TAKS668MW汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組現(xiàn)場重繞施工

曹鳳波　詹志遠(yuǎn)

摘 要：在電廠進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子繞組重繞可以節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用、縮短修復(fù)周期。但電廠不具備制造廠的工藝設(shè)施等條件，不便于施工作業(yè)，所以在電廠進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子繞組重繞，必須制定適合于現(xiàn)場條件的工藝方案及施工要求，使施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。針對TAKS 668MW汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組固定結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制定了現(xiàn)場條件定子繞組重繞工藝方案及施工要求，運(yùn)行驗(yàn)證制定工藝方案及施工要求達(dá)到預(yù)期目的。得出這種支架綁環(huán)端部結(jié)構(gòu)形式的發(fā)電機(jī)定子繞組在現(xiàn)場進(jìn)行定子繞組重繞能夠達(dá)到施工質(zhì)量要求。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；定子繞組；重繞

中圖分類號：TM311 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）15-0092-04

Abstract： Rewinding of generator stator winding in power plant can save transportation cost and shorten repair period. However， the power plant does not have the conditions such as manufacturing facilities， so it is not convenient for construction， and the generator stator winding rewinding in the power plant must be made suitable to the site conditions of the process plan and construction requirements， so that the construction quality meets requirements for the design. According to the fixed structure characteristics of stator windings of TAKS 668MW turbogenerator， the process scheme and construction requirements of stator winding rewinding under field conditions are formulated， and the operation verification and construction requirements are achieved. It is concluded that the stator winding and rewinding of the generator stator winding in the field can meet the requirements for construction quality.

Keywords： generator； stator winding； rewinding

前言

浙江某電廠的TAKS 668MW汽輪發(fā)電機(jī)為日本東芝制造，機(jī)組整機(jī)進(jìn)口，已有近10年的運(yùn)行經(jīng)歷。逐漸出現(xiàn)了定子繞組冷卻水中含氫量超標(biāo)現(xiàn)象，且隨著時(shí)間推移愈發(fā)嚴(yán)重。經(jīng)拆解檢查，問題原因是發(fā)電機(jī)定子線棒水盒接頭部分的焊接質(zhì)量不佳，致使密封結(jié)構(gòu)中存在氣隙及雜質(zhì)，在冷卻水的環(huán)境中形成電化學(xué)腐蝕條件，逐步腐蝕擴(kuò)張形成泄漏通路[1]。由于泄漏位置發(fā)生較多，未出現(xiàn)泄漏的線棒也普遍存在先期征兆，所以業(yè)主決定更換全臺份定子線棒，進(jìn)行定子繞組重繞。

該發(fā)電機(jī)定子端部采用支架綁扎結(jié)構(gòu)[2]，可以在電廠進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子繞組重繞，但電廠不具備制造廠的工藝設(shè)施等條件，不便于施工作業(yè)，定子也不能從基礎(chǔ)上拆出，用滾動(dòng)支架支撐進(jìn)行滾動(dòng)施工作業(yè)，如果操作不當(dāng)，將會(huì)造成定子線棒在槽內(nèi)固定不牢或端部固定綁扎松散，帶來端部整體振型及響應(yīng)比不合格問題[3-15]，所以針對TAKS 668MW汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組固定結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制定了現(xiàn)場條件定子繞組重繞工藝方案及施工要求，以期定子繞組重繞能夠達(dá)到預(yù)期的施工質(zhì)量要求。

1 施工前準(zhǔn)備工作

檢查所有線棒有無破損情況，按電氣試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)，剔除不合格產(chǎn)品。核對所有絕緣加工件是否齊全，檢查消耗性材料是否齊全，檢查回裝用工具是否齊備。

2 施工步驟

2.1 拆除步驟

拆除槽口塊，拆除槽楔。拆除端部內(nèi)撐環(huán)，拆除壓板及風(fēng)區(qū)擋板。將兩側(cè)內(nèi)撐環(huán)取出，拆除絕緣盒，取下兩側(cè)連接水管，注意拆卸過程中嚴(yán)禁損壞螺紋及水管，拆后用白布將水管及螺紋保護(hù)好。鏟除兩端漸開線綁繩，剔除槽口塊，線圈間隔塊。剔除過程中不許損傷絕緣。拆除上層線棒，拆除過程中，用力要均勻，防止線棒損壞。拆除層間環(huán)，剔除下層綁繩及槽口塊。拆除下層線棒。

