郭 勇

（東芝水電設(shè)備（杭州）有限公司，浙江 桐廬 311504）

貫流式機(jī)組定子裝配質(zhì)量控制

郭 勇

（東芝水電設(shè)備（杭州）有限公司，浙江 桐廬 311504）

結(jié)合湖北某項(xiàng)目6伊15MW的貫流式機(jī)組定子工廠制造、現(xiàn)場裝配的質(zhì)量控制過程，對定子裝配的整體質(zhì)量控制進(jìn)行了總結(jié)，以此作為燈泡貫流式機(jī)組定子制作、裝配、檢驗(yàn)、質(zhì)量管理的參考。

貫流機(jī)；定子裝配；質(zhì)量控制；試驗(yàn)

1 前言

水輪發(fā)電機(jī)定子是由定子機(jī)座、鐵芯、線圈、匯流母線等組成。由于受到運(yùn)輸條件限制，也為了減少定子鐵芯的變形，我公司在近幾年承制的多個燈泡貫流式機(jī)組中，定子全部采用了分瓣式結(jié)構(gòu)，均定為在現(xiàn)場組圓疊片后安裝定子線圈。

定子是發(fā)電機(jī)部件中最重要的部件也是客戶、監(jiān)理重點(diǎn)監(jiān)察的部件。定子在現(xiàn)場裝配與在工廠內(nèi)裝配且整體發(fā)運(yùn)相比，在裝配環(huán)境上差別較大，因此在制造、檢查和質(zhì)量管理方面都存在著較大的難度，需要作為重點(diǎn)來控制。

本文結(jié)合湖北某機(jī)組6×15MW現(xiàn)場裝配的質(zhì)量控制和管理過程進(jìn)行說明，希望能夠?qū)襞葚灹魇綑C(jī)組定子的制造、檢驗(yàn)和質(zhì)量管理提供一定的參考。

2 定子現(xiàn)場裝配質(zhì)量控制

定子現(xiàn)場組裝與定子其它制作工序相比現(xiàn)場施工環(huán)境差、施工工序復(fù)雜、施工工期長、施工設(shè)施不配套、檢查人員技能的綜合性等也給定子現(xiàn)場裝配質(zhì)量管理控制帶來了一定的難度，定子現(xiàn)場裝配質(zhì)量控制總體原則是控制每道工序以保證最終質(zhì)量，以下就結(jié)合每道工序控制要點(diǎn)進(jìn)行闡述和說明。

2.1 施工前技術(shù)準(zhǔn)備

施工前的技術(shù)準(zhǔn)備包括∶根據(jù)相關(guān)圖紙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制檢查要領(lǐng)書、試驗(yàn)要領(lǐng)書、驗(yàn)收要領(lǐng)書等。

此技術(shù)準(zhǔn)備不僅是為最終現(xiàn)場定子組裝過程質(zhì)量控制要點(diǎn)提供依據(jù)，更重要的是可以體現(xiàn)出定子現(xiàn)場裝配質(zhì)量控制的具體實(shí)施方案，最終保證定子現(xiàn)場裝配有序的進(jìn)行，順利通過驗(yàn)收，完成移交工作。

2.2 施工環(huán)境

裝配場地環(huán)境的好壞直接影響到后序定子鐵芯疊裝和下線質(zhì)量的好壞。

現(xiàn)場裝配場地環(huán)境控制要領(lǐng)∶

1）合理選擇施工時間段；現(xiàn)場搭建定子工作棚；地面進(jìn)行光潔處理；安裝除濕設(shè)備、加熱設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備等措施保證定子裝配場地溫度、濕度、清潔度在技術(shù)要求范圍之內(nèi)。

2）實(shí)施工作場地確認(rèn)制度，保證裝配場地時刻保持清潔、干凈、整齊、通透。

2.3 量器具準(zhǔn)備

定子裝配前量器具準(zhǔn)備不僅是為了定子裝配檢驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行，更是為了提早核對量器具自身，確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

