李景玉

(哈爾濱電機廠有限公司，黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

麻石水力發(fā)電廠共有3臺機組，是70年初期代羅馬尼亞制造的，總裝機容量為100 MW。本次改造為1號發(fā)電機，單機容量為34 MW。改造定子的目的是減小機組的震動。曾因為振動過大造成轉(zhuǎn)子掃膛事故，同時提高絕緣等級。經(jīng)過工藝論證，利用原來的定位筋疊裝定子，拆除舊沖片和線圈。過去曾經(jīng)對2號機進行改造過，經(jīng)過10年的運行，效果非常理想，決定2010年秋季改造2號機。

1 發(fā)電機定子原概況

定子機座為多層鋼板焊接而成，分4瓣用螺栓組裝。機座上裝有主出線端子、測溫出線端子及磁場出線端子。鐵心用0.5 mm(Э330—型)冷軋硅鋼片疊裝而成，每段厚度為47 mm，段間設有徑向風道。鐵心總裝用高強度螺栓夾緊。螺栓位于各段外側(cè)，聯(lián)于定子機座上，緊固力通過壓指板傳遞。

定子繞組為兩路波繞組，雙Y連接。線棒用云母玻璃帶作連續(xù)B級絕緣，線棒外表用半導體涂料，接頭用電解銅套連接，采用銀合金焊接。

2 發(fā)電機定子改造后要求

定子鐵心采用現(xiàn)場整圓疊裝，裝壓質(zhì)量按一等品要求，采用熱壓工藝，兩端各一段粘壓成整體。定子改造后，機組各工況擺度不超過改造前各工況擺度。

3 工藝技術(shù)

3.1 增加機座剛度

采用鋼板組焊形式對機座加固。鋼板用數(shù)控氣割下料成16塊扇形板，通過筋板組焊成8件外環(huán)組件，內(nèi)徑與機座上、下外環(huán)板外圓相切。外圓與機坑留出一定散熱空間，然后與機座焊接。焊縫需要清理和探傷。

3.2 更換空氣冷卻器

原來的空氣冷卻器已不能滿足冷卻要求，經(jīng)過設計核算，更換新的空氣冷卻器，連同附件隨機座加固時固定在定子機座上。

3.3 中心測圓架調(diào)整

以水輪機給定的基準點(至少4點均布)為基準，刻在與機座無關(guān)的位置上，以防機座變形影響準確度。相對此點確定定子理想中心。

下機架由4個支臂組成，支臂為拱行結(jié)構(gòu)，剛度好。推力瓦拆除后，將中心測圓架立于推力瓦支撐架上。在中心測圓架的X、Y方向上，分別取上、下兩點，高度與定位筋長度相等(1 m)后進行調(diào)整。最終測得數(shù)值為:

利用吊鋼絲方法調(diào)整垂直度誤差≤0.02 mm/m。

X上=1.92 mm X下=1.91 mm

Δx=│(X上－ X下)/h│ =0.01 mm/m

Y上=3.80 mm Y下=3.82 mm

Δy=│(Y上－Y下)/h│ =0.02 mm/m

其中X上、X下為X方向上鋼琴線到中心柱上，下方的距離;Y上、Y下為Y方向上鋼琴線到中心柱上、下方的距離。

注:上方測點與下方測點距離為1 m。

利用給定點調(diào)整測圓架中心誤差≤0.05 mm。

Lx柱=5875.70 mm

Lx給=5875.67 mm

ΔLX=Lx柱－ Lx給=0.03 mm

LY柱=5877.60 mm

LY給=5877.62 mm

ΔLY=LY柱－LY給= －0.02 mm

其中Lx柱為X方向上中心柱到測點的距離;Lx給為X方向上測點到中心的給定值;LY柱為Y方向上中心柱到測點的距離;LY給為Y方向上測點到中心的給定值。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)對給定點半徑之差符合給定點調(diào)整測圓架中心誤差≤0.05 mm要求，完全可以進行下序。定子半徑圖紙尺寸為。以中心柱為基準，逐筋測量內(nèi)徑、斜及弦距，與理想值進行比較，定位筋內(nèi)切圓呈橢圓(或梅花)形，當 R實際＜R圖紙時，在有限的超差范圍內(nèi)可進行修磨處理。會導致不良后果，局部定位筋弦距增大。疊裝沖片時，每層片與片之間會有間隙，但不會影響機組的電氣性能。當R實際＞R圖紙時，在有限的超差范圍內(nèi)可用不同厚度的不銹鋼帶或銅帶進行加墊處理。會導致不良后果，局部定位筋弦距減小。疊裝沖片時，每層片與片之間嚴重時會有疊摞現(xiàn)象，這在定子鐵心疊裝工藝中是不允許的。

3.4 弦距測量

利用弦距檢查樣板、相鄰兩根筋的弦距，每根筋拖塊焊接處必須測量。當弦距L不符合圖紙要求時，允許按圖1所示位置修磨，修磨量小于1 mm。修磨量太大，將會削弱定位筋的強度，疊裝沖片時片與片之間的間隙過大，會導致齒尖部呈鋸齒形，嵌線時打槽楔困難。

