富春江水电站1#发电机组定子下线的工艺技术

潘晓豪

摘 要：本文重点介绍了浙江省富春江水电站1#机组改造过程中，定子在完成分瓣组圆并铁芯叠片后具体下线的详细工艺及措施方案。对1#发电机组定子下线前配套措施准备、下线实施期间的工艺控制措施、施工细节、施工步骤、相关注意事项、下线后定子整体干燥试验等方面进行了详细的介绍和说明。为同类型的大尺寸机组定子下线工作提供了较好的参考和借鉴。

关键词：水电站；发电机；定子；下线；工艺技术

中图分类号：TM305.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）05-0162-02

1 概述

富春江水电站1#机组是上世纪50年代原苏联新西伯利亚汽轮机厂制造产品，机组额定出力为57.2 MW。水轮机型号为ΠЛ548-BB-800，轴流转浆式，转轮直径8 m，发电机型号为SF60-96/13400，竖轴半伞式，密闭双循环空气冷却，F级绝缘，设计出力为60MW。

定子下线工作系整个定子工程改造的重要环节，在完成定子铁芯叠片及铁损试验后开始。

2 下线前的准备工作

（1）现场做防潮防尘处理。（2）清扫定子并检查铁心槽内漆层有否损伤。（3）对单根定子线棒进行抽查试验，测绝缘电阻、做起晕试验和工频交流耐压试验。（4）按定子绕组接线展开图确定铁心第一槽的位置，用白漆按顺序逐槽进行编号并画轴向中心线；用样板划出线棒轴向中心线；按照设计图纸，确定槽号及其对应所要求的种类和数量。

3 支持环装配

（1）安装和固定支持环支撑架。（2）安装支持环：调整支持环水平和高度符合图纸要求，支持环对接接头要齐平，用非磁性材料进行焊接。焊接后作绝缘包扎。

4 测温电阻安装

（1）检查測温电阻的直流电阻和绝缘。（2）按图纸规定的槽号和上、中、下的位置安装测温电阻。安装时配以与测温电阻厚度相适应的半导体垫条。

5 下层线棒嵌入

5.1 下线

（1）对定子铁心、定子机座、特别是定子铁心槽内进行彻底清扫，并进 行检查，排除异物。（2）按图纸要求放入槽底垫条（半导体层压板垫条），用502胶粘牢。两端各伸出铁心30mm。（3）在定子全长范围内，将整张的低阻半导体布包裹定子线棒后，随线棒嵌入槽内，该半导体的插入张数，视槽宽、线棒宽度而定。（4）以定子铁心中心线和线棒中心线为基准，顾及线棒斜边间隙及两端伸出槽口的长度，将线棒嵌入槽内。嵌线时，线棒应平行推入槽口，然后用橡皮锤均匀地将线棒逐步打入槽内。打入过程中线棒不得产生轴向窜动。线棒平槽后，再用下线用压板和木榔头将线棒打入槽底。下线过程中要防止槽底垫条下滑移动。当下层线棒嵌入后，用槽楔撑块和木垫块固定线棒，使线棒直线部分紧贴槽底。如果嵌入的定子线棒在铁心上、下两端不均匀，或和相邻棒的斜边间隔不均匀，则必须将其拔出，再重新嵌入。在嵌入过程中或嵌入后，不得为了使线棒达到合适的轴向位置，而在线棒端头往轴向方向敲打。（5）检查线棒与槽间的间隔，若间隙大于0.3mm，则要垫入半导体板。（6）用浸过环氧胶的涤管按图纸将线棒绑扎在上、下端箍上。

5.2 装设斜边垫块和止沉块

（1）按图纸要求，在线棒端部用石头画出斜边垫块的绑扎位置。（2）根据线棒端部间的距离，垫块可用不同厚度的间隔片搭配成合适的厚度，用浸过环氧胶的适形材料包往斜边垫块塞入规定位置，再用涤玻管按规定将垫块与线棒绑扎紧。所有线棒斜边部分垫块的轴向位置高应一致。（3）线棒止沉块每隔9槽设置一组，整圆共76组。（4）止沉块头部用适形材料+环氧填料包裹后，放在线棒间。（5）在环氧填料未干前，用玻璃纤维管将止沉块与线棒一起绑两匝锁牢。

