杜 波

（中國水電七局機(jī)電安裝分局 眉山市620860）

1 概述

龍灘水電站發(fā)電機(jī)定子繞組為三相八支路星形聯(lián)接，繞組形式為雙層條形波繞組。線棒由80股1.96×6.7 mm2/2.11×6.91 mm2雙滌綸玻璃絲包燒結(jié)銅扁線組成，線棒采用333°不完全換位，線棒絕緣采用0.14×25 mm桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶絕緣系統(tǒng)，絕緣等級(jí)為F級(jí)。繞組上端布置一個(gè)支撐環(huán)，下端布置兩個(gè)支撐環(huán)，支撐環(huán)采用Φ50玻璃絲繩注膠固化工藝。嵌線時(shí)，在線棒直線段繞包填充有硅橡膠半導(dǎo)體聚脂無紡布，線棒上下層之間安裝表面涂有半導(dǎo)體漆的梯形截面層壓板墊條或嵌有RTD元件的層間墊條。繞組端部斜邊墊塊及槽口墊塊均采用包有環(huán)氧適形材料的層壓板墊塊，線棒電接頭采用中頻銀銅釬焊工藝。三相八支路引出采用Φ45/Φ25（外徑／內(nèi)徑）匯流銅環(huán)集中引至定子機(jī)座引出口處，匯流環(huán)共9層，分布在定子機(jī)座上部整個(gè)圓周上。繞組接頭端部絕緣采用絕緣盒環(huán)氧灌膠工藝，極間連線和匯流環(huán)接頭絕緣采用屑狀少膠粉云母帶手工包扎。定子繞組采用空氣冷卻方式，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針方向，定子外殼布置16只空氣冷卻器。

龍灘水電站發(fā)電機(jī)參數(shù)：

型號(hào)：SF700-56/16090；額定容量：777.8 MVA/700 MW；額定電壓：18 kV；額定電流：24 948 A；額定功率因數(shù)：0.9；額定頻率：50 Hz；額定轉(zhuǎn)速：107.1 r/min；定子鐵芯內(nèi)徑：15 000 mm；定子鐵芯高度：3 300 mm；定子鐵芯槽數(shù)：624槽；定子繞組相數(shù)：3相；每槽線棒根數(shù)：2根；每極每相槽數(shù)：3+5/7；繞組系數(shù)：0.922 4；繞組節(jié)距：1-14-23；線槽尺寸：23.5 mm×215.8 mm；線棒單根重量：約 60 kg；極數(shù)：2P=56；機(jī)組旋轉(zhuǎn)方向：俯視逆時(shí)針方向。

2 定子繞組安裝主要工序

施工準(zhǔn)備→鐵芯清理、檢查、線槽噴漆→下層線棒安裝、斜邊墊塊和端箍安裝綁扎、端箍注膠、加溫干燥、下層線棒耐壓→嵌裝上層線棒、斜邊墊塊安裝綁扎、槽楔安裝→上下端電接頭焊接→跨接線安裝→上下端絕緣盒安裝→鐵芯、壓指、層間溫度計(jì)引線安裝→上下端槽口墊塊安裝綁扎→匯流銅環(huán)安裝→加溫干燥→交直流耐壓→繞組整體噴漆→拆除工裝、臨設(shè)。

2.1 定子下線場地的環(huán)境條件

（1）設(shè)置定子下線防塵作業(yè)區(qū)，在發(fā)電機(jī)層沿定子機(jī)坑周圍用鐵柵欄和篷布圍起一道高約2 m的封閉棚屋，以防止金屬粉塵、灰塵、雜物等進(jìn)入下線作業(yè)區(qū)，這對(duì)保證定子下線安裝質(zhì)量，提高整機(jī)的防電暈性能和絕緣水平是極為重要的。在頂部安裝環(huán)形軌道及電動(dòng)葫蘆，便于下線時(shí)定子線棒的運(yùn)輸和嵌裝。在定子機(jī)座上環(huán)板外側(cè)搭設(shè)環(huán)形平臺(tái)，便于行走和設(shè)備的運(yùn)輸，在定子鐵芯內(nèi)圓搭設(shè)三層環(huán)形定子下線施工平臺(tái)。

