(湖南省電力有限公司柘溪水力發(fā)電廠 湖南 安化 413500)

6號(hào)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極軟連接頭多片斷裂原因分析和處理對策探討

何美球

(湖南省電力有限公司柘溪水力發(fā)電廠湖南安化413500)

轉(zhuǎn)子磁極接頭斷片在運(yùn)行中危害很大，有可能造成嚴(yán)重事故。轉(zhuǎn)子磁極接頭斷片是隱弊性故障，一般檢查手段很難發(fā)現(xiàn)此類故障。本文對轉(zhuǎn)子磁極軟連接頭多片斷裂的原因進(jìn)行了分析，總結(jié)6號(hào)發(fā)電機(jī)A修發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁極軟連接頭多片斷裂隱患采取的檢查手段，處理方法，并對減少隱患發(fā)生和及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患的對策進(jìn)行探討。

轉(zhuǎn)子磁極接頭；引線接觸電阻

一、運(yùn)行狀態(tài)及問題

柘溪水電廠6號(hào)機(jī)組由哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)，于1975年6月投產(chǎn)發(fā)電，水輪機(jī)型號(hào)為HL220-LJ-410，發(fā)電機(jī)型號(hào)為TS854/190-44。6號(hào)機(jī)組上次大修(A級檢修)為2005年11月23日～2006年1月19日，本次6號(hào)機(jī)組A級檢修2014年9月開始，在轉(zhuǎn)子磁極接頭檢查中發(fā)現(xiàn)31號(hào)-32號(hào)、26號(hào)-27號(hào)磁極接頭有斷片現(xiàn)象。因?yàn)檗D(zhuǎn)子磁極接頭斷片故障隱弊性強(qiáng)，發(fā)生事故危害性大，為了采取有效措施防止故障形成，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，本文對故障產(chǎn)生原因，檢查方法，應(yīng)對策略進(jìn)行探討。

二、轉(zhuǎn)子磁極接頭斷片原因分析

(一)轉(zhuǎn)子磁極接頭結(jié)構(gòu)及工藝

長頭連接引線

短頭連接引線

6號(hào)機(jī)轉(zhuǎn)子磁極長接頭采用11片厚0.5mm紫銅片疊壓經(jīng)超音頻感應(yīng)加熱焊機(jī)進(jìn)行銀銅焊接而成。磁極長接頭一頭壓緊后鉆孔，磁極線圈接頭與磁極之間先用銅鉚釘鉚接，再采用錫焊。另一頭連接時(shí)每片相互交叉，然后錫焊接。施工工藝要求：鉚接接頭錯(cuò)位不超過接頭寬度10%，接觸面電流密度符合設(shè)計(jì)要求，錫焊確保質(zhì)量，嚴(yán)防焊錫任意流淌，錫焊接頭焊接飽滿，外觀光潔。

(二)斷片原因分析

因施工工藝復(fù)雜，施工工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)會(huì)造成軟連接頭多片斷裂。如采用錫焊時(shí)如發(fā)生焊錫流淌會(huì)使接近線圈處連接線變脆變硬，機(jī)組運(yùn)行中受到機(jī)械力、電磁力作用容易斷裂。以下原因也可導(dǎo)致轉(zhuǎn)子磁極接頭斷片：

a. 接頭接觸面有毛刺，導(dǎo)電體彎曲扭轉(zhuǎn)角度不正確均可能造成接頭片斷裂。

b. 軟連接頭材料有質(zhì)量問題，達(dá)不到長期運(yùn)行要求。

c. 機(jī)組運(yùn)行振動(dòng)大，磁極連接片因疲勞發(fā)生斷裂；

d. 檢修維護(hù)超周期或沒有按規(guī)程執(zhí)行，機(jī)組運(yùn)行時(shí)間過長，磁極連接片因老化發(fā)生斷裂；

e. 機(jī)組檢修時(shí)沒有注重接頭部位詳細(xì)檢查處理，導(dǎo)致接頭長期運(yùn)行，在長期機(jī)械、電磁、熱力作用下，出現(xiàn)接頭變形、斷裂。

三、轉(zhuǎn)子磁極接頭斷片故障危害性分析

轉(zhuǎn)子磁極接頭斷片在運(yùn)行中危害很大，有可能產(chǎn)生嚴(yán)重事故。

a、磁極接頭電阻增大，產(chǎn)生高溫，燒斷連接片，產(chǎn)生瞬時(shí)開斷高電壓，擊穿定、轉(zhuǎn)子絕緣，造成發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作切除機(jī)組。

b、磁極接頭電阻增大，產(chǎn)生高溫，連接片間燒斷拉弧，發(fā)電機(jī)起火。

C、磁極接頭全部斷開，發(fā)電機(jī)失磁，機(jī)組有過速風(fēng)險(xiǎn)。

四、轉(zhuǎn)子磁極接頭檢查方法

轉(zhuǎn)子磁極接頭斷片是隱弊性故障，一般檢查手段很難發(fā)現(xiàn)此類故障。轉(zhuǎn)子磁極引出連接線使用浸過膠的玻璃絲帶包扎，檢修停運(yùn)后也不能直接觀察到連接頭的狀態(tài)，只能使用直流電阻測量的方法進(jìn)行檢測。但測量整個(gè)轉(zhuǎn)子繞組直阻數(shù)據(jù)無法反映單個(gè)磁極連接接頭的接觸狀態(tài)，因?yàn)檗D(zhuǎn)子繞組直阻約200多毫歐，而單個(gè)磁極連接接頭直阻約十微歐，即便單個(gè)磁極連接接頭直阻增加100倍，對整個(gè)轉(zhuǎn)子繞組直阻影響不會(huì)超過1%，是在《電力試驗(yàn)預(yù)防性規(guī)程》允許范圍內(nèi)。在此次6號(hào)機(jī)大修中，試驗(yàn)人員增加了轉(zhuǎn)子磁極引出接頭分段直流電阻測量試驗(yàn)項(xiàng)目，采取的方法是在每個(gè)磁極引出線相同位置上鉆孔刺破絕緣，用直流電阻測量儀對轉(zhuǎn)子繞組施加恒定電流，用數(shù)字毫伏表在每個(gè)磁極接頭測量壓降，然后比較每個(gè)磁極接頭直阻，對異常值進(jìn)行比較。