2.2 清理檢查步驟

定子用JF-41、酒精、白布等進(jìn)行全面清理。進(jìn)行鐵損試驗(yàn)，合格后進(jìn)行后續(xù)工作，否則需要進(jìn)行鐵心絕緣修復(fù)處理，再次進(jìn)行鐵損試驗(yàn)，直到合格后進(jìn)行后續(xù)工作。

2.3 定子下層線棒回裝步驟

首先試下線棒，從合適位置槽開始，下入二根下層線棒，一根上層線棒，調(diào)整好兩端長度，對正節(jié)距，槽內(nèi)固定，測量線棒與綁環(huán)的間隙，根據(jù)線棒與三道綁環(huán)的不同間隙配墊適形材料，壓縮量達(dá)到40%-60%。確定好槽口塊綁扎位置，并做標(biāo)尺模板。每下一根線棒前檢查線棒表面不應(yīng)有多余的物品，下層線棒槽口塊按標(biāo)尺模板定位，槽口塊與線棒間加適型材料用φ2浸膠滌玻繩綁扎。

用吸塵器吸凈槽內(nèi)后，再墊好墊條，槽底墊條采用預(yù)制好的中溫固化適形材料，每槽底墊1層，在實(shí)際操作中每下一個(gè)線棒墊一個(gè)槽，槽底絕緣厚度均勻，加通長適形氈，無打褶卷曲現(xiàn)象。下到槽內(nèi)線棒的軸向位置合適，與槽內(nèi)中心線對齊，每根線棒在槽內(nèi)分六處用木楔壓緊，即兩端槽口各一處，中間均布四處，壓緊順序是從中間開始向兩端對稱進(jìn)行。對定子上半圓周的所有線棒均要用下線千斤頂頂?shù)轿缓?，再用木楔壓緊。端部用節(jié)距木塊定位節(jié)距；每下一根線棒，將汽勵(lì)兩端側(cè)面墊條插入，所塞側(cè)面墊條方向必須嚴(yán)格按照圖紙安裝（按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向，首先進(jìn)入邊為準(zhǔn)，從勵(lì)側(cè)看，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針），在線棒直線段分四段靠近木楔處插入側(cè)面墊條，保證線棒與槽側(cè)壁靠緊，然后將木楔打緊；槽底有測溫元件的，線棒固定后，檢查測溫元件，保證測溫元件完好；按拆前方式綁扎，間隔塊及綁繩工藝要求必須墊緊綁牢，間隔塊兩側(cè)有浸膠適形氈，保證有足夠的壓縮量，30%～50%。

下線的方向以所下的第一根線棒為基準(zhǔn)順著線棒端部拐角方向依次進(jìn)行下線工作，工作見圖1，直至最后一根線棒下線完畢。下線時(shí)，工作人員應(yīng)服從命令聽指揮，首先將所下線棒輕輕抬起，注意抬線棒直線部位，工作人員用力要一致，不要彎折，以免損傷線棒，在下線工作負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一指揮下，緩慢進(jìn)入定子膛內(nèi)，注意進(jìn)入過程中不要磕碰定子鐵心及端部。待所下線棒安全進(jìn)入定子膛內(nèi)后，應(yīng)輕輕將線棒放置在所下槽的上方，兩側(cè)人員輕輕翻轉(zhuǎn)線棒端部，待線棒直線部位與所下線棒槽口相平行，由膛內(nèi)負(fù)責(zé)人再次確認(rèn)槽內(nèi)無異物時(shí)，由總負(fù)責(zé)人下令，將線棒輕輕抬起對正，下入定子槽內(nèi)。

測量槽深（分三點(diǎn)，即兩槽口、中間）不應(yīng)有明顯差異，偏差不超過1±0.3mm。墊塊配適形氈調(diào)整，其壓縮量不小于50%。

全部線棒下完后，調(diào)準(zhǔn)槽口塊軸向位置，用工具使槽口塊都在一個(gè)圓周上，槽口塊不歪斜，適形氈墊正，再沿全周分?jǐn)?shù)次楔緊、綁牢。