（2）在機(jī)坑旁設(shè)置線棒繞包房和配膠房，以防止灰塵。配膠房設(shè)專人負(fù)責(zé)定子下線所有化學(xué)制品的配制，并作好記錄。每天配置當(dāng)天所需數(shù)量的化學(xué)品，確保正確無誤且無浪費(fèi)現(xiàn)象。

（3）為保持定子機(jī)坑內(nèi)空氣干燥，在發(fā)電機(jī)機(jī)坑內(nèi)安裝3臺(tái)移動(dòng)式除濕機(jī)，在定子機(jī)座上環(huán)板行走平臺(tái)處布置4臺(tái)5 P空調(diào)，從而保證定子機(jī)坑內(nèi)空氣相對(duì)濕度不高于80%。

（4）作業(yè)區(qū)內(nèi)設(shè)置嚴(yán)格的保衛(wèi)制度，無關(guān)人員不得入內(nèi)，業(yè)主和監(jiān)理單位人員憑發(fā)放的登記牌方允許進(jìn)入作業(yè)區(qū)。施工人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)內(nèi)必須換裝（換于凈鞋、衣帽等），參觀或檢查人員帶塑料鞋套后方允許進(jìn)入。設(shè)專人負(fù)責(zé)作業(yè)區(qū)的清潔衛(wèi)生，用吸塵器清掃，并拖洗地面。

2.2 定子槽部絕緣結(jié)構(gòu)

龍灘水電站定子線槽結(jié)構(gòu)形式見圖1，說明見附表。

圖1 定子槽部絕緣結(jié)構(gòu)

附表 龍灘水電站定子線槽結(jié)構(gòu)形式說明

2.3 線棒嵌裝

下線前，對(duì)線槽、通風(fēng)溝、齒壓板部位及鐵芯背后仔細(xì)檢查、清掃。用醫(yī)用膠布封堵上端齒壓板之間及背后的間隙，用塑料薄膜將定子機(jī)殼的16個(gè)空氣冷卻器安裝孔臨時(shí)封閉，以防止雜物落入。用干凈白棉布蘸酒精清潔每一個(gè)鐵芯槽，消除一切影響下線質(zhì)量的不安全因素。下線前對(duì)每根線棒進(jìn)行仔細(xì)、徹底檢查，包括顏色、形狀、表面狀況，以確保所安裝的整個(gè)線棒主絕緣表面應(yīng)平整光滑，無任何損傷。

用游標(biāo)卡尺測量線棒和鐵芯槽的尺寸，計(jì)算配合間隙的大小，以確定外包硅橡膠的厚度。線棒嵌入鐵芯槽前，須在線棒直線段纏繞半導(dǎo)體聚脂無紡布，在對(duì)折的繞包帶內(nèi)填充有適當(dāng)厚度微膨脹型硅橡膠。 繞包時(shí)，繞包帶不得疊壓，間距為（1～3）mm。

（1）下層線棒嵌入按逆時(shí)針方向進(jìn)行，每天下線前在槽口兩側(cè)粘貼透明膠帶，以防止線棒入槽時(shí)繞包帶不被鐵芯邊緣劃傷，同時(shí)也能及時(shí)清理掉擠出的多余的硅橡膠。用砂紙打磨線棒電接頭焊接面，焊接面應(yīng)無灰塵、油漬。一切準(zhǔn)備工作就緒后。用環(huán)形吊車將線棒吊運(yùn)至線槽，將線棒軸向?qū)脴?biāo)高后，用入力將其平行推人槽底，除去線槽兩側(cè)的透明膠帶，并清理鐵芯面多余硅橡膠，然后墊入梯形半導(dǎo)體墊條或RTD墊條后，在硅橡膠尚未固化前，迅速使用壓線木板和線棒壓緊工具將下層線棒緊緊楔入槽中，用壓緊工具在全槽內(nèi)固定9點(diǎn)，間距為（400～500）mm，待硅橡膠完全固化后，方可拆卸壓緊工具和壓線木板，但上、下端應(yīng)留1個(gè)壓緊工具暫時(shí)不能卸掉，以防止線棒下沉。半導(dǎo)體硅橡膠固化后略膨脹，并呈彈性，故能使線棒與鐵芯槽壁保證良好接觸，從而有效降低槽電位。

