論發(fā)電機(jī)定子鐵芯疊片及下線實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用

李雙全　楚雅嵐

（四川蜀港水電工程技術(shù)有限責(zé)任公司）

論發(fā)電機(jī)定子鐵芯疊片及下線實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用

李雙全楚雅嵐

（四川蜀港水電工程技術(shù)有限責(zé)任公司）

某電站裝機(jī)兩臺(tái)，單機(jī)容量為25MW，機(jī)組由浙江省富士富春江設(shè)備廠制造的燈泡貫流式機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定電壓10.5kV，額定電流1447A。發(fā)電機(jī)組型號(hào)為SFWG25-56/5940，整臺(tái)定子由外殼、上下環(huán)板、中間環(huán)板、52根鴿尾筋鍵、312個(gè)槽、雙層波繞組624根線棒組成，定子接線為1路、Y形接法，其整圓由26張扇形硅鋼片以1/2半迭式組成。2014年5月該兩臺(tái)機(jī)定子在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行疊片下線，9月初進(jìn)行投產(chǎn)發(fā)電，運(yùn)行至今性能良好。

3～5個(gè)；發(fā)電機(jī)組；疊片安裝工序；鐵蕊鐵損試驗(yàn)；定子下線

1　疊片安裝工序

（1）機(jī)座分2瓣運(yùn)至安裝間組圓、調(diào)整水平允許公差在±0.05mm/m之內(nèi)，測(cè)圓架測(cè)垂直，測(cè)量鴿尾筋座的偏差，便于鴿尾鍵安裝時(shí)調(diào)整墊的調(diào)節(jié)，保證鴿尾鍵的內(nèi)徑和垂直度上下三點(diǎn)半徑至中心2952.5± 0.10.15，用內(nèi)徑千分尺測(cè)量52根定位筋鍵弦距均勻分布，這樣防止下道工序疊片時(shí)鐵芯出現(xiàn)拱形、壓裝松動(dòng)以及圓度等會(huì)引起漏磁，損耗大以及磁拉力不均勻。鴿尾鍵安裝完畢進(jìn)行沖片預(yù)裝，定子鐵芯整圓放上26張0.5mm的沖片，從上而下平放是否有卡阻現(xiàn)象，由于鐵芯在運(yùn)行過程中隨溫度的上升會(huì)導(dǎo)致硅鋼片膨脹，故片與片之間按設(shè)計(jì)要求有0.4～0.6mm的間隙，預(yù)測(cè)鐵芯內(nèi)徑R=2745±32之內(nèi)。

（2）整個(gè)鐵芯高度為1442±4mm，分30段，疊裝過程中在第一段下部20mm和最后一段上端20mm必須在沖片齒部涂環(huán)氧膠，不能涂的太多，這樣可以避免流出槽口太多的環(huán)氧膠難以清除。

第一段迭裝（見圖1）疊完預(yù)壓緊，壓緊力度按設(shè)計(jì)要求，保證片與片之間緊密貼緊，不會(huì)因齒部的環(huán)氧樹脂而造成厚度增加，預(yù)壓前后測(cè)量鐵芯的半徑和高度，環(huán)氧樹脂凝固后，拆除臨時(shí)壓緊裝置，清除槽口多余的環(huán)氧樹脂，每段疊完必須放上通風(fēng)槽板。疊至十六段時(shí)，測(cè)量高度在765.3mm和半徑值（整圓分為上、中、下各8個(gè)點(diǎn)），在此過程測(cè)量高度是否能達(dá)到設(shè)計(jì)高度，每段偏差不超過設(shè)計(jì)值的±0.5mm。如有超差須在以下的沖片每段第二層進(jìn)行調(diào)整，高度偏差由各段鐵芯相互補(bǔ)償，主要控制整個(gè)鐵芯高度在1442±4mm之內(nèi)，疊至29段時(shí)進(jìn)行冷壓及熱壓，溫度在90～100℃左右，保溫12h，溫度降至40～50℃時(shí)進(jìn)行熱壓，檢查鐵芯的壓縮量在0.7mm以內(nèi)，如超出應(yīng)重復(fù)以上的加溫、保溫，直到小于0.7mm為止。進(jìn)行最后一段的迭裝，迭裝方式與第一段相同，上齒壓板的安裝壓緊（按設(shè)計(jì)值87～92kgf.m），檢查整個(gè)鐵芯的圓度及內(nèi)徑符合規(guī)范要求。

2　鐵蕊進(jìn)行鐵損試驗(yàn)

首先在定子鐵芯上繞勵(lì)磁繞組及測(cè)量繞組，勵(lì)磁繞組在鐵芯上分兩處環(huán)繞對(duì)稱180°，二次測(cè)量繞組與勵(lì)磁繞組間距90°，勵(lì)磁繞組繞向一致并聯(lián)連接（具體見圖2），測(cè)量鐵芯溫度用酒精溫度計(jì)，分布埋設(shè)前檢查溫度計(jì)的溫度誤差，不要超過2℃以上（為了測(cè)量溫差準(zhǔn)確），做好每個(gè)編號(hào)加以記錄。

