摘要：根據(jù)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)繪制了水電連接圖，通過水電連接圖可以確定定子上下層線圈槽號和冷卻水支路號之間的關(guān)系。當(dāng)定子線圈溫度或冷卻水支路出口溫度測點異常時，通過水電連接圖找到相關(guān)回路溫度測點，再對這些測點溫度進(jìn)行分析，可以查找到問題并提出檢修辦法。

關(guān)鍵詞：定子線圈;溫差;水電連接圖

0 引言

在火力發(fā)電企業(yè)中，汽輪發(fā)電機(jī)在不斷將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的同時，發(fā)電機(jī)定子線圈由于存在電磁損耗，定子線圈熱量會不斷累積，需要冷卻介質(zhì)將這些熱量不斷帶走，降低定子線圈溫度，保持發(fā)電機(jī)連續(xù)運(yùn)行。大容量發(fā)電機(jī)定子線圈的冷卻介質(zhì)多采用偏堿性冷卻水，冷卻水在定子空心導(dǎo)線內(nèi)循環(huán)流動，將熱量帶到發(fā)電機(jī)體外，冷卻水再通過換熱器降低溫度。這部分冷卻水在定子空心導(dǎo)線內(nèi)如何流動以及如何判斷其流動是否舒暢，是發(fā)電機(jī)運(yùn)行監(jiān)視的重要內(nèi)容。

1 發(fā)電機(jī)定子水路結(jié)構(gòu)

某火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機(jī)型號為QFSN-300-2，采用水-氫-氫冷卻方式，即定子線圈及連接線、出線套管采用水內(nèi)冷;轉(zhuǎn)子線圈、定子鐵芯及端部均采用氫冷。定子線圈參數(shù)如表1所示。

定子冷卻水進(jìn)入勵端環(huán)形總進(jìn)水管后，通過絕緣水管（材質(zhì)為聚四氟乙烯）以3種不同形式的水路流入定子繞組。

（1）從總進(jìn)水管出來直接從勵端線圈端部進(jìn)入，經(jīng)槽部線棒，從汽端端部線圈流出，經(jīng)絕緣水管至汽端總出水管，冷卻水流經(jīng)半匝線圈，這種水路共42條，占水路數(shù)的大部分。

（2）從總進(jìn)水管出來先流入三相首末端連接線（位于定子端部），然后進(jìn)入半匝線圈，再經(jīng)絕緣水管流到汽端總出水管，這樣的水路共有12（3×2×2）條。因為這些水路較第一種水路多一條同相支路的連接線，所以其層間溫度與出水溫度比第一種相應(yīng)溫度要略高一些，這些帶有同相支路連接線水路分兩部分：一部分為定子槽號為1、10、19、28、37、46，與這些槽上層線棒串聯(lián);另一部分為定子槽號為4、13、22、31、40、49，與這些槽下層線棒串聯(lián)。槽內(nèi)層間測溫元件的引出編號與上述槽號相同。

（3）從總進(jìn)水管出來分6條支路，流經(jīng)發(fā)電機(jī)機(jī)座下部的主引線和出線瓷套管，最后匯流至出線盒中的匯流管。

為了測量定子線圈水路的溫度，在定子各個線槽層間、各條出水支路與總水管接頭上、出線瓷套管出水管接頭上都分別埋置了測溫元件，在總進(jìn)出水管上分別埋置了測溫元件，以便運(yùn)行中對這些部位溫度進(jìn)行全面監(jiān)測。根據(jù)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)繪制定子線圈水電連接圖（圖1）。上層線圈編號與出水支路編號一致，編號相同的上層線圈與下層線圈位于同一槽內(nèi)。

2 發(fā)電機(jī)定子水路溫度現(xiàn)狀

發(fā)電機(jī)負(fù)荷為300 MW工況時，發(fā)電機(jī)定子線圈和冷卻水出水各溫度測點數(shù)據(jù)如圖2所示。

由圖2可以看出，定子線圈層間測溫最高點為第10槽58.3 ℃，最低點為第41槽52 ℃，兩者溫差達(dá)到6.3 ℃;定子線圈出水溫度最高點為第10路59 ℃，最低點為第7路51 ℃，兩者溫差達(dá)到8 ℃。

