发电电动机定子线棒故障检修

发电电动机定子线棒故障检修 60 第3O卷第5期 2007年10月 水电站机电技术 Mechanical&ElectricalTechniqueofHydropowerStation VoI_30NO.5 Oct.2007 发电电动机定子线棒故障检修 赵贵前 (十=陵蓄能电厂,北京10220o) 摘要:介绍了十三陵蓄能电厂发电电动机定子绕组线棒故障情况,阐述了半导体硅胶弹性固定工艺的发电电动机 定子绕组检修工艺,为同类型机组提供参考. 关键词:发电电动机;线棒;电晕;银铜焊 中图分类号:TM303.1文献标识码:B文章编号:1672—5387(2007)05—0060—04 1发电电动机情况 十三陵蓄能电厂发电电动机为立轴,空冷,半伞 式,由混流式水轮机/水泵驱动,型号SSV482/12— 300.发电222MVA,电动218Mw,额定电压13.8 kV,额定电流9288A.奥地利EIIN公司制造. 1.1基本结构 机座:定子机座分两瓣,几何外形为正八边形, 对边尺寸6600mm,高度3450mm,重178t.定 子机座上环和下环间有5层环板,用立柱和盒形筋 支撑连接,下环兼作齿压板.定子机座内圈均匀分 布有30根定位筋支撑方钢,且与5层环板和下环相 接,形成05364mm的定位筋配合面.定子机座外 圈布置8个冷却器,通过流动空气完成对发电电动 机的冷却. 铁芯:定子铁芯由0.5mm厚优质硅钢片(型号 V285Q一50A)在工厂交错叠压而成,铁芯高2500 mm,内径4300mm.定位筋焊接固定在机座内圈 30根支撑方钢上通过铁芯外圆鸽尾槽,把铁芯固 定在机座内侧,再由60根穿芯螺栓把紧上下齿压板 (每根螺栓单位紧力1.3kN/mm.),使铁芯成为整 体.3o根定位筋,其中4根为刚性定位筋,分别处 于机座合缝两侧,另外26根为弹性定位筋,与铁芯 间有2mm间隙,用以调节铁芯热胀冷缩对机座产 生的径向力.定子铁芯由14张大冲片和2张小冲 片形成整圆,同时每张冲片上布置4根穿心螺杆,整 个铁芯径向分布180个槽,槽宽×深=22.5mm× 160mm,沿轴向共58段,上下段为阶梯段,57个通 风槽. 定子绕组:定子绕组的接线方式为3Y,条形线 棒叠绕组.每相3个支路,每个支路20个线圈.整 数槽绕组,每极每相槽数5,节距12.单根线棒由2 ×30聚酯亚胺漆包扁铜线采用360.罗贝尔换位编 织而成.线棒主绝缘厚度窄边(朝向铁芯槽底部)3 mm,宽边2.5mm,材料使用环氧玻璃粉云母带,F 级,采用少胶VPI工艺.线棒在槽内的固定方式是 半导体硅胶弹性固定,所对应防晕结构是一次成型 结构,另外又进行了内屏防晕处理,即在线棒朝向铁 芯侧窄边主绝缘一定的深度埋入铜箔条,目的是控 制径向电压分布,提高起晕电压.同时还采用了内 均压层结构,即在线棒各股线编制组合并胶合成为 一 体后,在主绝缘包绕前,进行了涂刷半导体漆.定 子绕组端部固定采用刚性绝缘材料作端箍(两层), 在安装现场拼为整圆.同时端箍通过支架与定子机 座固定在一起,在端箍和下层线棒问垫一根较粗的 玻璃丝硅化胶管,然后再用较细的玻璃丝硅化胶管 将下层线棒绑扎在上下两层端箍t,待胶固化后成 为整体,这样做到了使下层线棒和端箍材料间无间 隙,同时也把线棒与端箍固定为一体.对于上层线 棒的加固,用较细的玻璃丝硅化胶管绑扎在端部上, 下层线棒之间,待胶固化后即成为刚体. 1.2运行中出现的故障 (1)故障之一,定子铁芯下端部压指发生径向 位移将线棒绝缘割伤. 十三陵蓄能电厂四台发电电动机不同程度出现 了定子铁芯下端部压指径向位移将线棒绝缘割伤的 故障.其中3号机在2002年发生了线棒绝缘割透 而接地的事故.4号机虽然没有出现事故但情况相 收稿日期:2007—07-02 作者简介:赵贵前(1971一),男,工程师,从事抽水蓄能电站生产技术 与管理工作. 