圖1　

圖2　鐵損試驗(yàn)示意圖

整個(gè)試驗(yàn)過程進(jìn)行90min檢查鐵芯T=1B時(shí)單位損耗，根據(jù)國(guó)標(biāo)GB8564-88標(biāo)準(zhǔn)要求鐵芯各部位的最高溫升不超過25K，最大的溫差不超過15K，硅鋼片牌號(hào)50W310、設(shè)計(jì)最大的單位損耗為2.74W/kg，我公司對(duì)兩臺(tái)機(jī)定子的鐵損試驗(yàn)進(jìn)行常規(guī)的接法，由于現(xiàn)場(chǎng)沒有試驗(yàn)變，只能利用工頻電壓頻率為50Hz，保證90min試驗(yàn)不斷連續(xù)供電。在試驗(yàn)過程中每15min讀取一次溫度和儀表的指示值，最后一次為最終的單位損耗，經(jīng)過90min實(shí)驗(yàn)該定子最終測(cè)得的單位損耗為1.53W/kg，齒部溫差6K，溫升13K，符合國(guó)標(biāo)GB8564-2003標(biāo)準(zhǔn)要求。

3　定子下線

（1）線棒嵌入之前，端箍拼圓固定，把端箍的支撐塊分布均勻上好，用環(huán)氧粉云母帶（5440-10.14×25）1/2疊式11層及1層無堿玻璃絲帶（0.1×25）將端箍連接頭包扎，新舊經(jīng)絕緣搭接長(zhǎng)度要30mm以上，并且把舊的絕緣削成坡度進(jìn)行搭接。

在定子鐵芯用記號(hào)筆找出基準(zhǔn)槽，參照基準(zhǔn)槽做好整圓的槽編號(hào)，槽號(hào)從1開始順序編號(hào)，根據(jù)圖紙確定槽號(hào)及其對(duì)應(yīng)所要下的線棒種類和數(shù)量，在定子圓周上等分均勻嵌入12～24根幾何尺寸較理想的下層線棒，每段端箍不少于4根，裝設(shè)0.5mm的槽底墊條，用雙面膠粘上，并用下線工具將線棒壓靠槽底，線棒斜端與端箍（支持環(huán)）保持有1～2mm間隙，墊上適形材料滌綸氈2mm，每根線棒必須用槽襯布0.11mm包裹好嵌入槽里，可視線棒尺寸大小減少或增加一層，以保證線棒與鐵芯接觸良好，通過鐵芯降低線棒的表面感應(yīng)電勢(shì)，使槽電位在10V以內(nèi)。

（2）將線棒進(jìn)行分類，下層一般線棒288根，上層一般線棒288根，上層連接線棒18根，下層連接線棒24根及上層引出線棒6根，將下層的槽底半導(dǎo)體墊條（0.5mm 20×1456）用雙面膠固定，把下線之前裁好的槽襯布將下層線棒包好打入槽部，槽襯伸出槽口55mm調(diào)整上下位置使斜端間隔一致，線棒的高阻段與齒壓板壓指間搭接范圍（±5mm），將上下端部即在支持環(huán)上之間墊上滌綸氈2mm用無堿玻璃絲繩（滌波管）縱橫向各兩道、綁扎牢固，用記號(hào)筆在線棒的端部標(biāo)上斜邊墊塊的位置（上下層各一行），根據(jù)線棒間的間隙來調(diào)整墊入墊塊的厚度，外包適形材料J-2941塞入線棒端部，同樣縱橫向各兩道、綁扎牢靠，固定線棒。所用無堿玻璃絲繩和無堿玻璃絲帶經(jīng)烘箱脫臘，溫度在180～ 200℃條件上，脫臘4～8h，手感無臘質(zhì)為準(zhǔn)，這樣更有利于在涂環(huán)氧膠時(shí)滲透滌波繩。確認(rèn)下層線棒的完成。進(jìn)行上層線棒的嵌入，把層間墊條（5mm 20×1456）及其層間測(cè)溫墊條放入后和下層線棒一樣，將包好槽襯布的上層線棒小心的放入，保證層間墊條不掉落或重疊，槽襯墊無皺折，上下層線棒接頭相互錯(cuò)位不應(yīng)大于5mm，接頭標(biāo)高差不大于5mm。

（3）在槽的正中央放好0.5mm及1mm的楔下半導(dǎo)體墊條，調(diào)整墊條松緊度，從下往上依次打入槽楔（見圖3），槽楔的打緊力（壓力）通過錘擊槽楔測(cè)試所產(chǎn)生的力或借聲音來判斷，以避免上頭打緊下頭受空。因槽楔開有通風(fēng)道要與定子鐵芯的通風(fēng)槽對(duì)齊，偏差不能超過2mm，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的風(fēng)順著槽楔通風(fēng)道進(jìn)入定子風(fēng)道，如果由于鐵芯的疊加厚度造成誤差，應(yīng)通過修整槽楔來調(diào)整槽楔位置，上下兩端的槽楔必須打?qū)崱⒋蚓o，高出鐵芯槽口7mm，相互高差不大于3mm，其余各個(gè)槽楔有空隙不能超過其長(zhǎng)度的1/3，對(duì)于槽楔打入后，表面高出鐵芯內(nèi)圓表面部分，應(yīng)將其修整鏟平，槽楔全部打完后在伸出鐵芯的上下端頭處的線棒上綁上∮7、∮8的滌波管，并涂上環(huán)氧膠（E-44：H-4=100：65），以防止槽楔松動(dòng)脫落。