固化前應(yīng)詳細(xì)檢查并三級驗(yàn)收，驗(yàn)收人員對下線后的狀況詳細(xì)檢查，對線棒的綁扎情況、線棒間絕緣塊的墊入及滌綸氈的墊入綁扎、綁線的松緊程度檢查是否合適，線棒縫隙間是否有遺留物等，詳細(xì)檢查并記錄，并責(zé)成工作人員整改完畢后，通過驗(yàn)收，才可進(jìn)行下一部的固化工作。

2.4 中溫固化工藝

下層線棒按照中溫固化要求，固化溫度為80℃-85℃，達(dá)到要求溫度保溫36小時(shí)，兩端綁繩及適形氈，完全固化。

2.5 下層線棒填充工藝

所塞側(cè)面墊條方向符合圖紙要求，并填滿線棒與鐵芯之間的間隙，側(cè)面墊條間隔控制在50mm以內(nèi)。端部側(cè)面墊條必須裝到槽口。側(cè)面墊條全部裝完后做交流耐壓及線圈槽電位。

2.6 上層線棒裝嵌步驟

繞組端部三道層間墊環(huán)中，可根據(jù)試下的第1 根線棒和墊環(huán)的間隙合理配墊，調(diào)整綁環(huán)的間隙，確定編繩尺寸，見圖2。墊環(huán)的軸向位置與三道綁環(huán)相對應(yīng)。墊環(huán)與下層線圈間及墊環(huán)與上層線圈間，配墊浸中溫固化膠的適形材料，上下兩面配墊適形材料壓縮量為40%到60%；同時(shí)，為防止下線過程中墊環(huán)出現(xiàn)偏斜，可采用臨時(shí)斜楔將墊環(huán)撐緊固定好。槽內(nèi)線棒層間鋪墊中溫固化適形材料，在下第1根線棒時(shí)，應(yīng)對上層線棒入槽后的槽深進(jìn)行測量，并與拆前測量數(shù)值進(jìn)行核對，無誤后，方可進(jìn)行下一步工作。

下線的方向以所下的第一根線棒為基準(zhǔn)，順著線棒端部拐角方向依次進(jìn)行下線工作，直至最后一根線棒下線完畢；每下一根線棒前，檢查線棒表面不應(yīng)有多余的物品，線棒槽口塊按標(biāo)尺模板定位，槽口塊與線棒間加適型材料用φ2浸膠滌玻繩綁扎；5每根線棒下線前，檢查確認(rèn)槽內(nèi)無雜物；下到槽內(nèi)線棒的軸向位置合適，與槽內(nèi)中心線對齊。每下一根線棒，在線棒固定前，將汽勵(lì)兩端側(cè)面墊條插入，所塞側(cè)面墊條方向必須嚴(yán)格按照圖紙安裝（按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向，首先進(jìn)入邊為準(zhǔn)，從勵(lì)側(cè)看，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針），在線棒直線段，分四段靠近工具槽楔處插入波紋板，保證線棒與槽側(cè)壁靠緊，然后將斜楔打緊。用工具槽楔將線棒固定在槽內(nèi)并壓緊到位，楔下加墊條防止損壞防暈層，保證楔下墊條不小于1mm，工具槽楔沿槽長布置6段，即兩端槽口各一處，中間均布四處，壓緊順序是從中間開始向兩端對稱進(jìn)行。

測量槽深（分三點(diǎn)，即兩槽口、中間）不應(yīng)有明顯差異，偏差不超過1+0.3mm；嚴(yán)格按照現(xiàn)場端部綁扎工藝圖進(jìn)行綁扎，綁繩位置準(zhǔn)確，牢固美觀。間隔塊及綁繩工藝要求必須墊緊綁牢，間隔塊兩側(cè)有浸膠適形氈，保證有足夠的壓縮量，30%～50%。