5.3 电气检查（下层线棒全部嵌入后进行）

（1）用2500V兆欧表测定定子线棒绝缘电阻。（2）进行下层线棒的交流耐压试验。合格后，在线棒的绑绳上刷一道环氧胶。线棒的上下端、定子铁心及线棒低阻段保护好。在线棒端部喷绝缘覆盖漆并晾干。

6 上层线棒嵌入

（1）用干燥空气吹净下层线棒。（2）布置层间测温电阻。（3）垫入层间垫条。层间垫条伸出定子铁心两端的长度应一致。为防止嵌入上层线棒时层间垫条发生错位，层间垫条两端用无碱玻璃丝带绑二层在下层线棒上。测温电阻的引出线与垫条一起绑在下层线棒上。（4）嵌入上层线棒。检查线棒与槽的间隙。若间隙大于0.3mm，则要用半导体板塞入。随时检查层间垫条是否有掉下现象，槽衬布不能起皱。

7 打槽楔

槽楔采用斜槽楔结构，每槽由8根槽楔组成。中间6根槽楔均长180mm。

7.1 调整楔下垫条的厚度；将槽楔打入所有的槽中来固定定子线棒

（1）上、下层线棒全部嵌入后，对线棒的所在位置进行检查，用小刀沿上层线棒的上表面割去半导体槽衬的多余部分，以免影响槽楔侧打紧。割去半导体槽衬时注意不能伤及线棒和铁心。（2）在槽的正中央放好楔下垫条，调整垫条厚度，打入槽楔。（3）由于铁心的堆叠误差，定子铁心的通风道位置有偏差。因此，在中间的槽楔打入后，别的槽楔要在周围的槽边作比较，看槽楔的风道和定子铁心风道位置是否对应。如不能对准风道，就要用调整槽楔来调整位置。（4）打槽楔时，首先打中间的槽楔，然后从两头往中间打。（5）打槽楔时，将一块槽楔板置于槽楔端头，然后以它驱动槽楔，避免损伤槽楔端部。（6）根据实际情况增加或减少槽下垫条的数量，使槽楔以合适的压力打入。槽楔的打紧力（压力）通过测试锤击槽楔所产生的来判断。（7）打槽楔时楔下垫条在打入方向有滑动的趋势，因此，楔下垫条的放置位置要考虑这个滑动量。（8）为防止槽楔松动，在上下端最后一根槽楔上，槽楔与铁心，槽楔与楔下垫条间的一些部位涂上环氧胶。（9）环氧胶使用前按比例充分调匀。当环境温度较低时，环氧胶不易固化，其配合比例要调整，混合之前加热至最佳温度，同时在使用前检查固化程度。（10）为防止胶掉到定子线棒上或导致楔下垫条与线棒粘结，环氧胶应装在塑料里使用。（11）楔下垫条涂胶面非常粗糙，这一特点使楔下垫条每一面都很有粘力，因此要正确使用，并和别的材料分开。（12）每槽中的槽楔分成数段。在两端打槽楔时借助专用槽楔冲敲打。（13）在每端打入槽楔前，检查槽楔的风道能否与定子风道对应，必要的话调整槽楔。（14）铲掉多余的环氧胶，修整打楔引起的毛边和翘曲。

7.2 对打入槽楔的质量要求

（1）打槽楔时，应注意通风沟的方向。（2）槽楔下垫片伸出槽口的长度不得超过槽楔。（3）槽楔间的空隙长度不应超过槽楔长度的1/3。（4）槽楔上的通风沟与铁心通风沟的中心对齐，偏差不大于2mm。（5）槽楔表面不得高出铁心内圆表面。

7.3 槽楔的防松绑扎

（1）对定子铁心两端伸出槽楔的楔下垫条进行修整，去除楔下垫条伸出槽楔的部分。注意不能伤及线棒表面。（2）在定子铁心紧靠槽楔和层间垫条的端面，在上层线棒上连续地用涤波管进行绑扎，绑扎时的接头不能出现在定子铁心内腔表面。全部绑好后，涤波管表面涂以环氧胶。（3）按下层线棒装设斜边垫块和止沉块的方法进行装设上层斜边垫块和止沉块。

8 上下层线棒间接头焊接

上下层线棒端头采用连接片的方式连接，用银铜焊机进行焊接。

（1）接银铜焊机电源，并可靠接地。（2）线棒绝缘部分用湿脱脂棉包好，线棒间塞入旧布或或旧脱脂棉。（3）清理线棒端部银焊部位，并将连接线对齐，中间放银汗片。（4）将夹钳夹持住焊接部位，通电银铜焊，如有必要，填入银焊条。（5）用细锉刀修平连接处。清理时注意不可使金属微粒进入铁心槽内。