圖3　

（4）線棒采用銀銅焊接，焊接前對(duì)線棒的焊接部位進(jìn)行清洗（酒精或丙酮），檢查連接板應(yīng)無高點(diǎn)、毛刺、裂紋等缺陷。為了防止焊接時(shí)損傷線棒的絕緣，在線棒的絕緣處采用打濕的石棉布作保護(hù)，用銀焊機(jī)進(jìn)行焊接，線棒端頭與連接板間夾0.2mm銀焊片，用大力鉗工具夾緊焊接，四周采用銀焊條補(bǔ)滿，保證焊接良好，不得有虛焊。用丙酮清洗和銼平并頭的表面毛刺、氧化物等。極間連接和匯流母線利用小號(hào)焊槍進(jìn)行焊接，按照設(shè)計(jì)要求極間連接采用股線與股線對(duì)接，上排股線與下排股線相互錯(cuò)開50mm進(jìn)行焊接。匯流母線接頭的焊接做法與一般線棒并頭塊焊接一樣，采用銀焊片及銀焊條，只是使用的工具不同，用焊槍焊接而不是銀焊機(jī)。在極間連接線的絕緣包扎前，應(yīng)先檢查極間連接線原有絕緣在搭接處的狀況，確認(rèn)無異后，清理干凈，按照規(guī)定35mm搭接長(zhǎng)度及要求進(jìn)行包扎，相鄰間的極間連接線加入間隔塊，相互間綁扎牢固（如圖4）。

圖4　

（5）絕緣盒的澆灌，采用環(huán)氧膠填料環(huán)氧樹脂-44：固化劑H-4：石英粉=100：65：70加上少量的稀釋劑（丙酮）配比進(jìn)行澆注，下端澆注搭設(shè)可調(diào)節(jié)的支撐座，保證絕緣盒高度、垂直度一致，如果線棒的絕緣部分與澆注填料搭接達(dá)不到35mm（設(shè)計(jì)要求），應(yīng)在線棒的端頭絕緣層上加包粉云母帶11層及1層無堿玻璃絲帶扎緊并涂上環(huán)氧膠，保證其搭接長(zhǎng)度。上端的絕緣盒澆注，底部利用木鍥子和環(huán)氧板作支撐，環(huán)氧膩?zhàn)犹盍戏獾?，套上絕緣盒灌上填料深5～10mm后，檢查其泄漏情況，如無異常繼續(xù)進(jìn)行澆注，直到灌滿為止。

圖5　

4　電氣試驗(yàn)檢查

（1）下層線棒嵌裝后，進(jìn)行交流耐壓24kV，并對(duì)其槽電位進(jìn)行抽查，結(jié)果測(cè)得其槽電位最大不超過2V。

（2）上層線棒嵌入，打完槽楔后同樣進(jìn)行交流耐壓24kV。

（3）并頭焊接完畢應(yīng)測(cè)試?yán)@組直流電阻，最大與最小之比為1.2倍，結(jié)果符合GB8564-2003標(biāo)準(zhǔn)。

（4）澆注絕緣盒完畢進(jìn)行定子繞組干燥，利用電爐絲加溫，溫度不超過80℃，溫升按5～8℃/h的上升，當(dāng)溫度達(dá)到70～80℃時(shí)，用2500VMΩ表對(duì)其繞組進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)試，保溫4～8h，直到測(cè)得絕緣電阻穩(wěn)定不變，可以認(rèn)為加溫干燥結(jié)束，在常溫下測(cè)試吸收比及直流泄漏、交流耐壓試驗(yàn)。

經(jīng)檢驗(yàn)合格，進(jìn)行噴漆。

5　結(jié)束語(yǔ)

近幾年來，隨著貫流機(jī)組的廣泛應(yīng)用，定子的工藝技術(shù)要求也不斷的更新及提高，雙嶺電站的兩臺(tái)定子在端箍及壓指的選材上，采用不銹鋼非磁性材料，更好的提高性能，扼制和減少其端部的漏磁損耗。楔下墊條采用半導(dǎo)體材料，這種工藝與三峽機(jī)組使用的波紋彈簧墊比較有些落后，沒有彈性，打槽楔時(shí)力度大，對(duì)線棒的表面絕緣損壞危險(xiǎn)性高，線棒和槽楔的更換困難，機(jī)組運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)會(huì)造成槽楔的松動(dòng)，建議改進(jìn)這種做法。

TM306

A

1673-0038（2015）12-0241-02

2015-2-22

李雙全（1987-），男，主要從事水輪發(fā)電機(jī)組安裝及調(diào)試工作。

楚雅嵐（1988-），女，電氣助理工程師，主要從事水輪發(fā)電機(jī)組安裝及檢修工作。