定子裝配用到以下主要量器具∶中心測圓架、水平儀、方型水平儀、百分表、內(nèi)徑千分尺、弦距測量工具等。

所有量器具中，中心測圓架的調(diào)整及校核是最重要一項(xiàng)，其關(guān)系到鐵芯最終疊裝的質(zhì)量，必須保證其水平度及垂直度≤0.02mm/m。

2.4 定子機(jī)座組合、焊接

定子機(jī)座組合焊接是定子組裝起始工序，其質(zhì)量控制好壞將直接關(guān)系到定子鐵芯疊裝質(zhì)量，同樣影響定子與中間環(huán)及內(nèi)殼體的裝配關(guān)系。

定子機(jī)座兩瓣組合時重點(diǎn)控制措施如下∶

1）定子組合后圓度調(diào)整測量，定子上游測法蘭整圓水平度調(diào)整測量。

2）控制中心測圓架與機(jī)座關(guān)系、保證定子法蘭螺孔及法蘭內(nèi)圓與中心測圓架（鐵芯中心）同軸度滿足要求。

3）定子機(jī)座焊接方式、有效控制變形措施、焊縫是否符合要求。

2.5 雙鴿尾筋安裝

雙鴿尾筋用于固定定子沖片，其安裝質(zhì)量將關(guān)系到定子鐵芯是否能夠順利疊裝（見圖1）。

雙鴿尾筋安裝控制重點(diǎn)∶

1）對1號鴿尾筋進(jìn)行調(diào)整測量保證其徑向及周向垂直度，半徑方向偏差均在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。

2）其它各筋托板焊接調(diào)整完成后以1號筋為基準(zhǔn)，保證其徑向及周向垂直度、半徑方向偏差在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。

3）以1號筋為基準(zhǔn)，調(diào)整控制各筋弦距在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。

4）各托板焊接完成后保證其與機(jī)座環(huán)板無間隙。

圖1 雙鴿尾筋調(diào)整

2.6 定子鐵芯疊裝

定子鐵芯是定子的一個重要部件，它是磁路的主要組成部分并且用以固定繞組，在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時承受機(jī)械力、熱應(yīng)力、電磁力的綜合作用。定子鐵芯由定子沖片、通風(fēng)槽片、定位筋、齒壓板、拉緊螺桿及固定片等裝壓而成，定子鐵芯疊裝控制重點(diǎn)∶

1）鐵芯圓度測量按照從上至下三個斷面進(jìn)行，每個斷面測量24個點(diǎn)，各點(diǎn)圓度的半徑偏差控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2）鐵芯高度測量按照圓周方向均布24個點(diǎn)進(jìn)行，高度偏差控制在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。

3）鐵芯上端槽口軛部波浪度控制在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。

4）鐵芯預(yù)緊情況，利用扭矩扳手測量拉緊螺桿預(yù)緊力。

5）檢查鐵芯各層通風(fēng)溝高度尺寸。

6）利用通槽棒對沖片疊壓后槽型檢查。

7）檢查鐵芯通風(fēng)溝及上下端處是否清潔。

2.7 鐵損試驗(yàn)

定子鐵損試驗(yàn)是利用專用的的勵磁線圈，在鐵芯內(nèi)部造成交變的磁通（接近飽和狀態(tài)），使鐵芯產(chǎn)生渦流損耗，溫度升高，并用溫度計測量出鐵芯各處溫升；同時利用瓦特表測量勵磁損耗，計算出鐵芯單位重量的損耗。根據(jù)上述兩項(xiàng)判定鐵芯是否合格。

鐵損試驗(yàn)交接驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)∶

1）90 min的試驗(yàn)中，鐵芯各部的最高溫升不超過25℃，相互間最大溫差不超過15℃。

2）單位鐵損符合合同要求。

3）機(jī)座與鐵芯各機(jī)械部位例如∶機(jī)座環(huán)板、筋板焊縫、定位筋焊縫、拉緊螺桿、上下齒壓板、通風(fēng)溝校工字鋼等無異?，F(xiàn)象。

