发电机定子线圈下沉分析、处理及防范措施

1、发电机定子线圈下沉分析、处理及防范措施摘要对发电机定子线圈下沉进行了分析并提出防范措施。关键词发机机;定子下沉;分析0概述乌鲁瓦提水电厂总装机为415 MW,其中1、2号机组于2000年12月并网发电, 3、4号机组于2001年3月并网发电。2号机组于2005年进行了首次大修,今年11月初开始进行A级检修。在对定子线圈进行检查清扫中,发现定子线圈存在整体下沉现象,经现场测量,大部分线圈下沉约10 mm左右,最大下沉量达到15 mm,整个线圈在定子铁芯两端伸出槽口部分距离大致相等,无明显差别。槽楔有松动现象,线圈与端箍绑扎绳松动较为明显,线圈间垫块绑扎绳有约1/3松动,槽楔绑扎绳有明显松动,在此

2、同时,对其余3台机组也进行了检查,发现均存在线圈下沉现象。1下沉原因分析电厂发电机定子铁心共有144个线槽,每个线槽中镶嵌有上下两层线圈。线圈的固定分为线圈槽部(铁心线槽)固定和端部固定,线圈槽部固定主要采用在上下两层线圈之间加绝缘垫块,在外层线圈与槽口之间装绝缘垫条,用槽楔打紧,并在槽楔端部用绝缘涤玻绳绑扎的方法予以固定。而线圈端部固定,则采用在线圈上下各装设一组端箍,将线圈用绝缘涤玻绳绑扎在端箍上,同时在线圈上下端部用绝缘绑扎绳将上下两层线圈进行绑扎。机组在运行过程中,由于定子线圈、垫条和槽楔长期处于高温运行,导致垫条和槽楔不断收缩;同时由于线圈中通有电流时,会在线圈中产生一定的电磁力;再

3、加之机组在运行过程中,由于电网的不稳定,经常会受到冲击,从而造成振动。由于上述几种原因的存在,机组运行时间长了,安装时比较紧固的槽楔、绑扎绳等紧固件就会产生松动,如果这些紧固件没有得到及时处理,就会使线圈出现松动下沉的现象。2线圈下沉及其带来的影响2. 1线圈下沉量一组完整的线圈分别由中间直线段,两端弯曲段组成,而从线圈中间至两端,线圈分别由低电阻、高电阻、低电阻3部分组成。因此,在线圈端部必然存在搭接区,根据规范要求,为了保证线圈的绝缘要求,必须要考虑端部搭接区至发电机铁心要保证必要的爬电距离,电厂发电机端部电压为10. 5 kV,爬电距离为100 mm。在正常情况下,线圈在定子铁心中的位置

4、应大致对称。对于电厂而言,线圈铁心上下露出直线部分长度应为70 mm,上下长度差应控制在20%以内,即线圈下沉量不得超过14 mm。根据上述,检查线圈时,在绝缘试验合格的前提下,只要端部搭接区与定子铁心之间的距离大于爬电距离,上下两端线圈露出铁心直线部分的长度差在20%范围内,即认为是合格的。在对电厂线圈下沉进行处理时,如果下沉量超过上述标准,则必须将下沉线圈向上提升,反之,则只进行槽楔及绑扎绳加固处理即可。2. 2线圈下沉与发电机出力由于发电机是利用电磁感应原理工作的,在运行过程中,只要定子与转子之间的气隙和发电机定子线圈中切割磁力线的有效部分长度不变,发电机的出力就不会变化。电厂发电机定子

5、线圈铁心高度为1 200 mm,而镶嵌于该部分中的线圈长度即为发电有效长度。电厂发电机线圈虽然出现下沉,但发电机定子铁心和转子相对高程没有出现变化,线圈有效部分长度没有发生变化,因此,线圈下沉不会影响机组的出力。2. 3线圈下沉与线圈绝缘线圈下沉表明线圈在线槽中已经出现松动,这时存在两种情况:一种是线圈下沉到一定的程度后,线圈在线槽中重新找到了平衡,会在该位置保留较长的时间,在一定的时间内,不会出现继续下沉的现象,对于这种情况,于发电机绝缘而言是安全的。因为不继续下沉,就不会发生相对摩擦,也不会使线圈绝缘受到磨损。另一种情况是线圈还处于不稳定状态,会继续出现缓慢下沉,在下沉过程中,会在振动下滑

6、过程中,对线圈的绝缘造成损伤,我厂线圈绝缘由内到外采用玻璃丝、环氧粉云母带、半导体玻璃丝带3层绝缘,绝缘厚度为3 mm,因此在对绝缘层的不断磨损下,当达到一定的程度时,会由于线圈绝缘强度变低而发生发电机短路或接地故障,严重时会烧毁线圈。3下沉处理处理分为下沉量超标线圈的上提及槽楔和绑扎绳松动处理。3. 1处理工序(1)利用千斤顶、绝缘板等将定子线圈下端进行分段固定。(2)铲除槽楔绑扎绳。(3)退出槽楔。(4)对个别下沉严重并可能影响今后正常运行的线圈上提,其方法为:铲除引线绝缘,打磨焊点,短开连接点,通入约为600-800A左右直流电对线圈加热,时间约为1520 min,待线圈温度升至约80度

7、时翻出面层线。在机座上端固定一钢管做支撑,在线圈鼻部穿入绑扎绳,并用槽楔插入其中旋转,慢慢提起线圈。提升至所需高度后,嵌入面层线。(5)利用增加、调节楔下垫条,打紧槽楔。其要求为二端空哑声不超过1/3,中间部分不超过1/2。(6)重新绑扎槽楔绑扎绳。(7)铲除端箍绑扎绳,重新绑扎。如无法铲除,可加固绑扎绳两道。(8)对松动的垫块绑扎绳予以铲除后重新绑扎。(9)对其他可能的隐患根据情况进行维修。(10)对所有新绑扎绳等刷绝缘漆。(11)按检修标准做各种测试、试验。3. 2注意事项(1)打进槽楔前,槽内应用干燥的压缩空气吹净,不可在槽内留有垫条碎屑等杂物。(2)打出与打进槽楔时,应特别注意防止损坏

8、线圈。(3)打槽楔时,应注意通风沟的方向,槽楔不应凸出铁芯,槽楔下垫条伸出槽口的长度不得超越槽楔。(4)槽楔应与绕组及铁芯齿槽配合紧密。(5)槽楔打入后铁芯上下端的槽楔应无空隙;其余每块有空隙的长度,不应超过槽楔长度的1/2。否则应加垫条塞实。(6)绕组接头的银焊接焊接头的填料部间隙,应在0. 050. 2 mm之间,焊料应充实,焊后表面应光滑,无棱角、气孔及空洞。(7)修理槽楔时,先用比槽宽稍窄的层压板垫头顶住槽楔,然后再用木锤将槽楔打进或打出。(8)在槽楔下加垫条时,一定注意使线圈各处压紧程度一致,这样才能保证槽楔打进后线圈紧固。4防范措施电厂其它机组线圈也存在下沉现象,如果时间允许,建议对其余3台机组及时进行处理。如果在短时间内无法处理,则应采取以下措施加强监视:(1)对这3台机组当前的下沉量进行仔细测量,并做好标记。(2)生技科组织,检修一次专业技术人员