9 跨槽线棒端头连接

跨槽线棒端头连接采用逐股对接银铜焊。

（1）线棒绝缘部分用湿脱脂棉包好。（2）采用手工银焊焊接。（3）用細锉刀修平连接处。修理时注意不可使金属微粒进入铁心槽内。（4）焊后将三组股线的两组间隙用适形材料塞紧，用环氧填料抹平包绝缘。

10 绝缘盒套装

（1）彻底清理接头，检查绝缘盒应无裂纹、气泡，壁厚不小于3mm，否则不能使用。（2）在组装的空隙中，填入适形材料和环氧填料配比E-44：H-4：石英粉=100：65：70。（3）封堵上绝缘盒，并调整好位置，环氧胶泥固化后，从绝缘盒底孔中倒入环氧填料。（4）下绝缘盒套装时，可利用木凳类的支撑物设置绝缘盒的上线棒端头，最后倒入环氧填料至封口。

11 极间连接线安装

（1）清理极间连接线、线棒端部需银铜焊的部位。（2）在线棒端头和极间连接线间夹入一层银焊片后，用夹钳夹紧。（3）按操作规程，用银铜焊机进行焊接。为了防止线棒绝缘损伤，焊接时，必须用浸透水的脱脂棉将线棒绝缘端头包裹住。（4）通电焊接必须再用银焊条进行填充。（5）端头焊接后，除去脱脂棉，用锉刀锉平高点、修光毛刺，用吸尘器清扫干净。外观检查应整齐、光滑，焊接填充饱满。（6）在极间连接线的绝缘包扎前，应先检查极间连接线原有绝缘在搭接处的状况，确认无误后，清理干净，线棒端头三股间填入环氧填料，在连接部的凹凸不平处用环氧填料填平，再在直角连接处包连两层多股云母板，并用无碱玻璃丝带扎紧。外面涂环氧胶。（7）在连接部位半叠包5440-1粉云母带18层，半叠包无碱玻璃丝带一层，外涂环氧胶。（8）极间连接线的固定，用适形材料包裹垫块塞紧，再用涤波管与绝缘盒交错绑6道，扎紧，最后涂上环氧胶。

12 汇流母线安装

12.1 定子线棒引出线与汇流母线的连接

（1）从最下一层铜排开始安装。汇流铜排放入线夹线槽前，在线夹处先绕包Nomex纸二层，在绕包适形材料一层。（2）在连接部位设置连接片、活动连接片。清理连接部位。（3）用银焊机进行焊接，然后用氧-乙炔焰接连接板与汇流母线。

12.2 连接部位包绝缘

（1）在绕包粉云母带前，先在引出线棒与汇流铜排连接部位的凹凸不平处用填料填平，再在直角连接处包两层多股云母板并用无碱玻璃丝带扎紧，外涂环氧胶。（2）在引出线棒与汇流铜排的连接处半叠包云母带10层，半叠包无碱玻璃丝带一层，外面涂环氧胶。

13 定子干燥和耐压

（1）定子组装全部结束后，进行全面清扫和检查，特别注意不能让金属碎屑杂物等留在铁心通风沟或线圈的缝隙中。（2）在所有绑线上刷涂环氧胶一道，室温固化24h。（3）定子干燥处理。（也可利用已有的励磁电源进行）（4）耐压试验：1）绕组电容：C=0.97×10-6F/相。2）额定运行时，电容电流IC=2.44A/相。3）在2.0×UN+3.0=30.6kV。整体耐压试验时，电容电流IC=9.33A/相。（5）耐压试验结束后，对整个定子喷西-188聚酯红瓷漆二道。

14 结论

定子下线的工艺相对于机组总装来说是相对比较简单的，但是对整个实施过程的细节和工艺的把控至关重要。富春江电站1机组定子下线正是在严格按照具体的工艺导则要求做到了细致严谨，从而实现了1200多根线棒在1个多月时间里完成下线工作，并通过了定子一次性整体耐压试验，至今运行工况良好。

参考文献

[1]梁艳萍，孙洋，孙玉田.1000MW水轮发电机定子股线环流损耗分析计算[J].电机与控制学报，2011年07期.

[2]陈煌承.发电机定子铁芯烧损的原因分析及处理[A].水电站机电技术2004年年会论文集[C]，2004年.