彭凌云

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

0 引言

大型汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部具有復(fù)雜的、特殊的漸開線結(jié)構(gòu)形式，很像一個(gè)籃筐。當(dāng)發(fā)電機(jī)的容量比較大時(shí)，其電流也很大，在端部形成的漏磁場(chǎng)也很大，它與定子電流相互作用會(huì)產(chǎn)生很大的交變力，尤其是在發(fā)電機(jī)發(fā)生三相短路時(shí)，所受到的電動(dòng)力沖擊遠(yuǎn)大于額定狀態(tài)，經(jīng)常引起繞組端部振動(dòng)并導(dǎo)致絕緣磨損、線圈股線斷裂和絕緣擊穿事故。這種端部振動(dòng)故障模式是事故發(fā)生率最多的。

定子繞組端部的松動(dòng)及其引起的振動(dòng)問題，是半個(gè)世紀(jì)以來長(zhǎng)期困擾當(dāng)今世界全行業(yè)的一個(gè)老大難課題。這種振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致定子繞組線圈股線、相引線和并聯(lián)環(huán)截面的疲勞斷裂、火花電弧放電、絕緣失效甚至接地短路事故。由于定子線棒綁扎絕緣帶的層數(shù)比較多，在繞組端部的串聯(lián)接頭和并聯(lián)環(huán)式相引線上，通常是不容易發(fā)現(xiàn)振動(dòng)跡象的，直到導(dǎo)體部分開裂和發(fā)生強(qiáng)迫停機(jī)事故時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。所以，必須對(duì)這種演變成強(qiáng)烈振動(dòng)的松動(dòng)問題采取有效措施，徹底加以解決。

最近在對(duì)某發(fā)電廠首次投入運(yùn)行不久的600 MW汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行停機(jī)檢查中發(fā)現(xiàn)，其定子端部的固定和拉緊系統(tǒng)均出現(xiàn)了松動(dòng)現(xiàn)象。

1 定子端部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

這臺(tái)發(fā)電機(jī)定子繞組的端部由徑向可調(diào)綁環(huán)、鼻端徑向撐緊環(huán)、上下層線棒之間的充膠支撐管及適形材料等固定在大型整體錐環(huán)上，形成牢固的整體。錐環(huán)的前端搭接在鐵心端部的小撐環(huán)上，以便于滑動(dòng)，錐環(huán)的外圓周與絕緣支架固定在一起，絕緣支架又通過無磁性彈簧板與定子鐵心端部的分塊壓板固定在一起，從而形成柔性聯(lián)接結(jié)構(gòu)[1]。整個(gè)定子繞組的端部最終成為沿徑向和切向?yàn)楣潭ㄊ絼傂越Y(jié)構(gòu)、而沿軸向?yàn)榭缮炜s的柔固定結(jié)構(gòu)，見圖1。

2 檢驗(yàn)方法

2.1 粉末或油污

通過目視檢查發(fā)現(xiàn)在個(gè)別可調(diào)綁環(huán)上拉緊楔塊的絕緣螺桿附近出現(xiàn)黃色粉末及其混合性油泥，表明拉緊楔塊已經(jīng)松動(dòng)。在運(yùn)行中出現(xiàn)這種松動(dòng)、振動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致線棒絕緣表面出現(xiàn)黃色或白色粉末。它是在局部放電作用下絕緣材料粒子的產(chǎn)物，如果與油污混合，就會(huì)形成油脂類物質(zhì)。

2.2 絕緣漆顏色

仔細(xì)觀察碟形絕緣墊圈外表面覆蓋的絕緣漆是否完好。因?yàn)槎ㄗ佣瞬康慕^緣漆為紅色，如果碟形墊圈外表面不再存在紅色絕緣漆而露出黃色的， 這就說明墊圈不再處于鎖緊狀態(tài)，墊圈和螺桿可能已經(jīng)松動(dòng)。

圖1 定子端部結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 測(cè)量間隙

應(yīng)用0.10 mm塞尺測(cè)量拉緊楔塊與鞍塊之間的間隙， 這種間隙沿拉緊楔塊寬度方向不能超過1/3寬度；而測(cè)量的碟形墊圈間隙應(yīng)在1.0 mm～1.2 mm之間。如果超過這些規(guī)定，便被認(rèn)為已經(jīng)松動(dòng)。