第5期赵贵前:发电电动机定子线棒故障检修6l 当严重,线棒绝缘割伤深度最大者达2mm以上. 原因如下: 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 时计算预留间隙不合适,造成铁 心膨胀变形,而深入槽内;铁心端部漏磁较大,造成 端部铁心过热而过度膨胀,深入槽内;加工不当,造 成滑移层摩擦系数的改变,从而改变了滑移层的位 置;紧力螺杆没有在投产后及时进行紧力检查,造成 铁芯松动;上导油雾严重污染了整个定子,使得压指 板更容易滑动. (2)故障之_二,发电机线棒端部及槽内存在电晕 腐蚀,线棒绝缘受到伤害. 十三陵蓄能电厂四台发电电动机普遍存在电晕 腐蚀,线棒端部及槽内直线段都有,上端部最严重. 线棒端部发生的部位一般都在线棒出槽口处与线棒 两侧压指梳齿相邻处,直线段主要是上下线棒与垫 条接触处.线棒严重电晕的部位已呈白色,防晕层 完全破坏,主绝缘已受到较为严重的电腐蚀. 原因如下:绕组出槽口处属典型的套管型结构, 槽口电场非常集中;安装线棒时其 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面半导体层局 部造成损伤或注入半导体硅胶量太少,加上层间垫 条表面为非半导体材料等因素,使得线棒表面与铁 芯槽内接触不良;制造时对于压指梳齿的形状,高度 以及与出槽口线棒间的间隙设计存在缺陷;机组导 轴承油雾比较严重,对线棒造成了严重的污染,由于 油污长期浸泡,使得线棒表面绝缘漆溶解脱落后又 进一步损伤到了防晕层,而且吸附油污脏物,严重阻 碍了散热,另外电晕放电使空气电离产生的臭氧与 空气中的氮,水分及附着的油污产生化学作用等综 合不利因素,使得电晕面积不断扩大. 2发电电动机定子线棒故障处理及其工艺 铁芯下端部压指位移割伤线棒处理和线棒电晕 腐蚀处理必须将定子吊出机坑进行.定子吊出机坑 后,首先对定子进行全面检查,测量铁芯下端部压指 位移量,然后进行电晕试验配合紫外成像确定电晕 点. 由于铁芯下端部压指整体不同程度发生了位 移,相应下层线棒也存在不同程度的割伤.如果全 部处理,势必拔除所有线棒(18o根下层,18o根上 层),费用相当高昂.但是大部分下层线棒的主绝缘 的损伤并不严重,可以不必处理.所以处理的重点 是对铁芯下端部压指位移量超过1mm区域内的下 层线棒,处理办法是全部更换以新的线棒,并且在铁 芯背部最下层5至8片硅钢片进行焊接,保证底层 硅钢片不能单独移动. 2.1拔线棒工艺 (1)拔线棒前查看相关图纸,确认槽号,对应线 棒数量,线棒所在相及其电位情况,并做好相关标 记. (2)割除端部绑绳,退出旧槽楔,采用橡胶锤,防 止击伤铁芯.焊开接头时用浸过水的牛仔布包裹好 要焊线棒及两侧相邻线棒端部绝缘,防止高温烫坏 线棒端部绝缘. (3)取出线棒时,在线棒的上,下槽口处系上抬 绳(软质绳),将抬扛穿入绳中,并搭在铁芯上,上,下 一 起向槽外用力.在往外用力的同时,用橡胶锤反 向击打线棒上下端部,使线棒振松;上层线棒需重新 使用,检修人员必须耐心细致.由于ELIN公司独 特的半导体硅胶弹性固定设计,下层线棒很难拔出, 而且长度较长,一般下层线棒拔出不能再使用.线 棒在快拔出时,利用地下厂房桥机,在线棒上部用软 绳绑在线棒上端部,取出后即从上部吊出.对于准 备重新使用的上层线棒拔出及搬运过程中,应防止 线棒碰损绝缘,尤其是线棒R弯角部分更应注意防 护. (4)取出上,下层线棒层间带有测温元件的垫条 时,对垫条和引线应编号后妥善放置和保管,以便下 线时按要求复位.拆下的RTD应进行校验,不合 格应更换. (5)下层线棒需更换,线棒取出后,注意保护割 伤的故障点,拍照并作好文字记录,以便进行故障分 析. (6)上层线棒拔出后,应仔细检查线棒防晕层, 绝缘有无损伤,电晕或电腐蚀现象,处理后,重新刷 半导体漆. 2.2回装线棒工艺 (1)下线前. ?