西爾艾力 羊紹軍

（烏魯瓦提水力發(fā)電廠，新疆 和田 848000）

一、概 況

烏魯瓦提水電廠共安裝4臺混流式水輪發(fā)電機組，裝機容量4×15MW，保證出力16.5MW，多年平均發(fā)電量1.97億kW?h。使用的是HLJF2511-LJ-1620型水輪機及SF15-14/3250型發(fā)電機，額定轉速428.6r/min。定子繞組為迭繞組，采用B級絕緣，股線采用雙玻璃絲包扁銅線（SBEB-40/130），主絕緣采用多層迭包的環(huán)氧粉云母帶，在主絕緣外面平包一層玻璃布帶，再在外面刷一層防暈漆。定子槽楔數Z=144，極數2P=14，相數m=3，每極每相槽數3×（3/7），并聯(lián)數2，循環(huán)序數列為3434343，按順時針方向（從接線端看），跨距y=9，磁場旋轉方向為順時針。

二、問題的發(fā)現

2＃機組于2000年12月4日正式投產運行，2005年進行第一輪A級檢修，到至今運行情況正常，未出現任何異常情況。2009年11月進行的第二輪A級檢修中，對定子進行清掃檢查時發(fā)現個別槽楔松動，根據上次大修噴漆漆面痕跡計算，線棒與槽楔的垂直距離上大部分線圈下沉約10mm左右，但整個線圈在定子鐵芯兩端伸出槽口部分距離大致相等，無明顯差別。線圈與端箍綁扎繩松動較為明顯，線圈間工字間隔片綁扎繩有約1/3松動，槽楔綁扎繩有明顯松動。同時，再對其他機組進行了簡單的檢查，均存在不同程度的下沉，屬于共性問題，初步確定為定子槽楔松動所致。現場組織技術討論認為：定子線圈下沉較多，若不及時進行處理將會造成定子線棒繼續(xù)下移，最終導致定子線棒間絕緣降低、引起定子線圈燒毀的事故。考慮到機組安全運行，按照發(fā)現問題及時處理的原則，決定利用大修機會進行處理。

三、線圈下沉原因分析

線圈下沉的原因比較多，比較常見的有：

1.機型原因

由于該廠定子繞組設計為雙層迭繞組，線槽比較深，底層線圈安裝后才安裝面層線圈。底層線圈與面層線圈在線槽之間的夾角很難做到完全一致，會有一定的偏差。即使安裝時槽楔打的再緊，機組在運行一段時間后，由于運行時產生的溫度，也會使線圈絕緣有一定的軟化，再加上機組在運行時定子線圈的磁拉力作用，導致線圈兩個直線邊的夾角與鐵芯槽的夾角慢慢重合，使線圈的面層、底層在槽內基本處于同一直線，其高度也比原來高度略有降低，槽楔槽型變松動。經多方咨詢，該類深槽型機組在運行一段時間都存在一定程度的類似槽楔松動的現象。

2.線圈與端匝間的綁扎繩不夠緊密

因為綁扎繩為Φ6滌玻繩，其中間部分為玻璃絲纖維，其主要承受拉力的外層則是網狀滌綸纖維，該纖維本身就具有一定的延伸性，如在綁扎時緊度略為差一些，當機組運行時溫度達到一定程度時，緊固力就會下降，無法托起失去槽楔固定線圈的重量。

3.機組的機械及電磁振動

機組在電廠安裝時，其幾何中心線與水平線等都不可能絕對達到要求，所以安裝規(guī)程會允許有一定的偏差值，允許機組在運行時有一定的振幅，這種振幅也可能造成線圈松動導致下沉。

4.機組運行情況

2005、2006年該廠進行了4臺機組大修，大修中沒有發(fā)現槽楔松動，本次發(fā)現的4臺機組線圈下沉中2＃、3＃機組下沉量較大，都在10mm左右，而2006年大修的1＃、4＃機組線圈下沉在5mm左右。2006年8月前和田電網與新疆主電網沒有聯(lián)網，機組在電網中承擔著調頻作用，由于網架比較薄弱、電網剛剛實現農網改造，經常出現跳閘甩負荷情況，電網沖擊較多。2006年實現110kV弱連接后，電網沖擊次數有所減少，但是偶爾也會發(fā)生，每次的沖擊都會在線圈上產生很大的瞬間磁拉力，磁拉力作用使線圈產生巨大的震動，會使線圈之間的槽楔松動。查閱機組運行歷史記錄，該廠機組2006年前滿負荷運行時間不多，停運時間超過運行時間。2006年起機組滿負荷運行時間較多，2009年連續(xù)滿負荷運行時間超過5個月，機組滿負荷運行時的電網沖擊對線圈影響最大。

5.其他

當機組發(fā)電并網時非同期或操作不當都有可能造成機組承受沖擊，從而導致線圈下沉。雖然該廠并未出現過誤操作、非同期并網等情況，每次并網都是靠自動準同期裝置來完成，但是電壓、頻率也不可能完全一致，始終存在一定誤差。

綜上分析，機型設計和機組運行方式是引起槽楔松動使線圈整體下沉的兩個主要原因。

四、處理過程

該廠針對槽楔松動的共性問題，經現場檢查后，制訂了切實可行的兩種處理方案，并嚴格按照所制定的方案進行處理。一是對個別下沉嚴重并可能影響今后運行正常的線圈進行加熱提升后打緊槽楔；二是對下沉在允許范圍內的，直接打緊槽楔。

