茅 飆

(上海上電漕涇發(fā)電有限公司， 上海 201500)

THDF 125/67型發(fā)電機(jī)是由上海發(fā)電機(jī)廠引進(jìn)SIEMENS公司技術(shù)生產(chǎn)的1 000 MW機(jī)組，是國(guó)內(nèi)擁有單軸全速1 000 MW級(jí)發(fā)電技術(shù)及生產(chǎn)制造能力的廠家，該型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本體直徑為1 250 mm、轉(zhuǎn)子本體長(zhǎng)6 427 mm，轉(zhuǎn)子凈長(zhǎng)13 780 mm、凈重87.265 t，轉(zhuǎn)子整體細(xì)長(zhǎng)，為松槽鍥結(jié)構(gòu)。

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽底絕緣是隔離發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子底層線圈與線槽底部金屬的一層重要絕緣，如果出現(xiàn)槽底墊條損壞或滑出的情況，勢(shì)必會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的底部絕緣造成影響。隨著事態(tài)的發(fā)展，會(huì)引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地或多點(diǎn)接地。因此，加強(qiáng)槽底絕緣，防范槽底絕緣的損壞是確保發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的重點(diǎn)。

1 槽底絕緣滑出情況

某廠2號(hào)發(fā)電機(jī)在2018年11月發(fā)生了發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障事故，轉(zhuǎn)子進(jìn)行返廠修理，在修理的過(guò)程中轉(zhuǎn)子更換了全部線圈及線圈絕緣并于2019年5月投入運(yùn)行，2019年3月進(jìn)行2號(hào)發(fā)電機(jī)的A修，主要是發(fā)電機(jī)進(jìn)行開(kāi)人孔及抽轉(zhuǎn)子檢查；在發(fā)電機(jī)人孔打開(kāi)進(jìn)行內(nèi)檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子汽端位置有一條可見(jiàn)長(zhǎng)度約4 m、厚度1 mm的淺白色扁平環(huán)氧樹(shù)脂絕緣墊條，絕緣墊條從轉(zhuǎn)子的汽端線圈穿出，通過(guò)導(dǎo)風(fēng)筒及風(fēng)扇底座，墊條伸出的前端已被磨成尖刀型，墊條兩面有油氣痕跡，且一面有明顯的齒輪形狀壓痕。

為進(jìn)一步確認(rèn)轉(zhuǎn)子的槽底墊條滑出情況，抽出了發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子汽、勵(lì)兩端進(jìn)行檢查。檢查發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子勵(lì)端一極的第四線槽底層線圈的槽底墊條可見(jiàn)部分已抽空，經(jīng)檢查，槽底墊條抽空部位的線槽對(duì)應(yīng)汽端伸出槽底墊條的線槽為同一個(gè)槽，如圖1所示。同時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)第一個(gè)線圈的槽底墊條出現(xiàn)從勵(lì)端往汽端移動(dòng)的情況，位移尺寸大概約1 cm(如圖2所示)。考慮到轉(zhuǎn)子的絕緣情況，進(jìn)一步確認(rèn)轉(zhuǎn)子其他槽是否會(huì)出現(xiàn)同樣問(wèn)題、槽絕緣是否出現(xiàn)損傷，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行再次返廠檢查；轉(zhuǎn)子返廠后，拉出風(fēng)扇座、導(dǎo)風(fēng)筒及汽端護(hù)環(huán)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子第四個(gè)線圈的槽底墊條滑出的位置汽、勵(lì)兩端相對(duì)應(yīng)，槽底墊條滑出大概為線槽長(zhǎng)度的三分之二，如圖3、圖4所示。

圖1 勵(lì)磁第四槽槽底墊條情況

圖2 勵(lì)磁第一槽槽底墊條情況

圖3 汽端護(hù)環(huán)卸除后轉(zhuǎn)子第四槽槽底墊條情況

圖4 汽端護(hù)環(huán)卸除后轉(zhuǎn)子第四槽槽底墊條情況

2 故障原因分析

THDF 125/67型1 000 MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子采用松槽鍥結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行時(shí)由于轉(zhuǎn)子力的作用，轉(zhuǎn)子線圈不僅受到徑向力的作用，而且還受到軸向力的作用。轉(zhuǎn)子線圈及鍥下墊條等緊貼轉(zhuǎn)子槽鍥底部，轉(zhuǎn)子線槽底部就出現(xiàn)較為松弛的結(jié)構(gòu)，加上線圈質(zhì)量分布、溫度各方面因素影響，此時(shí)轉(zhuǎn)子線圈及絕緣緊貼著轉(zhuǎn)子槽鍥底部運(yùn)行，而且伴隨軸向位置的移動(dòng)。如果槽底墊條受壓不均、固定不牢，隨著轉(zhuǎn)子線圈的軸向運(yùn)行影響，槽底墊條就容易出現(xiàn)往一個(gè)方向移動(dòng)，并且改型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽絕緣采用玻璃纖維布和NOMEX纖維層制成厚度1 mm的絕緣材料，質(zhì)地較軟，容易越過(guò)底層線圈凸起部位阻擋邊，從而向外滑出。因此，槽底墊條就容易滑出轉(zhuǎn)子線槽底部，往一邊移動(dòng)，隨著時(shí)間推移，移動(dòng)的槽底墊條越來(lái)越長(zhǎng)，透過(guò)導(dǎo)風(fēng)筒、風(fēng)扇底座與發(fā)電機(jī)定子機(jī)組及冷卻器進(jìn)行接觸磨損，從而形成槽底墊條前端的尖刀形狀。

3 改進(jìn)措施

針對(duì)THDF 125/67型1 000 MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽底墊條滑出的相關(guān)情況，建議對(duì)THDF 125/67型1 000 MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽底墊條進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)及工藝方面進(jìn)行如下改進(jìn)。

(1)采用耐溫、耐壓及粘合能力更強(qiáng)的漆，加強(qiáng)底層線圈與槽底墊條或槽底墊條與轉(zhuǎn)子本體的固定；

(2)采用摩擦系數(shù)較小的滑移層材料，使轉(zhuǎn)子繞組能自由伸縮，絕緣和銅排互磨損；

(3)升高底部線圈邊緣的凸起高度，更有效的阻擋槽底墊條外移；

(4)采用厚度較厚、材質(zhì)較硬的槽底墊條，以便槽底墊條在線圈及應(yīng)力的帶動(dòng)下往轉(zhuǎn)子一端移動(dòng)時(shí)有足夠的強(qiáng)度不會(huì)滑出槽底；

(5)將槽底墊條和槽墊條(槽側(cè)絕緣條)設(shè)計(jì)成一體結(jié)構(gòu)，有利于線圈邊緣凸起位置進(jìn)行槽絕緣的整體固定；

(6)保證線圈及鍥下墊條的平整度，使槽底墊條受壓均勻。