2.4 小錘敲擊

采用小錘輕輕敲擊拉緊楔塊，其墊圈如有明顯活動(dòng)，就表明已經(jīng)松動(dòng)。

2.5 旋緊絕緣螺母

在螺桿不能旋轉(zhuǎn)情況下，通過旋緊絕緣螺母來壓緊碟形絕緣墊圈，并如此反復(fù)操作3次。如果絕緣螺母與鎖緊繩之間仍然形成明顯空隙，便說明拉緊楔塊已經(jīng)松動(dòng)。

2.6 環(huán)氧樹脂粉末

在拉緊楔塊與綁環(huán)、鞍塊之間以及絕緣墊圈、絕緣螺桿之間如果出現(xiàn)環(huán)氧粉末，表明已經(jīng)松動(dòng)甚至折斷。

2.7 適形結(jié)構(gòu)材料

在綁環(huán)與線圈之間設(shè)置的適形結(jié)構(gòu)材料不得出現(xiàn)開裂或破損情況。

2.8 配合表面

要檢查絕緣鞍塊和絕緣楔塊之間的配合表面，其接觸面不允許有滴膠、膠瘤等高點(diǎn)凸起現(xiàn)象。

2.9 涂抹石蠟

在安裝拉緊楔塊時(shí)，要在螺桿螺紋、墊圈接觸面部位涂抹石蠟。預(yù)裝螺母，之后拆下螺母，重新在螺桿螺紋部位涂抹石蠟，然后再正式安裝。拉緊楔塊到位后，不應(yīng)出現(xiàn)偏斜現(xiàn)象。

2.10 墊圈間隙

在把緊螺母時(shí)，要保證絕緣墊圈外緣間隙在1±0.20 mm?？捎檬皱N適度敲擊拉緊楔塊大頭中間部位。如果絕緣墊圈間隙有明顯變化，就要再次把緊螺母。重復(fù)進(jìn)行上述操作，直至墊圈間隙無明顯變化而且其間隙仍在合格范圍內(nèi)時(shí)為止。

3 采取的對(duì)策

(1) 對(duì)于已磨損的絕緣螺桿，破損和折起的滑移布，與可調(diào)綁環(huán)“頂死”而無法起到支撐作用的拉緊楔塊等，采取全部更新措施。

(2) 拉緊楔塊與絕緣螺桿的螺紋必須涂抹環(huán)氧樹脂膠予以固定，以免在振動(dòng)作用下出現(xiàn)螺紋松脫，被絕緣墊圈磨損。應(yīng)將拉緊楔塊與絕緣螺桿分開刷以環(huán)氧樹脂膠處理后再予以把緊，實(shí)現(xiàn)它們之間的膠黏固定，防止松動(dòng)[2]，即使拆卸時(shí)螺桿也不能被擰動(dòng)。

(3) 通過扭矩檢測(cè)來保證所有拉緊楔塊的絕緣螺母擰緊力。

(4) 拉緊楔塊與鞍塊的配合面不得存在殘留膠。

(5) 在拉緊楔塊和鞍塊之間接觸面的間隙，不能只是處在一側(cè)。如果間隙超差，可以擴(kuò)大寬度方向倒角處理。如果間隙只是在一側(cè)，就要重新選配拉緊楔塊。

經(jīng)過檢修以后，發(fā)電機(jī)重新投入運(yùn)行，狀態(tài)良好。所取得的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)推廣到其他同類發(fā)電機(jī)上，實(shí)踐表明，同樣取得了良好效果。

4 結(jié)論

由于大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部受力極其復(fù)雜，結(jié)構(gòu)特殊，很難避免出現(xiàn)松動(dòng)、振動(dòng)。為了保證這種高難度的手工操作工藝達(dá)到技術(shù)要求，應(yīng)當(dāng)提倡工匠精神。施工人員熟練掌握這項(xiàng)“技藝”——“知道怎么做”，就會(huì)減少、甚至完全避免出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。

[1] 王玉田，袁曉紅.大型汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部固定方法[J].大電機(jī)技術(shù).2011(2)，15-16.

[2] 吳泳超.汽輪發(fā)電機(jī)定子端部綁扎松動(dòng)的處理[J].電力安全技術(shù).2011，13(1)：64-66.