劉 偉，黃紹波，謝志輝，任東濱

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600MW汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部烘焙工藝優(yōu)化研究

劉 偉，黃紹波，謝志輝，任東濱

（東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司，四川德陽 618000）

本文主要介紹了東方電機(jī)有限公司600MW汽輪發(fā)電機(jī)綁扎式固定完成后經(jīng)過不同烘焙時(shí)間固化，機(jī)組直流泄漏電流、絕緣電阻、端部固有振動(dòng)頻率等性能的對(duì)比，提出最優(yōu)的烘焙時(shí)間，從而縮短產(chǎn)出時(shí)間，優(yōu)化工藝等要求。

汽輪發(fā)電機(jī)；定子繞組；烘焙；直流泄漏電流；固有頻率

0 前言

由于我公司汽輪發(fā)電機(jī)組交貨周期壓力逐漸增加，進(jìn)行下線并綁扎后的烘焙固化時(shí)間較長(zhǎng)，影響了汽輪發(fā)電機(jī)組的產(chǎn)出周期。合理縮短烘焙固化時(shí)間能夠部分緩解由于生產(chǎn)周期長(zhǎng)造成的交貨壓力。

為提出合理的烘焙時(shí)間，開展了汽輪發(fā)電機(jī)端部絕緣材料在不同溫度、不同烘焙時(shí)間下固化后的力學(xué)性能和電性能測(cè)試。其絕緣材料包含汽發(fā)端部綁扎用聚酯樹脂浸漬環(huán)氧玻璃網(wǎng)狀無緯綁扎帶H200-W、多膠云母帶手包絕緣和定子繞組端部適形材料不飽和聚酯玻璃纖維模塑料DMC等。

在對(duì)以上材料的烘焙溫度、烘焙時(shí)間及其達(dá)到的性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，提出的烘焙方案如下：

方案一：

（1）上層線圈下線完，烘焙固化端部固定材料，烘焙要求如下：

① 90℃±5℃，2h；

② 130℃±5℃，24h。

（2）鼻端絕緣包扎完，進(jìn)行烘焙處理，烘焙要求：

① 90℃±5℃，8h；

② 130℃±5℃，32h。

（3）定子繞組綁扎完后，澆浸環(huán)氧浸漬膠后烘焙固化維持100℃±5℃，12h。

方案二：

（1）上層線圈下線完，烘焙固化端部固定材料，烘焙要求如下：

① 90℃±5℃，2h；

② 130℃±5℃，24h。

（2）鼻端絕緣包扎完，進(jìn)行烘焙處理，烘焙要求：

① 90℃±5℃，8h；

②130℃±5℃，24h。

（3）定子繞組綁扎完后，澆浸環(huán)氧浸漬膠后烘焙固化維持100℃±5℃，12h。

1 絕緣性能測(cè)試

1.1 外觀

烘焙后觀察外觀，縮短烘焙固化時(shí)間后的定子端部手包絕緣未見烤糊的地方（顏色為土黃色），見圖1和圖2。

圖1 A機(jī)縮短烘焙時(shí)間后的定子端部外觀

圖2 C機(jī)縮短烘焙時(shí)間后的定子端部外觀

1.2 定子繞組直流耐壓及泄漏電流

不同烘焙固化時(shí)間的機(jī)組在絕緣性能試驗(yàn)時(shí)泄漏電流比較，見表1。

表1 不同烘焙固化時(shí)間的機(jī)組的直流泄漏電流測(cè)試比較

標(biāo)準(zhǔn)：在2.5N試驗(yàn)電壓下，三相泄漏電流小于50μA，且三相泄漏電流最大值與最小值的差值要小于最小值的50%。

1.3 三相極化指數(shù)

