林靜雯

摘 要：某電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子引線連接原設(shè)計采取傳統(tǒng)方式，由于電站汛期濕度及空氣冷卻器不可靠等因素的影響，經(jīng)常發(fā)生引線連接螺桿受潮，絕緣降低以及接觸電阻增大現(xiàn)象。為了消除此類問題，并為同型號水輪發(fā)電機(jī)磁極引線損壞問題解決提供經(jīng)驗，介紹一種具體的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：磁極引線；絕緣；水輪發(fā)電機(jī)；絕緣墊板

中圖分類號：TM31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

某電站6號機(jī)組自1995年12月29日投產(chǎn)以來，已連續(xù)運行21年多，期間先后進(jìn)行多次A級、C級檢修，隨著發(fā)電機(jī)部分設(shè)備老化，缺陷出現(xiàn)次數(shù)較多，尤其發(fā)現(xiàn)6號機(jī)轉(zhuǎn)子多個磁極連接引線的接觸電阻偏大，接頭處發(fā)熱嚴(yán)重，同時由于結(jié)構(gòu)上不合理，轉(zhuǎn)子整體受潮現(xiàn)象也比較突出，影響了發(fā)電機(jī)的正常安全運行。為消除6號機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)備的缺陷，提高發(fā)電機(jī)健康水平，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運行，經(jīng)研究討論分析，決定結(jié)合2015年下半年6號機(jī)組的A級檢修，對6號機(jī)轉(zhuǎn)子磁極連接引線進(jìn)行技術(shù)改造和相關(guān)試驗。

1.轉(zhuǎn)子概況

轉(zhuǎn)子支架為圓盤式焊接結(jié)構(gòu)，由中心體和8個扇形外環(huán)組成。部件分別運至工地組焊成整體，轉(zhuǎn)子支架由16根主立筋通過配裝副立筋借助組合鍵與磁軛相連接。磁軛由2.2mm厚高強(qiáng)度鋼板沖制的磁軛沖片疊成。疊裝時以T尾定位，按一定的方式進(jìn)行疊裝，沿磁軛高度方向設(shè)置9條通風(fēng)溝，在磁軛上、下兩端設(shè)置磁軛壓板，以保證磁軛均勻壓緊。在磁軛下端可拆卸的制動環(huán)，并可通過墊片調(diào)整制動環(huán)的水平。磁極在制造廠裝配完畢，在工地將磁極進(jìn)行相關(guān)檢查及試驗。磁極上有兩個T尾與磁軛連接，借助磁極鍵將磁極固定。裝設(shè)縱、橫軸阻尼繞組、阻尼環(huán)間采用Ω形連接片。阻尼繞組保證負(fù)序電流為額定電流的10%時仍能穩(wěn)定運行（其基本參數(shù)見表1）。轉(zhuǎn)子投運以來，主要存在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極引線接觸電阻偏大，運行中有發(fā)熱現(xiàn)象；連接板固定絕緣螺栓經(jīng)常受潮，絕緣電阻偏低，為了克服受潮問題，長時間停機(jī)后再啟動機(jī)組時必須空載運行一段時間，待潮氣揮發(fā)后才能投入帶負(fù)載運行。

2.轉(zhuǎn)子引線運行情況分析

2.1 連接裝置設(shè)計不合理

原轉(zhuǎn)子磁極引線連接裝置（如圖1所示）絕緣墊板、連接片以及導(dǎo)電銅板通過8根內(nèi)置固定絕緣螺栓連接緊固，形成對地絕緣，由于間隙存在，易受潮使絕緣螺桿接地。

2.2 絕緣電阻降低

由于電站地處東南沿海地帶，雨量充沛，空氣潮濕，導(dǎo)致現(xiàn)有的磁極引線易受潮嚴(yán)重，在大電流作用下，加重了氧化程度，增大接觸電阻。氧化物常年不均勻覆蓋在接觸面上，導(dǎo)致接觸面不合格，形成惡性循循，絕緣電阻降低到允許值以下；其次由于發(fā)電機(jī)有時停役檢修時間較長，可能出現(xiàn)開機(jī)前轉(zhuǎn)子絕緣降低的情況；再者是轉(zhuǎn)子使用年限太長造成的絕緣材料老化甚至斷裂脫落；運行時發(fā)電機(jī)采用自循環(huán)徑向密閉通風(fēng)形式，發(fā)電機(jī)運行時碳刷與滑環(huán)的摩擦產(chǎn)生碳粉，還可能由于推力軸承油槽滲透油，離心力的作用下隨通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的氣流運動，在線圈端部形成油污及碳粉的累積。