3.5 接長定位筋

圖1

由于機組在洪峰期也不能達到額定出力，為了能夠滿足要求，定位筋需要加長，即加長定子鐵心長度。原來定位筋圓周72根均布，經(jīng)過修磨與加墊處理，利用率達到98%。在合縫處有8根輔助加固定位筋。可將此定位筋鏟掉，按圖紙長度切下接長定位筋，磨出焊接坡口，利用定位夾具焊接。在原定位筋兩端焊接同樣長度的接長筋，保證定子中心高不變，焊后經(jīng)修磨完全滿足圖紙要求。

3.6 鐵心疊裝

首先利用中心測圓架測量定子下環(huán)板平度，圓周波浪度小于2 mm。超差部位需用角向砂輪機修磨平。下齒壓板擺放在下環(huán)板上，將沖片擺放1周，檢查壓指與沖片的相對位置符合圖紙要求。端部相號片疊裝采用膠粘工藝，高度為18 mm，增加鐵心的整體性。每疊1層刷1層膠，膠量適中，過多鐵心壓緊時容易溢出，難以清理。整個鐵心共分為40段，在每段之間加入通風槽片。疊完每段鐵心后需進行以下工作:測量單段鐵心高度，根據(jù)鐵心的總高確定增減片;整理槽形，測量鐵心內(nèi)徑。

3.6.1 預壓緊工藝

鐵心疊至500 mm高時，應進行預壓。鐵心疊裝后，由于定位筋焊接時產(chǎn)生的弦距誤差，使沖片與定位筋之間產(chǎn)生了摩擦力，總體壓緊時，隨著摩擦力的增加，會出現(xiàn)局部壓不緊現(xiàn)象。為了增加鐵心緊度，采取預壓緊工藝。

3.6.2 總體壓緊

定子鐵心疊裝完后，裝好上齒壓板，穿入拉緊螺桿并把緊。用風扳機按同一旋轉(zhuǎn)方向逐漸把緊拉緊螺桿，使其受力均勻，鐵心緊量滿應足圖紙要求，鐵心長度應為圖紙尺寸的上公差，留出定子鐵心的熱壓量。

3.6.3 熱壓技術(shù)

為了機組在運行時定子鐵心不松動，當鐵心長度超過一定數(shù)值時需要進行熱壓處理。熱壓技術(shù)是給定子鐵心加熱，使沖片漆膜軟化，通過熱脹冷縮的原理增加定子鐵心的緊量。目前國內(nèi)大型機組主要采用履帶式加熱板加熱，根據(jù)環(huán)境溫度、定子鐵心的噸位計算加熱板的容量，加熱溫度為80℃比較適宜。此機組總長度熱壓量為2.5 mm，效果顯著。

3.7 嵌線

電暈的形成與嵌線質(zhì)量有直接關(guān)系。過去槽電位設計值小于10 V，經(jīng)過幾年來的不斷科學研究，哈電公司絕緣方面的技術(shù)人員經(jīng)過多次試驗，編制了合理的絕緣規(guī)范，線圈除了進行新型防暈處理外，嵌線前將線圈在槽內(nèi)部位包上數(shù)層無紡布，進行雙保險處理，使槽電位降低在5 V以下，徹底解決了槽電位高的問題。麻石機組改造，嵌線后只有2%點槽電位在1～3 V，其余各測量點均小于1 V。直流泄漏及交流耐壓試驗均符合安裝標準。

3.8 端部連線及絕緣盒處理

上下層線圈、極間連接線和引出線均采用硬焊連接，是一種先進的釬焊技術(shù)。主要優(yōu)點為周期短、連接強度高、接觸電阻小等。端部絕緣采用絕緣盒套裝結(jié)構(gòu)，外形美觀。絕緣盒由酚醛玻璃纖維壓塑料壓制而成，絕緣強度高。立式下線時，線圈上端采用開口絕緣盒，盒下端用環(huán)氧膩子封死，從開口處注入乳狀絕緣膠。絕緣膠具有流動性好，絕緣強度高的特點，注入2 h后成型，絕緣盒內(nèi)充實，沒有氣泡產(chǎn)生。

4 結(jié)語

我國在六、七十年代投入運行的老機組較多，還需要改造更新。尚待解決的問題主要體現(xiàn)在以下幾點:(1)機組長期運行定子鐵心松動;(2)線圈絕緣老化;(3)振動大、噪聲大;(4)增容改造等。麻石機組的改造是成功的，接長定位筋的工藝技術(shù)國內(nèi)首例。主要優(yōu)點為:利用原來的定位筋兩端接長，解決了因機組的長期運行而使定位筋不規(guī)則的變形?？s短了改造周期，節(jié)約了定位筋原材料和工裝，為機組的早日發(fā)電贏得了時間。我們應該以此機組的改造為借鑒，做好技術(shù)儲備工作。在此基礎上，可以改造一些其它類型的機組。也可以將先進的工藝技術(shù)應用到新建的機組上。