先处理铁芯下端部压指位移突出,用细锉刀 锉平,操作时应小心,不能伤及相邻叠片.处理完成 后,先用酒精清洁,再用吸尘器清理.清理附着在铁 芯上的残留硅胶,用专用工具,槽两侧壁应顺径向清 理,槽底部应水平清理,切忌沿铁芯片叠加方向上下 清理,防止损伤铁芯叠片及片间绝缘.另外,将铁芯 背部最下层5至8片硅钢片进行焊接,保证底层硅 钢片不能单独移动,然后将全部60根穿芯螺栓测量 绝缘,绝缘合格后,用专用工具恢复穿芯螺栓紧力到 原设计值.最后再检查铁芯通风沟处,其它铁芯硅 钢片等,应无凸出,松动或锈蚀. ?新线棒耐压试验2.75Un+2.5—40.5kV, 62水电站机电技术第3O卷 重复使用的上层旧线棒耐压试验0.8(2.75Un+ 2.5)一32.4kV,而且对于旧线棒还要进行局放和 介损试验.另外,检查防晕层,端部R弯部分完好. ?准备好ELIN公司所提供用于线棒弹性固 定的半导体硅胶,注胶设备和手提双嘴喷枪.在下 线的铁芯槽两侧每段定子铁苎=的各通风孔内依次插 入一细长木条,防止在下线时堵塞通风孔. (2)下线过程中. ?首先在一块专用的木头条上,试验注胶枪出 胶量符合要求,见下图1.一个铁芯槽长2500 木头块线棒弹性固定的半导体硅胶 毕关 1 共有58段,按照上述试验后的效果向铁芯槽每 段底部注胶,部位是每段槽底两角边,要求注胶后 15min内才能下线,所以连续注五个铁芯槽,正好 满足,见图2. 图2 ?用桥机通过软绳把要下线的线棒垂直悬吊, 调节线棒的高程到适当的高度,将线棒下人线槽,保 持线棒定位后,再拆走吊绳.由于配合较紧,用橡胶 锤上下敲击两端,使线棒下人线槽底部.这一过程 注意几个问题,其一,下线时应注意线棒直线段应同 时进入线槽,不能上部分或下部分先放进线槽,防止 碰伤绝缘;其二,线棒下人线槽时,应注意线棒的上, 下端不要弄颠倒;其三,线棒直线部分伸出铁芯应与 未拆线棒整体保持一致,以保证同一线圈的上下层 线棒端头两接触面的高低和左右的偏离(即轴向偏 差,切向偏差和接头径向间隙)不超过5mm,为将 来线棒的焊接做好准备.线棒在槽底位置合适后, 把专用的硬木头块放人槽内,然后从线棒的中部开 始用特制压块压紧线棒,见图3.整个槽内线棒压 紧需要4个点,上下两头的压点离铁芯边缘保持 100mm的距离.压紧线棒需要压块的螺栓力矩为 5Nm,这样半导体硅胶才能充分的挤开,使线棒与 铁有效粘合并保证良好的电气接触.至少10h 以后,压块才能撤除,以使半导体硅胶完成固化.固 定线棒用的玻璃丝硅化管在_F线时就正确地绑扎在 线棒的上下端部,人槽后调整平齐并与相邻线棒绑 扎拉紧.槽内半导体硅胶固化后,用特制注胶针管, 把不同材料按一定比例配制好的胶注入玻璃丝硅化 管,直到其内部的玻璃丝束含胶饱和为止,胶的固化 不小于15h(3O?下).胶的配制材料与比例为 CY803(环氧树脂):HY842(固化剂)一100:40(重 量比).胶的配制方法是:把环氧树脂加热到35, 40.C,然后把固化剂混入,搅拌均匀.配胶及注胶 应做好如下安全措施:现场严禁明火;操作者应穿戴 全套防护服和眼镜;操作现场不应有胶的地方用布 或电话纸盖好;每次配胶量在200,300g范围内, 随配随用,以免胶硬化在容器内或注胶枪内;环境温 度达不到30.C时,需采取加热措施;每次操作完 毕,盛胶桶和注胶枪须用甲苯等溶剂清洗干净. 3 ?下层线棒下人后,经耐压试验0.75(2.5Un +2)一27.375kV合格后,把事前表面刷好半导体 漆的层问垫条放入,再注半导体硅胶,开始上层线棒 的下线.上层线棒下线的工艺与下层线棒下线的工 艺要求一致. (3)下线完成后. ?在上层线棒嵌装后,打槽楔前,对所装上层 线棒进行耐压试验0.75(2.5Un+1)一26.625kV. 第5期赵贵前:发电电动机定子线棒故障检修63 另外,在额定电压下测定表面槽电位,电压值应在 10V以内.