龍灘水電站1#發電機定子繞組安裝

杜 波

（中國水電七局機電安裝分局 眉山市620860）

1 概述

龍灘水電站發電機定子繞組為三相八支路星形聯接，繞組形式為雙層條形波繞組。線棒由80股1.96×6.7 mm2/2.11×6.91 mm2雙滌綸玻璃絲包燒結銅扁線組成，線棒采用333°不完全換位，線棒絕緣采用0.14×25 mm桐馬環氧玻璃粉云母帶絕緣系統，絕緣等級為F級。繞組上端布置一個支撐環，下端布置兩個支撐環，支撐環采用Φ50玻璃絲繩注膠固化工藝。嵌線時，在線棒直線段繞包填充有硅橡膠半導體聚脂無紡布，線棒上下層之間安裝表面涂有半導體漆的梯形截面層壓板墊條或嵌有RTD元件的層間墊條。繞組端部斜邊墊塊及槽口墊塊均采用包有環氧適形材料的層壓板墊塊，線棒電接頭采用中頻銀銅釬焊工藝。三相八支路引出采用Φ45/Φ25（外徑／內徑）匯流銅環集中引至定子機座引出口處，匯流環共9層，分布在定子機座上部整個圓周上。繞組接頭端部絕緣采用絕緣盒環氧灌膠工藝，極間連線和匯流環接頭絕緣采用屑狀少膠粉云母帶手工包扎。定子繞組采用空氣冷卻方式，轉子旋轉方向為俯視逆時針方向，定子外殼布置16只空氣冷卻器。

龍灘水電站發電機參數：

型號：SF700-56/16090；額定容量：777.8 MVA/700 MW；額定電壓：18 kV；額定電流：24 948 A；額定功率因數：0.9；額定頻率：50 Hz；額定轉速：107.1 r/min；定子鐵芯內徑：15 000 mm；定子鐵芯高度：3 300 mm；定子鐵芯槽數：624槽；定子繞組相數：3相；每槽線棒根數：2根；每極每相槽數：3+5/7；繞組系數：0.922 4；繞組節距：1-14-23；線槽尺寸：23.5 mm×215.8 mm；線棒單根重量：約 60 kg；極數：2P=56；機組旋轉方向：俯視逆時針方向。

2 定子繞組安裝主要工序

施工準備→鐵芯清理、檢查、線槽噴漆→下層線棒安裝、斜邊墊塊和端箍安裝綁扎、端箍注膠、加溫干燥、下層線棒耐壓→嵌裝上層線棒、斜邊墊塊安裝綁扎、槽楔安裝→上下端電接頭焊接→跨接線安裝→上下端絕緣盒安裝→鐵芯、壓指、層間溫度計引線安裝→上下端槽口墊塊安裝綁扎→匯流銅環安裝→加溫干燥→交直流耐壓→繞組整體噴漆→拆除工裝、臨設。

2.1 定子下線場地的環境條件

（1）設置定子下線防塵作業區，在發電機層沿定子機坑周圍用鐵柵欄和篷布圍起一道高約2 m的封閉棚屋，以防止金屬粉塵、灰塵、雜物等進入下線作業區，這對保證定子下線安裝質量，提高整機的防電暈性能和絕緣水平是極為重要的。在頂部安裝環形軌道及電動葫蘆，便于下線時定子線棒的運輸和嵌裝。在定子機座上環板外側搭設環形平臺，便于行走和設備的運輸，在定子鐵芯內圓搭設三層環形定子下線施工平臺。

（2）在機坑旁設置線棒繞包房和配膠房，以防止灰塵。配膠房設專人負責定子下線所有化學制品的配制，并作好記錄。每天配置當天所需數量的化學品，確保正確無誤且無浪費現象。

（3）為保持定子機坑內空氣干燥，在發電機機坑內安裝3臺移動式除濕機，在定子機座上環板行走平臺處布置4臺5 P空調，從而保證定子機坑內空氣相對濕度不高于80%。

（4）作業區內設置嚴格的保衛制度，無關人員不得入內，業主和監理單位人員憑發放的登記牌方允許進入作業區。施工人員進入作業區內必須換裝（換于凈鞋、衣帽等），參觀或檢查人員帶塑料鞋套后方允許進入。設專人負責作業區的清潔衛生，用吸塵器清掃，并拖洗地面。