下層線棒嵌入后需對(duì)端部進(jìn)行固定。定子繞組上端布置一根由Φ50玻璃絲繩構(gòu)成的支撐環(huán)，下端布置兩根。安裝斜邊墊塊時(shí)，將支撐環(huán)、斜邊墊塊、線棒用人字形綁扎帶綁扎在一起，將綁帶表面涂刷138環(huán)氧膠。最后，向Φ50玻璃絲繩內(nèi)注入環(huán)氧膠EP310。環(huán)氧膠固化后支撐環(huán)與線棒、斜邊墊塊相互聯(lián)結(jié)形成牢固可靠的整體。

對(duì)人字形綁扎帶及端箍表面進(jìn)行打磨，表面應(yīng)無棱角或尖端的地方，對(duì)線棒上下端高阻區(qū)域及人字形綁扎表面噴HDJ-26防暈漆兩遍。

待下層線棒絕緣達(dá)到要求后，進(jìn)行47 kV，1 min工頻交流耐壓試驗(yàn)，順利通過。

（2）上層線棒嵌入按順時(shí)針方向進(jìn)行，嵌裝工序與下層線棒基本相同。將線槽清理干凈，將上層線棒嵌入槽中，調(diào)整高程，使上層線棒電接頭與下層線棒電接頭對(duì)齊，誤差控制在允許范圍內(nèi)。采用鐵墊條下墊以絕緣板，用壓緊工具臨時(shí)壓緊線棒，在硅橡膠固化前打入槽楔。槽楔從下往上逐段打入槽楔以固定線棒。首先，在上層線棒絕緣表面放上適當(dāng)厚度的保護(hù)墊條，再在保護(hù)墊條外面放一層彈性波紋墊條，槽楔放在線槽最外面，將內(nèi)楔插入彈性波紋墊條和保護(hù)墊條之間后，將槽楔與墊條打緊。保護(hù)墊條共4種厚度，分別為 0.3，0.4，0.5，1，其厚度的選用，應(yīng)使彈性波紋墊條壓緊度達(dá)85%為準(zhǔn)。

2.4 繞組電接頭焊接

線棒電接頭焊接采用兩臺(tái)KGPS-8型中頻焊機(jī)分兩個(gè)作業(yè)面進(jìn)行銀銅釬焊。用整形工具將上下層線棒電接頭調(diào)整對(duì)齊，相互偏差上下不超過4 mm，左右不超過3 mm。將剪成長條的濕布（浸水后擠干不滴為宜）纏繞在靠近線棒電接頭端部絕緣上，以保護(hù)焊接時(shí)線棒絕緣不受損傷。在上下層線棒電接頭之間插入截面與電接頭尺寸相同的銀焊片后，用“G”型夾將上下層線棒電接頭夾緊，并套人加熱用感應(yīng)圈，并在焊接頭的線棒另—端安裝空冷裝置。

將電接頭通電加熱，當(dāng)接頭達(dá)到焊接溫度時(shí)（約710℃）在焊縫中預(yù)放的焊片開始熔化，此時(shí)可迅速使用Φ2銀焊絲（L-Agl5P）向焊縫中填加焊料，當(dāng)焊縫全部填滿無間隙后，可停掉電源，通風(fēng)冷卻。當(dāng)電接頭達(dá)室溫后，為保證焊接質(zhì)量和焊縫的外觀，可在停掉電源后的短時(shí)間內(nèi)再次向焊縫填加焊料。

做好防護(hù)措施后對(duì)已焊接完成的接頭進(jìn)行打磨處理，用銼刀、砂布、電磨頭清除焊接頭表面焊料、焊瘤及氧化物，使焊接頭呈顯本色，再用丙酮、白布擦洗干凈后進(jìn)行焊接質(zhì)量檢查，對(duì)不合格的焊頭須重新焊接。

2.5 絕緣盒安裝

絕緣盒由環(huán)氧樹脂添加玻璃絲壓制而成，下端絕緣盒采用普通型，上端絕緣盒采用開口型兩種。絕緣盒內(nèi)表面，需砂掉脫膜劑并打磨成均勻毛面。

（1）下端絕緣盒安裝。根據(jù)圖紙標(biāo)明絕緣盒安裝高度，根據(jù)現(xiàn)場場地情況，在后方制作一定數(shù)量的木凳，將絕緣盒放在木登上，調(diào)整絕緣盒的間距均等，水平和高度達(dá)標(biāo)后便向絕緣盒灌注879雙組份環(huán)氧膠。絕緣盒內(nèi)灌注環(huán)氧膠固化收縮后，再向絕緣盒內(nèi)補(bǔ)添一些環(huán)氧膠使之與絕緣盒平齊。