五、處理方法

拆下斷片缺陷的磁極，吊至檢修場地,平放在枕木上，按磁極線圈分解工藝將主絕緣、線圈與磁極鐵芯脫開，然后處理線圈部分。處理接頭時(shí)防止導(dǎo)線平面變形過大。清掃干凈解開的磁極，用加熱裝置燙掉接頭部分焊錫，用手槍鉆頭鉆開鉚釘頭，取下舊鉚釘，取下原磁極接頭。新接頭尺寸現(xiàn)場量取制作。換上新的接頭，用鉚釘鉚緊。再采用錫焊。采用此方法將#31磁極拆卸，長頭重新更換。拆卸#26、#27磁極，長、短頭重新更換，對其他接觸電阻偏大的磁極也進(jìn)行了拆卸，長、短頭也進(jìn)了更換。更換后接頭接觸電阻經(jīng)過試驗(yàn)均合格，短接頭單個(gè)接觸電阻不超過2μΩ，長接頭單個(gè)接觸電阻不超過2μΩ。處理后的磁極檢查試驗(yàn)均符合要求。

六、采取對策

為了防止轉(zhuǎn)子磁極軟連接頭斷裂，并減少隱患發(fā)生和及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，根據(jù)以上分析可采取如下對策：

1.合理安排機(jī)組運(yùn)行方式，減少機(jī)組開停機(jī)頻度，避開振動(dòng)區(qū)運(yùn)行。

2.進(jìn)行有針對性的重點(diǎn)檢查：對于平時(shí)機(jī)組運(yùn)行振動(dòng)大、運(yùn)行時(shí)間長，頻繁調(diào)節(jié)的機(jī)組進(jìn)行重點(diǎn)檢查。

3.機(jī)組小修時(shí)對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子部份進(jìn)行詳細(xì)檢查，檢查磁極接頭外包絕緣是否有因高溫產(chǎn)生的老化情況。機(jī)組大修項(xiàng)目在轉(zhuǎn)子繞組試驗(yàn)中增加轉(zhuǎn)子磁極引出接頭、連接引線等部位的測試。測量磁極之間引線直流電阻，進(jìn)行相互之間橫向比較，對于數(shù)值偏大的位置應(yīng)打開絕緣層進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有斷裂現(xiàn)象的立即進(jìn)行更換。更換時(shí)使用合格的材料，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝標(biāo)準(zhǔn)。

4.機(jī)組大修時(shí)在轉(zhuǎn)子繞組試驗(yàn)中增加轉(zhuǎn)子磁極引出接頭、連接引線等部位的測試。測量磁極之間引線直流電阻，進(jìn)行相互之間橫向比較，對于數(shù)值偏大的位置應(yīng)打開絕緣層進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有斷裂現(xiàn)象的立即進(jìn)行更換。更換時(shí)使用合格的材料，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝標(biāo)準(zhǔn)。

5.因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)封閉高速旋轉(zhuǎn)部件，無法對轉(zhuǎn)子采用常規(guī)的紅外線測溫等監(jiān)測手段，對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行在線監(jiān)測一直是一個(gè)技術(shù)難題，隨著技術(shù)發(fā)展，國內(nèi)部分電廠已采用了轉(zhuǎn)子在線監(jiān)測裝置，我們要關(guān)注這方面技術(shù)的發(fā)展，在適當(dāng)時(shí)機(jī)引入技術(shù)成熟產(chǎn)品。

七、結(jié)語

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部件，轉(zhuǎn)子引線、磁極、阻尼環(huán)，磁極間連接線在機(jī)組運(yùn)行中受到機(jī)械力、電磁力、熱力多種力作用，工作條件復(fù)雜，又是封閉運(yùn)行，運(yùn)行中不能進(jìn)行有效監(jiān)測，一旦發(fā)生事故，將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。對轉(zhuǎn)子磁極連接頭斷片等轉(zhuǎn)子部件缺陷要引起重視，必須采取多種手段杜絕事故發(fā)生。本文通過6號(hào)機(jī)轉(zhuǎn)子磁極軟連接頭多片斷裂原因分析，記敘了處理方法，提出了加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化檢修，嚴(yán)格按規(guī)定工序作業(yè)，確保安裝質(zhì)量；探討了加強(qiáng)轉(zhuǎn)子磁極引出接頭、連接引線等部位專項(xiàng)測試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況等多項(xiàng)對策，總結(jié)了2014年6號(hào)機(jī)A修寶貴經(jīng)驗(yàn)，在以后機(jī)組檢修工作可以推廣執(zhí)行，有利于機(jī)組安全運(yùn)行。

何美球(1973-)，男，專科，電氣工程師；主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化和電氣試驗(yàn)、電廠生產(chǎn)安全監(jiān)察管理等。