1.加熱提線圈

線圈之間的絕緣加熱后會變得柔軟，絕緣層不會被破壞，反而在常溫下線圈絕緣比較脆弱，不加熱進行的任何提升，都會破壞絕緣層。因此，要對線圈進行加熱提升后，再進行打緊槽楔工作。

(1）用2只10t千斤頂、1塊20×1000×300絕緣板，在需要提升的線圈下端固定千斤頂，鏟除槽楔綁扎繩，打出槽楔。

(2）準備加熱設備：選擇600A直流電焊機，根據線圈8根2.8×7.5雙玻璃絲包扁銅線的規(guī)格準備10根35mm2焊把線作為輸入輸出導線。

(3）接線：為了準確掌握所加電流量，選用500A分流器配合75MV伏特表來監(jiān)視電流，如圖1。

(4）加熱試驗：鏟除引線絕緣，焊開連接點，通入500A直流電，待線圈溫度升至約80℃時，翻出面層線。利用機座上端鋼管做支撐，在線圈鼻部穿入綁扎繩，并用槽楔插入其中旋轉，根據手感慢慢抬起線圈，效果不明顯，只能提升1～2mm。

2.重新打緊槽楔

(1）現場仔細檢查，根據以下情況決定，是否采用打緊槽楔不讓線圈繼續(xù)下沉的方案。

圖1 用分流器配合伏特表掌握所加電流量

①線圈的直線段還在鐵芯里面。按照電機學理論，有效做功的是鐵芯中的線圈，該線圈可以產生磁場，超出鐵芯的線圈不能產生磁場，也就是說這段線圈沒有作用。所以只要保證線圈不再繼續(xù)下沉，直線段在鐵芯中，不會對機組處理造成影響。

②定子線圈的爬電距離大于制造廠經驗規(guī)定值100mm，滿足運行要求。

③定子線圈上、下端直線段部分距離誤差滿足制造廠經驗規(guī)定值20%左右。

鑒于以上分析，線圈下沉在允許范圍內，只要采取打緊槽楔等防范措施，不讓線圈繼續(xù)下沉，就對機組安全運行不會有影響，重新打緊槽楔的方案是可行的也是安全的。

(2）打緊槽楔

將原來的所有槽楔進行空啞聲檢查，作好記錄，線圈下面放好可靠支撐物后，將原來的槽楔更換合適的墊條，重新打緊。

更換墊條時有以下注意事項：

①打進槽楔前，槽內應用干燥的壓縮空氣吹凈，不可在槽內留有墊條碎屑等雜物。

②打出與打進槽楔時，應特別注意防止損壞線圈。

③打槽楔時，應注意通風溝的方向，槽楔不應凸出鐵芯，槽楔下墊條伸出槽口的長度不得超越槽楔。

④槽楔應與繞組及鐵芯齒槽配合緊密。

⑤槽楔打入后鐵芯上下端的槽楔應無空隙；其余每塊有空隙的長度，不應超過槽楔長度的1/2，否則應加墊條塞實。

⑥繞組接頭的銀焊接頭的填料部分間隙，應在0.05～0.2mm之間，焊料應充實，焊后表面應光滑，無棱角、氣孔及空洞。

⑦修理槽楔時，先用比槽寬稍窄的層壓板墊頭頂住槽楔，然后再用木錘將槽楔打進或打出。

⑧在槽楔下加墊條時，一定注意使線圈各處壓緊程度一致，這樣才能保證槽楔打進后線圈緊固。

3.打緊槽楔中的改進

(1）制作專用工具。為順利完成此次任務，提高工作效率，現場進行了改進，用磁極鍵制作寬度與槽楔寬度相同、長度不同的幾根專用工具，一頭開個有一定角度的口子（不論松還是打緊比較方便），與鐵榔頭配合使用，如圖2。

圖2 打緊槽楔使用的專用工具

(2）重新打緊槽楔時發(fā)現現有槽楔每根長250mm，要想打緊極為困難。借鑒汽輪發(fā)電機線圈槽楔規(guī)格，從打緊槽楔及提高工作效率考慮，除上下兩端槽楔維持原長度外，中間3根長度縮短一半（即每根長120mm）。并對槽楔的空啞聲作出了嚴格規(guī)定，即每根槽楔空啞聲控制在3/4之內。

3.清掃線圈、預防性試驗及刷漆

定子線圈重新清掃后，按照《DL/T596-1996電力設備預防性試驗規(guī)程》要求，對定子線圈進行直流電阻測試，絕緣電阻測試，交流耐壓試驗，直流耐壓及泄露試驗，試驗數據均在允許范圍之內。按照要求底層使用氣干漆，表面再噴一層防霉絕緣漆。

五、結束語

該次檢修嚴格按照提前擬定的檢修方案進行，雖然嘗試了加熱提線圈，但直流電焊機容量有限，溫升過快，繼續(xù)加熱容易破壞直流電焊機的絕緣，無法加熱到規(guī)定值，僅僅提升了2mm左右，全部線圈采用加熱提升，所需時間較長，現場沒有合適的加熱源，經全面檢查分析后轉為打槽楔加固的辦法來固定定子線圈，處理過程中線圈絕緣沒有受損，絕緣情況良好，可靠通過了交流耐壓試驗，投入運行正常。今后運行中定期對線圈槽楔記號進行檢查，特別是機組受到沖擊后應進行全面檢查，為3＃機組線圈處理提供參考依據。