汽輪發(fā)電機定子鐵芯松動處理與防范措施

劉 紅

(貴州鴨溪金元發(fā)電運營有限公司，貴州 遵義 563108)

汽輪發(fā)電機定子鐵芯松動處理與防范措施

劉 紅

(貴州鴨溪金元發(fā)電運營有限公司，貴州 遵義 563108)

針對某電廠300 MW汽輪發(fā)電機在運行過程中產生的定子鐵芯松動問題，介紹發(fā)電機定子鐵芯松動的處理方法，包括松開定位筋螺母、處理凸起的硅鋼片、拉緊鐵芯及回裝等方面，探討了定子鐵芯松動的原因，并提出了相應的防范措施。

發(fā)電機；定子鐵芯；鐵芯松動

0 引言

定子鐵芯是發(fā)電機定子的重要組成部分，其作用包括以下2個方面：

(1) 構成發(fā)電機的主要磁路；

(2) 用于支撐定子繞組，使其穩(wěn)固地承載負載電流。

在汽輪發(fā)電機組的正常運行中，鐵芯受到重力、負荷電磁轉矩、轉子磁拉力、端部漏磁影響等的共同作用；同時定子鐵芯本身也會產生基頻振動和倍頻振動，特別是倍頻振動，因其引起的振幅較大，更容易導致鐵芯松動、硅鋼片齒部斷裂等現象，進而導致鐵芯過熱、燒損現象的發(fā)生。

1 發(fā)電機運行中的異常情況

某電廠3號發(fā)電機型號為QFSN-300-2，定子額定電壓為20 kV，定子額定電流為10．19 kA，冷卻方式為水-氫-氫。3號機組于2006-01-22投入運行，2008-03-12發(fā)現發(fā)電機噪聲比較大，測量噪聲為110 dB。從3號發(fā)電機勵端方向看，測量的左側水平振幅為32 μm，右側水平振幅為45 μm，與之前的數據相比，水平振幅增大約150 %。其余電氣參數正常（有功功率為162．27 MW，無功功率為22．24 Mvar）。通過此次檢查，初步懷疑3號發(fā)電機鐵芯硅鋼片出現松動。并且通過長期監(jiān)視發(fā)現，隨著發(fā)電機有功負荷的增大，噪音也會相應增大。

2010年8月，檢修人員對該發(fā)電機進行大修，對從發(fā)電機下部人孔門和氫冷卻器人孔門進入發(fā)電機背部所能到達的部位進行了檢查。在發(fā)電機定子背部發(fā)現多處鐵芯硅鋼片嚴重異常凸起，且呈不規(guī)則分布，這說明發(fā)電機定子鐵芯已出現松動。

抽出發(fā)電機轉子后，打開所有人孔門。對發(fā)電機的9個風區(qū)的背部鐵芯進行檢查，發(fā)現鐵芯硅鋼片共有凸起95處。

2 處理過程及相應試驗

2.1 松開定位筋螺母

(1) 用3個千斤頂頂住繞組端部下面的3個支架板，使發(fā)電機定子端部固定，防止在彈簧板把合螺釘松開后造成整個端部下沉，導致因定子線圈受力而損傷。

(2) 剔掉匯流管間的連接綁繩，在勵端的適當位置各拆除4根絕緣引水管，并拆除勵端出線盒內的引線夾板，以便人員進入安裝液壓螺栓拉伸器。

(3) 將定子繞組端部彈簧板與定子壓圈的把合螺栓松開，記錄松開前后的螺栓的長度，使松開的長度前后相差約5 mm，但不能全部旋出。

(4) 拆除鎖緊定位筋兩端螺母的固化滌綸玻璃絲繩，用M56螺母試擰入以便清除殘留的環(huán)氧膠。檢查定位筋螺紋伸出螺母的長度，如果螺紋伸出長度不足15 mm，則不能使用液壓螺栓拉伸器拉緊。在勵端18個定位筋的螺母上安裝液壓螺栓拉伸器，在鐵芯壓圈與端部基板安裝百分表，將百分表調零后再使用液壓控制器使螺栓拉伸器動作，松開定位筋的螺母，并使用百分表對比松動量。

2.2 處理凸起的硅鋼片

(1) 用楔鐵撐開凸起的背部硅鋼片兩側并保持一段時間，以保證移走楔鐵后縫隙仍能存在。

(2) 在有問題的背部硅鋼片兩側刷53841YQ雙組份環(huán)氧樹脂膠，并將背部硅鋼片塞回原處，再在表面刷膠，共處理73處。剩余22處未處理，主要是由于發(fā)電機內部狹窄，導致人員無法到達。

2.3 拉緊鐵芯

(1) 采用液壓控制器使螺栓拉伸器動作，并擰緊定位筋螺母，同時將液壓壓力調整為817 bar(81．7 MPa)。

(2) 卸壓，拆除螺栓拉伸器。再次檢查鐵芯背部凸出硅鋼片處，用鐵芯測緊度刀測試插進量，確定均不能插入才可。

2.4 回裝

(1) 恢復定子繞組端部彈簧板與定子壓圈的把合螺栓。

(2) 用浸膠滌綸玻璃絲繩鎖緊定位筋螺母。

(3) 回裝拆掉的絕緣引水管，恢復勵端出線盒內的引線夾板。

2.5 相關試驗

(1) 為了檢查發(fā)電機定子鐵芯壓緊后鐵芯的松緊程度及鐵芯的絕緣完好情況，檢查鐵芯片間絕緣是否損壞和鐵芯是否有短路缺陷，防止發(fā)電機在運行中出現定子鐵芯燒損事故，對發(fā)電機進行了鐵芯鐵損試驗。EL-CID鐵損試驗結果合格。

(2) 對定子繞組水路進行水壓試驗，試驗結果合格。

3 定子鐵芯松動的原因

發(fā)電機運行中由于定子鐵芯受到2倍工作頻率的交變磁應力和由溫度變化而引起的熱應力作用，將使硅鋼片間絕緣漆膜干縮而產生縫隙；同時如果硅鋼片的絕緣漆膜厚度不均，或因工藝質量問題造成漆膜附著不牢，加之定子鐵芯本身電磁振動的共同作用，將造成定子鐵芯硅鋼片上的絕緣漆膜逐漸磨損，導致鐵芯進一步松動。這更加劇了鐵芯振動，長期運行后會造成鐵芯松動引起硅鋼片凸出。

4 防范措施

(1) 提高發(fā)電機制造、安裝質量，加強設備監(jiān)造工作，避免將發(fā)電機制造、安裝階段產生的缺陷遺留到運行中。

(2) 運行中加強對定子鐵芯溫度的監(jiān)視。監(jiān)視發(fā)電機的各項運行參數，尤其是定子鐵芯溫度，雖未達到報警值，但相對變化量增大時應引起重視。

(3) 防止發(fā)電機內部產生漏油。漏油會使定子鐵芯松動加劇。

(4) 充分利用機組檢修機會。在機組檢修期間，應重點對定子鐵芯內膛表面(主要是邊段鐵芯)和鐵芯背部進行檢查。在檢查定子鐵芯的同時，還要及時檢查壓圈螺母、端部緊固件、槽楔等是否存在松動現象，以便進一步處理。

2014-06-18；

2014-08-08。

劉 紅(1981-)，男，工程師，主要從事電氣一次設備的檢修工作，email：37353338@qq．com。