回裝定子鐵心圓周上部的定子線棒時(shí)，應(yīng)逐槽退出固定下層線棒的工具槽楔，上層線棒嵌裝后用千斤頂把線棒頂?shù)轿?，立即打緊工具槽楔，以免線棒直線部位下墜，變形；下線時(shí)，首先將所下線棒輕輕抬起，尤其注意線棒直線部位，人員用力要一致，不要彎折，以免損傷線棒，并在下線工作負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一指揮下，緩慢進(jìn)入定子膛內(nèi)，注意進(jìn)入過程中不要磕碰定子鐵心及端部。待所下線棒安全進(jìn)入定子膛內(nèi)后，應(yīng)輕輕將線棒放置在所下槽的上方，兩側(cè)人員輕輕翻轉(zhuǎn)線棒端部，待線棒直線部位與所下線棒槽口相平行，由膛內(nèi)負(fù)責(zé)人再次確認(rèn)槽內(nèi)無異物時(shí)，線棒中心線與鐵芯中心對正，汽勵(lì)兩端間隙調(diào)整合適時(shí)，由總負(fù)責(zé)人下令，將線棒輕輕抬起，下入定子槽內(nèi)；線棒入槽后，需再次對上述尺寸進(jìn)行核對，確認(rèn)無誤后，方可將壓緊槽楔打緊，進(jìn)行下一步工作。

全部線棒下完后，調(diào)準(zhǔn)槽口塊軸向位置，使槽口塊都在一個(gè)圓周上，槽口塊不允許歪斜，適形氈墊正，再沿全周分?jǐn)?shù)次楔緊、綁牢。裝嵌完畢全部定子線棒見圖3。

全部線棒下完后，整體復(fù)測槽深（分三點(diǎn)，即兩槽口、中間）并記錄，不應(yīng)有明顯差異，偏差不超過1+0.3mm；固化前應(yīng)詳細(xì)檢查并三級驗(yàn)收，驗(yàn)收人員對下線后的狀況詳細(xì)檢查，包括線棒的綁扎情況、線棒間絕緣塊的墊入及滌綸氈的墊入綁扎、綁線的松緊程度、線棒縫隙間是否有遺留物、槽口塊調(diào)整綁扎等，詳細(xì)檢查并記錄，對不合格處，責(zé)成施工人員整改，通過驗(yàn)收后，才可進(jìn)行下一部的固化工作。

2.7 上層線棒固化工藝

上層線棒按照中溫固化要求，固化溫度為80℃到85℃之間，達(dá)到要求溫度保溫36小時(shí)，兩端綁繩及適形氈，完全固化。

2.8 上層線棒填充波紋板工藝

所塞側(cè)面墊條方向符合圖紙要求，并填滿線棒與鐵芯之間的間隙，波紋板間隔控制在50mm以內(nèi)。端部側(cè)面墊條必須裝到槽口。側(cè)面墊條全部裝完后做交流耐壓及線圈槽電位。

2.9 焊接工藝

上下層水盒采用汽焊的方式進(jìn)行焊接，焊接前對線圈進(jìn)行保護(hù)，見圖4。使用銀焊料進(jìn)行焊接。焊料填充飽滿，表面無多余的焊料。焊接后，輔助物要清理干凈，并測量直流電組。

2.10 聯(lián)接水盒清理工藝

檢查聯(lián)接水盒焊接質(zhì)量，將線圈保護(hù)材料清除，不允許有殘留?？捎娩S或砂紙將多余焊料進(jìn)行清理。

2.11 定子水壓試驗(yàn)工藝

對上下層單根線棒、引線線棒作水流量試驗(yàn)，合格。按標(biāo)記裝兩端連通管及絕緣引水管，勵(lì)端水管可根據(jù)實(shí)際情況整形，防止積聚應(yīng)力。水壓試驗(yàn)壓力按0.8MPa時(shí)間24小時(shí)。在壓力試驗(yàn)時(shí)，不應(yīng)出現(xiàn)壓力降低和線圈、水管及和它們連接處有水跡，壓力降低小于初始壓力的5%。

2.12 回裝絕緣盒工藝

回裝絕緣盒時(shí)，每上一個(gè)絕緣盒，均試扣一下，每套絕緣盒扣縫嚴(yán)密?；靥瞽h(huán)氧泥時(shí)，環(huán)氧泥要和勻，絕緣盒擦干凈，盒內(nèi)環(huán)氧泥填滿。整體絕緣盒扣完后，清理掉多余的環(huán)氧泥，進(jìn)行二次封堵，封堵嚴(yán)密，表面平滑，整齊美觀。最后綁扎盒口，綁繩緊固，整齊，無多余繩頭見圖5。