不同烘焙固化時(shí)間的機(jī)組的絕緣電阻測(cè)試比較見表2。

表 2

標(biāo)準(zhǔn)：用5000V兆歐表測(cè)試1min絕緣電阻應(yīng)大于200MΩ，且P.I≥2.0。

1.4 定子鼻端絕緣外移電位

標(biāo)準(zhǔn)：在22kV(DC)額定電壓下，泄漏電流值不大于14μA。

不同烘焙固化時(shí)間的機(jī)組的鼻端絕緣外移電位實(shí)測(cè)值比較見表3。

表 3

2 端部固有頻率測(cè)試

2.1 簡(jiǎn)介

汽輪發(fā)電機(jī)定子端部繞組的固有頻率應(yīng)避開95Hz~112Hz，以確保發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)采用“單點(diǎn)激勵(lì)多點(diǎn)響應(yīng)”錘擊法，通過力錘對(duì)端部繞組施加脈沖力，加速度傳感器采集振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)，由接口箱將激振力和振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理后送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)采集該激振力與振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)，通過模態(tài)分析軟件對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，獲得模態(tài)參數(shù)：固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。

2.3 汽端及勵(lì)端測(cè)點(diǎn)布置

沿端部繞組圓錐內(nèi)表面外圈布置各21個(gè)測(cè)點(diǎn),示意如圖3所示。

圖3 固有頻率測(cè)點(diǎn)布置示意圖

2.4 試驗(yàn)結(jié)果

定子端部繞組200Hz以下各階振動(dòng)模態(tài)頻率和阻尼比見表4。

表4 定子汽端繞組固有頻率值

2.5 結(jié)果分析

對(duì)比五臺(tái)60萬機(jī)組（A、B、C、D、E），端部烘焙時(shí)間為60h、32h、24h機(jī)組的直流耐壓及泄漏電流、手包絕緣外移電位、絕緣電阻等各項(xiàng)性能均能滿足標(biāo)準(zhǔn)及新產(chǎn)品出廠檢查要求。發(fā)電機(jī)端部繞組汽、勵(lì)兩端橢圓振型的固有頻率均避開了95Hz～112Hz范圍，滿足GB /T 20140-2006的要求。

表5 定子勵(lì)端繞組固有頻率值

3 結(jié)論

通過對(duì)比五臺(tái)60萬汽發(fā)機(jī)組在不同烘焙時(shí)間（60h、32h、24h）下固化后，機(jī)組的直流耐壓及泄漏電流、手包絕緣外移電位、絕緣電阻、端部固有振動(dòng)頻率等性能分析，最終確定了如下烘焙方案。

鼻端絕緣包扎完，進(jìn)行烘焙處理，烘焙要求：

① 90℃±5℃，8h；

② 130℃±5℃，32h。

烘焙固化時(shí)間由原來的60h縮短為32h，縮短烘焙時(shí)間后生產(chǎn)的60萬汽發(fā)機(jī)組各項(xiàng)性能均能滿足標(biāo)準(zhǔn)及新產(chǎn)品出廠檢查要求，同時(shí)能縮短機(jī)組的生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品能耗，提高設(shè)備利用率。緩解由于生產(chǎn)周期長(zhǎng)造成的交貨壓力。

表6 引線固有頻率測(cè)試結(jié)果 Hz

[1] 王玉田, 袁曉紅. 大型發(fā)電機(jī)定子繞組端部固定方法[J]. 大電機(jī)技術(shù)，2011(2): 4-6.

[2] JB/T 8990-1999, 大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部繞組模態(tài)試驗(yàn)分析和固有頻率測(cè)量方法及評(píng)定[S].

[3] 王紹禹, 周德貴. 大型發(fā)電機(jī)絕緣的運(yùn)行特性與試驗(yàn)[M]. 北京水利電力出版社, 1992.

Study on the Heating Process of 600MW turbine Generator Stator End Winding

LIU Wei, HUANG Shaobo, XIE Zhihui, REN Dongbin

（Dongfang Electric Machinery Co. Ltd, Deyang 618000, China）

This paper mainly introduces various properties of 600MW turbo-generator after the end winding is fixed, such as DC leakage current, insulation resistance, natural vibration frequency, after different heating process time on the stator end winding, then find out the optimal heating time to reduce the production time and to optimize the manufacturing process.

turbine generator; stator winding; heating; DC leakage current; natural vibration frequency

TM311

A

1000-3983(2016)05-0019-03

2015-10-14

劉偉（1986-），畢業(yè)于西安交通大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事大型高壓同步發(fā)電機(jī)絕緣技術(shù)研究與應(yīng)用工作，工程師。

審稿人：滿宇光