鼓包情況，包扎絕緣要求必須不能小于1/2疊繞，以達(dá)到絕緣等級(jí)要求，每包一層刷EP139絕緣漆一遍，要求上、下全部刷到位，漆膜均勻。包扎過(guò)程中必須保證干凈、清潔，層數(shù)達(dá)到絕緣等級(jí)。在發(fā)電機(jī)電氣設(shè)備中，絕緣材料是最為薄弱的環(huán)節(jié)，尤其容易受到高溫的影響而加速老化并損壞，所以，絕緣材料的纏繞至關(guān)重要，如果絕緣等級(jí)不夠，容易造成端部放電。

(3)端部墊塊的綁扎。玻璃絲帶的綁扎層數(shù)為橫豎方向各三層，綁扎位置要平整，不允許有交叉、打擰及超過(guò)端部墊塊寬度，綁扎接頭不允許接在線棒的外表面，綁扎完成后清除所有毛刺，先刷EP139絕緣漆、加溫干燥后再噴LL16高阻漆，此項(xiàng)要求關(guān)系到線棒端部電暈和電腐蝕的技術(shù)要求，應(yīng)嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行綁扎，不能忽視。

(4)噴LL16高阻漆時(shí)不能用刷子刷，否則漆膜厚度不均勻且偏厚，將影響極化指數(shù)，應(yīng)加10%丙酮稀釋后用噴槍噴涂。噴漆時(shí)尤其要注意的問(wèn)題是高阻漆和低阻漆應(yīng)按要求分開(kāi)噴涂，交界處必須明確，不能混合；若高阻漆粘上低阻漆或低阻漆粘上高阻漆都是絕對(duì)不可以的，此項(xiàng)技術(shù)要求關(guān)系到定子整體耐壓試驗(yàn)、起暈電壓是否滿足要求。

(5)由于地處地下廠房，溫度與濕度相對(duì)于室外有較大區(qū)別，施工過(guò)程中的配膠等不容易干燥、固化，所以，自下端絕緣盒安裝完成后，在銅環(huán)引線安裝時(shí)，開(kāi)始在定子外側(cè)布加熱板，將空氣溫度保證在28 ℃以上，這對(duì)于配膠的固化等后續(xù)工作將起到重要作用，并對(duì)以后的定子整體耐壓試驗(yàn)前的整體加溫、干燥提供了方便。

(6)線棒連接線、線棒引出線、匯流環(huán)對(duì)接處的焊接尤為重要，此項(xiàng)工作如血液循環(huán)，血管血流量小，影響身體機(jī)能；同理，如焊縫搭接量不夠?qū)?huì)影響繞組的整體性能。要求不能假焊，搭接面一定要清掃、打磨干凈，銀焊片表面不能夾渣，必須保證焊接質(zhì)量。只有焊縫飽滿，搭接量足夠，導(dǎo)電性才會(huì)優(yōu)良。

4 定子繞組工藝過(guò)程控制

4.1 定子槽內(nèi)的噴漆

用工業(yè)壓縮空氣、吸塵器等工具全面徹底清理干凈定子機(jī)座、鐵芯及鐵芯的每個(gè)槽。在定子鐵芯外側(cè)、壓板噴一層GK128(環(huán)氧型常溫干燥底漆)。

4.2 定子下層線棒的嵌入

開(kāi)箱抽檢5%線棒，按規(guī)范要求進(jìn)行Un工頻交流電壓試驗(yàn)，歷時(shí)1 min并作記錄，如高壓試驗(yàn)全部通過(guò)可不再進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)當(dāng)天需要嵌裝的線棒接頭進(jìn)行清理，用鋼絲輪、拋光片、砂紙等工具打磨光亮露出銅金屬光澤且表面沒(méi)有損傷，無(wú)任何油污。目測(cè)檢查線棒是否存在損傷，用清潔干燥的干凈軟布清理線棒表面灰塵等導(dǎo)物。按發(fā)電機(jī)廠家給出的繞組組裝說(shuō)明書(shū)繞包線棒直線段槽襯。繞包線棒槽襯后，應(yīng)立即吊入機(jī)坑下線，防止時(shí)間過(guò)長(zhǎng)硅橡膠固化。對(duì)當(dāng)天需嵌裝的線棒的線槽逐槽進(jìn)行檢查，需無(wú)任何損傷及灰塵。以定子鐵芯中心線和線棒中心線為基準(zhǔn)，參考線棒上下端伸出長(zhǎng)度嵌入線棒。在線棒直線段上、中、下位置墊上線棒墊板。用橡皮錘同時(shí)輕輕敲打線棒墊板，將線棒敲打入槽底。