3 定子線圈溫度測點異常分析

定子線圈第41槽層間測點最低點為52 ℃，該溫度反映了第41槽上層、下層的線圈發(fā)熱情況。由圖1可知，第41路冷卻水流過第41槽上層線圈，出水溫度與線圈溫度對應(yīng)。第41槽下層線圈與第19槽上層線圈為同一水路，冷卻水從上面兩個線圈出來后匯在一根出水管流出，出水溫度為第19路溫度，因此要檢查第41路溫度與第19路溫度是否也異常降低，以及第41槽線圈溫度是否隨著發(fā)電機(jī)負(fù)荷的變化而同趨勢顯著變化。第41槽線圈溫度分析圖如圖3所示。

從圖3可以看出，各個測點溫度波動軌跡基本相似，但在發(fā)電機(jī)負(fù)荷為0 MW時，第41槽定子線圈層測點溫度比冷卻水進(jìn)口溫度還在低近3 ℃，比出水第41路溫度低近6 ℃，比出水第19支路低近4 ℃?？梢姸ㄗ泳€圈層間第41槽溫度測點存在異常，利用機(jī)組檢修機(jī)會進(jìn)行處理。

4 定子線圈出水溫度異常分析

定子線圈出水溫度最高點為第10路59 ℃，由圖1可知，該溫度是定子第10槽的上層線圈出水與第32槽的下層線圈出水混合后的溫度。因此，此時要檢查第10槽或第32槽的線圈溫度是否也有同趨勢變化。若定子線圈第10槽溫度與其第10支路出水溫度均有同趨勢上升，且溫度隨發(fā)電機(jī)負(fù)荷同趨勢波動，此時若外測量回路無異常，可確認(rèn)為定子第10槽內(nèi)上層線圈水回路有堵塞現(xiàn)象。若定子第10槽線圈溫度無明顯上升，而第32槽線圈溫度相應(yīng)升高，且溫度隨負(fù)荷同向波動，在外測量回路無異常的情況下，可確認(rèn)為定子第32槽下槽線圈水回路有堵塞現(xiàn)象。第10路出水溫度分析圖如圖4所示，可知第10槽的上層線圈有堵塞現(xiàn)象。

定子線棒出水溫度最低點為第7路51 ℃，由圖3可知，此測點所對應(yīng)定子線圈層間第7槽和第39槽溫度。第7路出水溫度分析圖如圖5所示。

從圖5可以看出，各個測點溫度波動軌跡基本相似，在發(fā)電機(jī)負(fù)荷為0 MW時，第7支路出水測點溫度比冷卻水進(jìn)口溫度低近2 ℃，比定子線圈層間第7槽和第39槽低2 ℃左右?？梢姸ㄗ泳€棒出水溫度第7路測點存在異常，利用機(jī)組檢修機(jī)會進(jìn)行處理。

5 結(jié)語

本文根據(jù)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)繪制了定子線圈水電連接圖，通過水電連接圖可以清晰找到定子線圈和冷卻水支路溫度測點間的關(guān)系，一個定子線圈溫度測點找該線圈上下兩層水路溫度測點進(jìn)行分析，一個定子線圈冷卻水支路溫度測點找該支路兩個線棒溫度測點進(jìn)行分析，可見定子線圈水電連接圖對于分析溫度測點和冷卻水回路異常情況具有重要意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 錢鋒.發(fā)電機(jī)水冷定子線圈局部溫度異常的故障診斷分析[J].大電機(jī)技術(shù)，2004（5）：24-27.

收稿日期：2020-06-09

作者簡介：王恩會（1979—），男，江蘇太倉人，工程師，研究方向：電廠電氣設(shè)備運(yùn)行管理。