2.2 定子槽部絕緣結構

龍灘水電站定子線槽結構形式見圖1，說明見附表。

圖1 定子槽部絕緣結構

附表 龍灘水電站定子線槽結構形式說明

2.3 線棒嵌裝

下線前，對線槽、通風溝、齒壓板部位及鐵芯背后仔細檢查、清掃。用醫用膠布封堵上端齒壓板之間及背后的間隙，用塑料薄膜將定子機殼的16個空氣冷卻器安裝孔臨時封閉，以防止雜物落入。用干凈白棉布蘸酒精清潔每一個鐵芯槽，消除一切影響下線質量的不安全因素。下線前對每根線棒進行仔細、徹底檢查，包括顏色、形狀、表面狀況，以確保所安裝的整個線棒主絕緣表面應平整光滑，無任何損傷。

用游標卡尺測量線棒和鐵芯槽的尺寸，計算配合間隙的大小，以確定外包硅橡膠的厚度。線棒嵌入鐵芯槽前，須在線棒直線段纏繞半導體聚脂無紡布，在對折的繞包帶內填充有適當厚度微膨脹型硅橡膠。 繞包時，繞包帶不得疊壓，間距為（1～3）mm。

（1）下層線棒嵌入按逆時針方向進行，每天下線前在槽口兩側粘貼透明膠帶，以防止線棒入槽時繞包帶不被鐵芯邊緣劃傷，同時也能及時清理掉擠出的多余的硅橡膠。用砂紙打磨線棒電接頭焊接面，焊接面應無灰塵、油漬。一切準備工作就緒后。用環形吊車將線棒吊運至線槽，將線棒軸向對好標高后，用入力將其平行推人槽底，除去線槽兩側的透明膠帶，并清理鐵芯面多余硅橡膠，然后墊入梯形半導體墊條或RTD墊條后，在硅橡膠尚未固化前，迅速使用壓線木板和線棒壓緊工具將下層線棒緊緊楔入槽中，用壓緊工具在全槽內固定9點，間距為（400～500）mm，待硅橡膠完全固化后，方可拆卸壓緊工具和壓線木板，但上、下端應留1個壓緊工具暫時不能卸掉，以防止線棒下沉。半導體硅橡膠固化后略膨脹，并呈彈性，故能使線棒與鐵芯槽壁保證良好接觸，從而有效降低槽電位。

下層線棒嵌入后需對端部進行固定。定子繞組上端布置一根由Φ50玻璃絲繩構成的支撐環，下端布置兩根。安裝斜邊墊塊時，將支撐環、斜邊墊塊、線棒用人字形綁扎帶綁扎在一起，將綁帶表面涂刷138環氧膠。最后，向Φ50玻璃絲繩內注入環氧膠EP310。環氧膠固化后支撐環與線棒、斜邊墊塊相互聯結形成牢固可靠的整體。

對人字形綁扎帶及端箍表面進行打磨，表面應無棱角或尖端的地方，對線棒上下端高阻區域及人字形綁扎表面噴HDJ-26防暈漆兩遍。

待下層線棒絕緣達到要求后，進行47 kV，1 min工頻交流耐壓試驗，順利通過。

（2）上層線棒嵌入按順時針方向進行，嵌裝工序與下層線棒基本相同。將線槽清理干凈，將上層線棒嵌入槽中，調整高程，使上層線棒電接頭與下層線棒電接頭對齊，誤差控制在允許范圍內。采用鐵墊條下墊以絕緣板，用壓緊工具臨時壓緊線棒，在硅橡膠固化前打入槽楔。槽楔從下往上逐段打入槽楔以固定線棒。首先，在上層線棒絕緣表面放上適當厚度的保護墊條，再在保護墊條外面放一層彈性波紋墊條，槽楔放在線槽最外面，將內楔插入彈性波紋墊條和保護墊條之間后，將槽楔與墊條打緊。保護墊條共4種厚度，分別為 0.3，0.4，0.5，1，其厚度的選用，應使彈性波紋墊條壓緊度達85%為準。