2.13 回裝內(nèi)撐環(huán)

將內(nèi)撐環(huán)試裝在兩端。根據(jù)記錄間隙用浸膠滌綸氈填充縫隙。

2.14 槽楔回裝工藝

每槽槽楔均從鐵芯中心段向兩側(cè)進(jìn)行回裝。所打槽楔每節(jié)槽楔用里氏硬度儀進(jìn)行測量，檢查槽楔的松緊度，把硬度儀分別放在槽楔1/3等分處測量其硬度，硬度儀顯示值低于660LeeD的，必須撤掉墊條及波紋板從新打槽楔，硬度儀顯示值在660-700LeeD的，一個(gè)槽內(nèi)允許有兩段而且不能連續(xù)，硬度儀顯示值在700LeeD以上的，即為合格。

2.15 最后中溫固化工藝

定子線圈端部烘焙，溫度應(yīng)控制在每小時(shí)上升10到15℃為宜，待溫度到85+5℃時(shí)計(jì)時(shí)，每小時(shí)記錄一次溫度，保溫24小時(shí)且適形材料全部固化。

3 結(jié)束語

這種支架綁環(huán)端部結(jié)構(gòu)形式的發(fā)電機(jī)定子繞組裝配過程中需要將定子線棒壓向槽底，使定子線棒與鐵心及端部支架可靠接觸，由于現(xiàn)場不能采用滾動(dòng)支架作業(yè)，需采用工藝措施客服上部線棒施工過程的重力作用，保證線棒可靠就位。按此工藝措施修復(fù)的發(fā)電機(jī)經(jīng)端部振型測試，達(dá)到預(yù)期要求，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行驗(yàn)證發(fā)電機(jī)性能得到完好恢復(fù)。這種支架綁環(huán)端部結(jié)構(gòu)形式的發(fā)電機(jī)定子繞組裝在現(xiàn)場進(jìn)行定子繞組重繞能夠達(dá)到施工質(zhì)量要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱玉璧.600MW汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組水電接頭泄漏分析[J].大電機(jī)技術(shù)，2005（8）.

[2]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）.

[3]楊昔科，等.1000MW級汽輪發(fā)電機(jī)定子端部繞組模態(tài)分析及有限元仿真[J].電機(jī)技術(shù)，2016（6）.

[4]姚大坤，等.透平發(fā)電機(jī)定子繞組端部動(dòng)態(tài)特性和振動(dòng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)分析[J].大電機(jī)技術(shù)，2003（6）.

[5]仇明，等.引進(jìn)型國產(chǎn)1000MW級汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部模態(tài)及運(yùn)行效果分析[J].大電機(jī)技術(shù)，2013（3）.

[6]李春和，曾禪卓.600MW發(fā)電機(jī)端部振動(dòng)偏高的處理[J].電力科學(xué)與工程，2012（7）.

[7]王豫川.1000MW級核能發(fā)電機(jī)定子繞組端部實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析[J].東方電機(jī)，2011（4）.

[8]張新斌.大型發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動(dòng)分析[J].東北電力技術(shù)，2000（11）.

[9]趙清.大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部連接部位的處理及模態(tài)分析[J].上海電氣技術(shù)，2013（12）.

[10]胡宇達(dá).大型汽輪發(fā)電機(jī)定子端部繞組整體結(jié)構(gòu)的電磁振動(dòng)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2003（7）.

[11]陳偉梁，等.大型汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部的振動(dòng)分析[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（8）.

[12]張建忠，等.大型汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部第二倍頻測量及模態(tài)分析[J].河北電力技術(shù)，2001（3）.

[13]李和明，等.大型汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部模態(tài)試驗(yàn)與分析[J].河北電力技術(shù)，2010（10）.

[14]劉進(jìn)強(qiáng)，等.大型汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動(dòng)測量研究[J].大電機(jī)技術(shù)，2000（4）.

[15]劉長明，吳遠(yuǎn)東.發(fā)電機(jī)定子繞組端部缺陷模態(tài)特性及處理[J].湖南電力，2007（3）.