4）復(fù)查機(jī)座水平和測量定子鐵芯高程。

2.8 定子線圈嵌裝和匯流母線安裝

定子線圈嵌裝和匯流母線安裝是定子裝配中重要工序，更是對施工場地要求最高的工序。

定子線圈嵌裝和匯流母線安裝控制要點(diǎn)∶

1）施工場地∶按照技術(shù)要求做好相關(guān)防潮、防塵、保溫、充足照明、通風(fēng)等措施保證施工環(huán)境，操作人員每天對施工環(huán)境進(jìn)行登記確認(rèn)。

2）槽楔∶鐵芯上下端兩根槽楔應(yīng)無空隙，其余各槽楔有空隙長度不應(yīng)超過槽楔長度的1/3；槽楔上的通風(fēng)溝與鐵芯通風(fēng)溝的中心對齊，偏差不大于3mm；槽楔不破損，槽楔整齊緊湊，緊度符合要求，鐵芯處應(yīng)無毛邊和翹曲現(xiàn)象;槽楔表面不得高于鐵芯內(nèi)園，槽楔伸出鐵芯槽口的長度不大于設(shè)計值，相互高差不大于5mm。

3）焊頭∶線棒焊接接頭處無毛刺、外觀檢查整齊、光滑、焊料填充飽滿，接頭高低不大于5mm，線棒應(yīng)緊固無松動現(xiàn)象。

4）絕緣盒∶絕緣盒相互高差基本一致；接頭四周與絕緣盒間隙均勻；絕緣盒灌膠飽滿，無開裂現(xiàn)象。

5）綁扎∶各處綁扎整齊嚴(yán)實(shí)，打結(jié)處不出現(xiàn)在鐵芯內(nèi)園處。

6）匯流母線∶焊接接頭處無毛刺、外觀檢查整齊、光滑、無氣孔夾渣、焊料填充飽滿，接頭高低不大于5mm。

7）測溫元件∶測量其絕緣電阻及電阻值。

8）干燥∶干燥升溫速度，干燥保溫溫度及時間，降溫速度應(yīng)符合要求。

2.9 定子試驗(yàn)

定子試驗(yàn)是為了檢查定子繞阻各處焊頭質(zhì)量及線圈絕緣性能。發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性及壽命很大程度上取決于定子線圈的絕緣。

定子線圈目前基本都采用環(huán)氧粉云母絕緣。定子線圈絕緣性能主要包括發(fā)電機(jī)所需耐熱等級、足夠的耐電強(qiáng)度、優(yōu)良的機(jī)械性能、抗電暈腐蝕能力。

定子試驗(yàn)控制要領(lǐng)∶

1）定子繞組上、下層嵌裝完成后分別試驗(yàn)∶用2500V兆歐表測定線圈絕緣電阻，2.5U+2.0電壓進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)1min判定定子線圈安裝過程絕緣性能是否良好。

2）定子繞組絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)測量∶它是表征絕緣特性基本參數(shù)性能之一，也是最簡便最常用的非破壞性試驗(yàn)方法。定子整體耐壓前后用整流式兆歐表測量線圈絕緣電阻確定R60″/R15″≥1.6、各相電阻不平衡系數(shù)不應(yīng)大于2，判斷定子干燥是否符合要求，定子繞組各相絕緣是否有大缺陷。

3）定子繞組直流電阻∶定子繞組焊頭完成后通以直流電測量其電阻，根據(jù)測量確定各相、各分支的直流電阻，相互間差別不應(yīng)大于最小值的2%，判定焊頭是否有質(zhì)量問題。

4）定子繞組直流耐壓及泄漏試驗(yàn)∶直流耐壓試驗(yàn)是用較高的直流電壓來測量絕緣電阻，同時在升壓過程中監(jiān)視泄漏電流變化情況，這不僅可從電壓與電流關(guān)系中判定絕緣情況，有助于及時發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，而且由于試驗(yàn)電壓比較高比起用兆歐表更容易發(fā)現(xiàn)一些非貫通的集中性缺陷。試驗(yàn)時依次0.8Un、1.0Un、1.5Un、2.0Un、2.5Un、3.0Un 電壓各1min記錄泄漏電流，確定泄漏電流不隨時間延長而增大；在各電壓值下，各相泄漏電流的差別不應(yīng)大于最小值的50%判定定子繞組絕緣是否受潮或不干凈、是否有貫穿性缺陷、高組性缺陷等。