2.3 連接片發(fā)熱

原結(jié)構(gòu)磁極引線片與片沒有采用銀焊片，只有連接板接觸面兩面用銀焊方法，片與片之間充盈及接觸達(dá)不到理想狀態(tài)，勢必增加接觸電阻，產(chǎn)生熱效應(yīng)，連接片處有發(fā)熱現(xiàn)象。

3.改進(jìn)措施

針對上述轉(zhuǎn)子磁極存在問題，進(jìn)行全面深入的原因分析，提出了對電站6號機(jī)轉(zhuǎn)子磁極引線的改造方案。如圖2所示，具體改進(jìn)措施如下：

3.1 極間連接裝配

首先，發(fā)電機(jī)在設(shè)備拆除前做好記號，對6號機(jī)轉(zhuǎn)子外觀檢查，特別要關(guān)注磁極松動和發(fā)熱跡象；其次，對6號機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)備衛(wèi)生清掃，拆除轉(zhuǎn)子磁極連接引線，磁極連接引線接頭處檢查、衛(wèi)生清掃；拆卸墊板后，要把焊接面打磨平整并檢查焊接面水平度；連接銅板打磨清理，接頭片間處理整形，焊接時用大力鉗固定。具體工藝如下：

（1）轉(zhuǎn)子外觀檢查，特別應(yīng)關(guān)注磁極松動和發(fā)熱跡象。

轉(zhuǎn)子本體、磁極以及引線連接裝置徹底清洗干凈。

拆除轉(zhuǎn)子磁極連接引線，磁極連接引線接頭處、絕緣螺栓、引線片與片檢查記錄。

拆卸墊板后，把焊接面打磨平整并檢查焊接面水平度。

打磨清理連接銅板，接頭片間處理整形，焊接時必須用大力鉗固定。

裝配極間連接線頭處理平整，片間氧化物打磨干凈，并用酒精清洗干凈。

焊接時用割槍預(yù)熱，按專用焊接守則裝焊極間連接線和導(dǎo)電板，焊料用銀焊片及銀焊絲HIAgCu80-5。

將需要焊接的接頭周圍，用石棉紙板塞好，把調(diào)好的石棉泥在將焊接的接頭做石棉窩，做到密實，以免漏下，兩旁接頭用石棉紙板或防火墊隔開，磁極線圈用防火墊好，以免傷及旁邊絕緣。

焊接時要保護(hù)好磁極和引線頭的絕緣，防止破壞磁極絕緣。

包絕緣前必須銼修接頭，去掉尖角毛刺，使其表面光滑，銼下的銅屑不得掉進(jìn)鐵芯內(nèi)。

轉(zhuǎn)子磁極連接引線絕緣恢復(fù)回裝。

在轉(zhuǎn)子作業(yè)完成后，用干燥清潔的0.2MPa?0.3MPa的壓縮空氣對磁極線圈端部及排風(fēng)溝等進(jìn)行吹掃，線圈端部要用干凈布徹底清掃抹去灰塵，尤其是近鐵芯齒部彎曲部分要抹干凈，在線圈上如有油污難以除去時可以用小竹條包卷布條蘸無水酒精或甲苯擦凈。

轉(zhuǎn)子漆層如嚴(yán)重脫落或線棒受油浸濁嚴(yán)重，應(yīng)進(jìn)行噴漆，噴一層9130環(huán)氧絕緣漆，不得過厚，否則會影響散熱。

轉(zhuǎn)子磁極改造后相關(guān)試驗，各項參數(shù)應(yīng)合格，否則應(yīng)查明原因進(jìn)行處理。

3.2 改進(jìn)后試驗

磁極接頭引線焊接后表面無孔洞，接觸電阻值不大于同截面長度導(dǎo)線的1.5倍，連接牢固，無熔化及過熱痕跡。線圈裝好后進(jìn)行交流耐壓4.5kV，1min通過。轉(zhuǎn)子絕緣阻改進(jìn)后有較大提高，整體及單個磁極交流阻抗均達(dá)規(guī)程要求，滿足發(fā)電機(jī)安全運行。

結(jié)語

電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子引線連接經(jīng)過設(shè)計優(yōu)化，突破了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式，使設(shè)備的運行與維護(hù)不再受限于氣候等干擾因素。此次創(chuàng)新改進(jìn)，不僅保證了電站機(jī)組的安全穩(wěn)定運行，同時為其他同型號水輪發(fā)電機(jī)絕緣系統(tǒng)的優(yōu)化問題提供了成功解決的方案與寶貴經(jīng)驗，可以在其他機(jī)組上進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]林家洋，林貴海.水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡新技術(shù)[J].大電機(jī)技術(shù)，2004（2）：35-36.