槽楔装入(一个槽共58个槽楔),每个 槽楔正中有一注胶孔,半导体硅胶从这个孔注入,槽 楔块四角轻微溢出半导体硅胶为止. ?接头焊接前将所有上,下层线棒的端头的对 接面用钢丝刷,细锉刀或砂纸清理,做到焊接部位平 整,光亮,无飞边,毛刺,露出铜的金属光泽;检查并 调整上,下层线棒端头的对正情况,若不能满足要 求,应对上下层线棒的接头进行整形,整形应使用专 用校形工具,不得使用榔头等工具直接锤击或敲打 接头.校形时用力应缓慢,防止用力过猛损伤接头 或损伤线棒绝缘.调整合适后,将事先准备好的u 型银铜焊片(0.2mm厚)放在同一绕组的上下层两 根线棒端头,然后在线棒端头两侧放好并头铜块,再 用三把虎钳分别夹在下层线棒端头,上层线棒端头 和上下层线棒端头之间,把并头铜块固定牢固,见图 4.焊接开始前,要用剪好的牛仔布(浸水不滴为宜) 包裹好要焊线棒及两侧相邻线棒端部绝缘.使用专 用的钎焊机,开始焊接,温度升高到400C时,银铜 焊片开始熔化,这时要用银焊条补充并头块四周的 缝隙,让焊料能充分地浸润到所有的间隙,使并头块 与线棒端头焊接饱满.每焊完一个并头块,要及时 清理焊渣,确保现场无金属物遗留. 线棒 4 ?线棒端部并头焊接完成并经探伤试验合格 后,开始制作端部并头绝缘盒.首先配制绝缘盒添 料.配料及比例为RTV622A(硅橡胶):RTV622B (硬化剂):OL--104(阻燃填料):TB43固化剂=== 90:10:50:0.5(重量比).清理焊好的线棒端部 并头.在专用的绝缘盒内表面涂抹附着剂G790,并 在室温下凉干90rain以上.然后,用铲刀把配料抹 到线棒焊头上,同时也要向绝缘盒内添入适量配料, 把绝缘盒套上,调整好位置,刮掉溢出多余的配料, 在室温下固化24h. ?进行绕组处理完成后的整体耐压试验0.75 (2un+1)一21.45kV.另外做直流电阻测量,测 量值与检修前比较. 2.3线棒电晕腐蚀处理工艺 线棒电晕腐蚀处理分两部分,一部分是结合更 换线棒,处理下层线棒绝缘割伤时进行的.另一部 分是留在铁芯槽内线棒的电晕处理. (1)铁芯下端部压指位移量超过1mm区域内 的下层线棒,更换了合格的新线棒,并保证了安装质 量,原来存在的电晕故障相应得到解决.上层所用 线棒一部分为旧的线棒,经过修复,在直线段重新涂 刷低阻漆,恢复表面电阻率为1×10.,1×10p;在 端部重新涂刷高阻漆,恢复表面电阻率应为1×10. , 1×10”p.另外层问垫条表面涂刷低阻漆,改善 上下层线棒与铁芯槽的电气接触. (2)留在槽内的线棒电晕故障主要是出槽口处 和压指梳齿高度范围内.所以处理只能针对端部局 部电晕进行,其工艺如下:使用细砂纸清除表面电 晕,再采用金相砂纸打磨光滑,然后采用无水乙醇清 洗干净;由于电晕点所处的是低阻区,涂敷相应的低 阻半导体防晕漆;出槽口下层线棒或线棒两侧区域 损伤防晕层部位,由于受压指梳齿的影响空间极其 有限处理相对困难,用专用工具刷低阻半导体漆,为 避免涂刷好半导体漆的部位孤立而产生更大的电 晕,事先要打磨相应槽口压指梳齿上缘表面露出金 属铜面,然后用半导体硅胶搭桥,使刷好半导体漆的 部位与压指上缘铜面连接起来以达到良好的电气接 触.通过上述方法重复做几次起晕电压试验,并同 时用紫外摄像仪进行拍摄观察,一次比一次有效,直 到没有明显电晕现象为止. 3结束语 线圈是电机的重要部件之一,造价高,同时也是 最容易损坏的部件.检修工艺要求高,必须严格每 一 道工序,才能提高线圈质量,满足运行要求.十三 陵蓄能电厂发电电动机定子绕组检修,受原设计的 限制,只是对部分线棒进行了处理,使现有的故障不 再继续恶化.通过检修不仅加深了对ELIN公司发 电电动机线棒弹性固定工艺的认识,同时吸收国内 外相关检修工艺基础上又有针对性的创新,真正达 到了锻炼队伍积累 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 的效果.