5）定子繞組交流耐壓試驗(yàn)∶交流耐壓的優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)電壓與工作電壓的波形、頻率一致，作用于絕緣內(nèi)部的電壓分布及擊穿性與發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)相同，所以交流耐壓試驗(yàn)對發(fā)電機(jī)主絕緣的考驗(yàn)更接近運(yùn)行狀態(tài)，通過該試驗(yàn)可以檢驗(yàn)出絕緣在工作狀態(tài)下薄弱點(diǎn)。試驗(yàn)時定子繞組通以2.0Un+3kV電壓確定端部無明顯的金黃色亮點(diǎn)盒連續(xù)暈帶判定繞組絕緣是否良好。

3 定子驗(yàn)收

湖北某機(jī)組定子合同要求為工廠內(nèi)裝配完成后整體發(fā)往工地，但受到運(yùn)輸及保護(hù)困難等各方面因素影響，最終與業(yè)主商定定子現(xiàn)場裝配。對于定子質(zhì)量檢查驗(yàn)收也就帶來了很大的難度，定子裝配過程涉及到焊接、鉗工裝配、電氣裝配、工作交接等多方面質(zhì)量檢驗(yàn)管理問題，對以上各方面的工作，全部可以勝任的很難派出合適的人選，而派遣多人到現(xiàn)場負(fù)責(zé)檢查又造成人員安排不合理影響公司內(nèi)部生產(chǎn)。

針對以上問題，采取了提前培訓(xùn)操作人員自檢能力，并且考核頒發(fā)相關(guān)資格證，委托其替代執(zhí)行相關(guān)工序檢驗(yàn)驗(yàn)收工作的措施，而兩個重要階段定子鐵芯疊裝完成后及定子下線完成后派專人到現(xiàn)場進(jìn)行檢驗(yàn)驗(yàn)收工作，采取以上措施后不僅在公司制作任務(wù)繁重、檢查人員緊張狀況下能使定子裝配質(zhì)量得到有效控制，而且更得到了客戶及監(jiān)理的一致認(rèn)可。

4 結(jié)束語

湖北某機(jī)組6臺定子已經(jīng)全部安裝試驗(yàn)完成，定子裝配過程有序進(jìn)行，定子試驗(yàn)一次通過，定子驗(yàn)收移交工作順利完成，定子與轉(zhuǎn)子氣隙調(diào)整時間縮短，氣隙均勻，定子最終運(yùn)行電壓、電流、溫度均達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

但前期定子裝配過程中也存在一些問題，例如∶裝配過程中操作人員只憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行裝配，對圖紙、作業(yè)指導(dǎo)書、檢查記錄查看填寫不認(rèn)真不仔細(xì)；定子裝配過程中對外觀問題沒有給予明確標(biāo)準(zhǔn)；定子裝配過程中工器具考慮不全面；定子圖紙設(shè)計、作業(yè)指導(dǎo)書編寫考慮不夠合理等。

然而我們通過不斷的總結(jié)改進(jìn)，在客戶和監(jiān)理監(jiān)督指導(dǎo)及技術(shù)人員、制作人員、檢驗(yàn)人員共同努力下，每臺機(jī)組質(zhì)量方面都有不同程度的提高。

產(chǎn)品質(zhì)量沒有最好只有更好，相信在公司各相關(guān)人員的共同努力下，我們將為顧客提供更加滿意的產(chǎn)品。

[1]SD287-88.水輪發(fā)電機(jī)定子現(xiàn)場裝配工藝導(dǎo)則[S].

[2]GB/T8564-2003.水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范[S].

[3]電氣試驗(yàn)技能培訓(xùn)[Z].

TK733+.8

B

1672-5387（2014）02-0010-03

2013-12-30

郭 勇（1983-），男，工程師，從事產(chǎn)品質(zhì)量管理及檢驗(yàn)工作。