4.3 下層斜邊墊塊及下層線棒端箍的綁扎

浸漬的毛氈在固化過(guò)程中，用φ0.4×20 mm的玻璃絲帶綁扎斜邊墊塊。對(duì)斜邊墊塊綁扎帶刷EP139膠，涂刷固化膠后，按發(fā)電機(jī)定子繞組組裝說(shuō)明書(shū)處理玻璃絲綁扎帶，防止綁扎帶尖端放電。涂刷膠固化后刷防暈漆LL16，按發(fā)電機(jī)定子繞組組裝說(shuō)明書(shū)安裝端箍，用玻璃絲帶將線棒與端箍以等距綁固。端箍裝到最后，接頭連接處采用階梯連接，外皮重疊套裝。使用環(huán)氧樹(shù)脂浸漬玻璃絲釬維帶。綁后將端箍與綁帶一起用EP139絕緣漆刷一遍，在表層漆干之前，不要用環(huán)氧樹(shù)脂浸漬，固化后再刷LL16高阻漆。在下層線棒槽口墊塊、下層線棒端箍注膠固化，下層線棒端部及端箍噴電暈漆后進(jìn)行下層線棒交流耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)完成后，按照下層線棒嵌入方法及工藝對(duì)上層線棒進(jìn)行嵌入。

4.4 彈性波紋板結(jié)構(gòu)槽楔的裝配

上層線棒嵌入調(diào)整后，線棒直線段緊貼在槽內(nèi)層間墊條上，在上層線棒直線段槽內(nèi)依次放置保護(hù)條、滑動(dòng)條、反槽楔、彈性波紋板、槽楔，用測(cè)量工具測(cè)出填充的厚度，用墊條填充后打緊槽楔。每槽放置一組檢測(cè)槽楔，每組4個(gè)，分別安裝在第2、7、10、15塊的位置，線棒必須在硅膠固化期間(大約1 h)完全楔緊。必須用尼龍錘、打槽楔工具打緊槽楔，操作者必須戴防護(hù)眼鏡。

4.5 上、下層線棒連接塊的焊接

按發(fā)電機(jī)定子繞組組裝說(shuō)明書(shū)進(jìn)行銅焊操作。使用調(diào)整工具調(diào)整上、下層線棒的接頭，切向和軸向的最大偏差為上、下層線棒引線接頭的10%。切向最大偏差不超過(guò)3 mm，軸向最大偏差不超過(guò)4 mm，焊接表面必須大于理論截面的80%。焊接前一定要做好線棒絕緣的保護(hù)冷卻工作。在每個(gè)銅焊接頭縫內(nèi)插入銀焊片，用彈簧夾緊裝置壓緊銅焊接縫處，用中頻銅焊機(jī)加熱，直到銀焊片熔化，必要時(shí)加銀焊條以增加焊料，銅焊間隙要完全焊滿，加熱和銅焊的時(shí)間必須少于2 min。銅焊后，清潔銅焊接縫，焊接頭的尖點(diǎn)要清除以免劃傷手或產(chǎn)生局部放電。用放大鏡檢查焊縫是否有裂紋，必要時(shí)重焊接頭。焊接清掃干凈后，安裝上、下端頭絕緣盒。

4.6 銅環(huán)引線的安裝、焊接及包扎

在定子機(jī)座環(huán)板上，按圖紙要求放置銅環(huán)支架，把第一層、第二層銅環(huán)放在支撐夾板上，確定銅環(huán)夾板的徑向位置。按圖紙將銅環(huán)、線棒引線預(yù)裝在銅環(huán)支架夾板上，劃出超出的部分后，對(duì)多余的部分進(jìn)行切除。在銅環(huán)焊縫對(duì)接處進(jìn)行角度調(diào)整，使銅環(huán)焊接牢固可靠。焊接前一定要做好線棒的保護(hù)、冷卻工作。對(duì)當(dāng)天需安裝的銅環(huán)、線棒引線接頭進(jìn)行清理，使用鋼絲輪、拋光片、砂紙等工具打磨光亮露出銅金屬光澤且其表面沒(méi)有損傷、無(wú)任何油污即可。

在極間連線接線處先安裝絕緣盒，再銀焊線棒引出線。清理焊接處，對(duì)銅環(huán)和銅環(huán)引線進(jìn)行絕緣包扎，按照發(fā)電機(jī)定子繞組組裝說(shuō)明書(shū)要求1/2疊包絕緣帶12層，邊包邊刷EP139膠，最后1/2疊包玻璃絲帶一層，邊包邊刷EP139膠。絕緣固化后刷一遍高阻漆LL16。清除絕緣包扎處的尖點(diǎn)，以防止尖點(diǎn)放電。

4.7 工藝控制結(jié)果

工藝控制結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 7#機(jī)定子繞組嵌裝質(zhì)量控制成果表

5 結(jié) 語(yǔ)

定子下線是一項(xiàng)細(xì)致、整潔的工作。定子下線的好壞，主要取決于最后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)好說(shuō)明整個(gè)定子絕緣性能好，將對(duì)機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行提供 強(qiáng)有力的支持。若要保證質(zhì)量，必須做到清掃好、噴漆好、絕緣好、焊頭好、干燥好五大重要步驟。以上是錦屏二級(jí)水電站發(fā)電機(jī)定子繞組安裝施工過(guò)程控制及其工藝要求的方法。錦屏二級(jí)水電站7#機(jī)組的發(fā)電機(jī)定子在繞組安裝施工過(guò)程中采用了上述控制方法并取得了顯著效果，在定子整體交流、直流耐壓試驗(yàn)中，其吸收比、極化指數(shù)、起暈電壓及耐壓后的各項(xiàng)數(shù)據(jù)均在優(yōu)良范圍內(nèi)，滿足機(jī)組安裝要求，得到了監(jiān)理、廠家及業(yè)主的接受與認(rèn)可。