（2）上端絕緣盒安裝。利用廠家到貨的環(huán)氧E型板固定絕緣盒，E型板下方用環(huán)氧墊條支撐，用環(huán)氧泥將線棒間的間隙填充，將上端絕緣盒壓在E型板上，檢查四周是否有間隙。調(diào)整絕緣盒之間的間距和高度，待環(huán)氧泥固化后進(jìn)行上端環(huán)氧膠灌注打底，灌注881雙組份環(huán)氧膠至1/3位置，并派專人檢查是否漏膠情況。待打底膠固化后將剩余部分全部灌滿。絕緣盒內(nèi)灌注環(huán)氧膠固化收縮后，再向絕緣盒內(nèi)補(bǔ)添一些環(huán)氧膠使之與絕緣盒平齊。

2.6 繞組引出線端頭焊接、匯流環(huán)安裝

按圖紙拼裝定子主引出線A相和C相端子板，并將其焊接在定子機(jī)座上端出口處。在繞組引線頭和出線端子之間按順序逐段連接匯流環(huán)管。從下往上逐層安裝匯流銅管，匯流銅管和線棒引接頭焊接工藝同普通頭；匯流銅管接頭對(duì)接時(shí)，先插入連接套管和環(huán)形銀焊片，再用夾緊工具將待焊接頭固定，接觸面間隙小于0.1 mm，采用手工焊接。每根匯流環(huán)焊接完且外觀檢查合格后，可對(duì)接頭進(jìn)行絕緣包扎，舊絕緣燒傷處用刀片切除，要求新舊絕緣搭接坡口長度為70 mm。用白布、丙酮清理干凈后，用聚酯薄膜補(bǔ)強(qiáng)三合一粉云母帶半迭繞包，層間涂刷環(huán)氧膠102，匯流環(huán)安裝完畢后，在線夾接觸的地方用浸過高阻防暈漆的滌綸氈包裹銅環(huán)。

2.7 繞組整體耐壓、噴漆

定子繞組安裝完成且清理干凈后，測溫線可靠接地，吸收比和極化指數(shù)滿足要求后對(duì)定子進(jìn)行39 kV、1 min交流耐壓試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)完成后，對(duì)定子整體噴兩遍9130紅瓷漆。

3 施工中遇到的主要問題

（1）層間測溫元件與引線的接頭布置在測溫墊條外部，此種固定方式存在一定缺陷，影響機(jī)組今后的安全運(yùn)行。

（2）上下層線棒間采用毛氈浸膠包裹環(huán)氧布板作為層間端箍，使得上層斜邊墊塊高于上層線棒表面，對(duì)斜邊墊塊進(jìn)行加工處理。

（3）設(shè)計(jì)考慮欠佳，所有定子測溫線采用線夾焊接固定在機(jī)座上環(huán)板，測溫線外僅包裹一層屏蔽銅帶，使得線路敷設(shè)相當(dāng)煩瑣、不便于檢修。

（4）由于設(shè)計(jì)失誤，定子機(jī)座主引出線C相上端板與銅環(huán)引出位置沖突，割去此處上端板才能進(jìn)行第八層匯流銅環(huán)安裝。

4 結(jié)語

龍灘水電站1#機(jī)組定子繞組安裝中采用了多項(xiàng)新技術(shù)、新工藝和新材料，值得同行學(xué)習(xí)和借鑒。

（1）定子線棒嵌入線槽前，在線棒直線段纏繞填充硅有機(jī)樹脂半導(dǎo)體膠的繞包帶。硅有機(jī)樹脂半導(dǎo)體膠固化后略膨脹并呈彈性，保證廠線棒防暈層與鐵芯良好的接觸，有效降低了槽電位。

（2）端箍采用Φ50玻璃絲繩注膠固化工藝。端箍在軸向無絕緣支撐架，且上下層線棒之間五層間端箍結(jié)構(gòu)。該工藝安裝簡單，線棒緊靠端箍，且和槽內(nèi)半導(dǎo)體硅膠聯(lián)合受力，抗機(jī)械應(yīng)力性能好。