2.4 繞組電接頭焊接

線棒電接頭焊接采用兩臺KGPS-8型中頻焊機分兩個作業面進行銀銅釬焊。用整形工具將上下層線棒電接頭調整對齊，相互偏差上下不超過4 mm，左右不超過3 mm。將剪成長條的濕布（浸水后擠干不滴為宜）纏繞在靠近線棒電接頭端部絕緣上，以保護焊接時線棒絕緣不受損傷。在上下層線棒電接頭之間插入截面與電接頭尺寸相同的銀焊片后，用“G”型夾將上下層線棒電接頭夾緊，并套人加熱用感應圈，并在焊接頭的線棒另—端安裝空冷裝置。

將電接頭通電加熱，當接頭達到焊接溫度時（約710℃）在焊縫中預放的焊片開始熔化，此時可迅速使用Φ2銀焊絲（L-Agl5P）向焊縫中填加焊料，當焊縫全部填滿無間隙后，可停掉電源，通風冷卻。當電接頭達室溫后，為保證焊接質量和焊縫的外觀，可在停掉電源后的短時間內再次向焊縫填加焊料。

做好防護措施后對已焊接完成的接頭進行打磨處理，用銼刀、砂布、電磨頭清除焊接頭表面焊料、焊瘤及氧化物，使焊接頭呈顯本色，再用丙酮、白布擦洗干凈后進行焊接質量檢查，對不合格的焊頭須重新焊接。

2.5 絕緣盒安裝

絕緣盒由環氧樹脂添加玻璃絲壓制而成，下端絕緣盒采用普通型，上端絕緣盒采用開口型兩種。絕緣盒內表面，需砂掉脫膜劑并打磨成均勻毛面。

（1）下端絕緣盒安裝。根據圖紙標明絕緣盒安裝高度，根據現場場地情況，在后方制作一定數量的木凳，將絕緣盒放在木登上，調整絕緣盒的間距均等，水平和高度達標后便向絕緣盒灌注879雙組份環氧膠。絕緣盒內灌注環氧膠固化收縮后，再向絕緣盒內補添一些環氧膠使之與絕緣盒平齊。

（2）上端絕緣盒安裝。利用廠家到貨的環氧E型板固定絕緣盒，E型板下方用環氧墊條支撐，用環氧泥將線棒間的間隙填充，將上端絕緣盒壓在E型板上，檢查四周是否有間隙。調整絕緣盒之間的間距和高度，待環氧泥固化后進行上端環氧膠灌注打底，灌注881雙組份環氧膠至1/3位置，并派專人檢查是否漏膠情況。待打底膠固化后將剩余部分全部灌滿。絕緣盒內灌注環氧膠固化收縮后，再向絕緣盒內補添一些環氧膠使之與絕緣盒平齊。

2.6 繞組引出線端頭焊接、匯流環安裝

按圖紙拼裝定子主引出線A相和C相端子板，并將其焊接在定子機座上端出口處。在繞組引線頭和出線端子之間按順序逐段連接匯流環管。從下往上逐層安裝匯流銅管，匯流銅管和線棒引接頭焊接工藝同普通頭；匯流銅管接頭對接時，先插入連接套管和環形銀焊片，再用夾緊工具將待焊接頭固定，接觸面間隙小于0.1 mm，采用手工焊接。每根匯流環焊接完且外觀檢查合格后，可對接頭進行絕緣包扎，舊絕緣燒傷處用刀片切除，要求新舊絕緣搭接坡口長度為70 mm。用白布、丙酮清理干凈后，用聚酯薄膜補強三合一粉云母帶半迭繞包，層間涂刷環氧膠102，匯流環安裝完畢后，在線夾接觸的地方用浸過高阻防暈漆的滌綸氈包裹銅環。

2.7 繞組整體耐壓、噴漆

定子繞組安裝完成且清理干凈后，測溫線可靠接地，吸收比和極化指數滿足要求后對定子進行39 kV、1 min交流耐壓試驗。耐壓試驗完成后，對定子整體噴兩遍9130紅瓷漆。

3 施工中遇到的主要問題

（1）層間測溫元件與引線的接頭布置在測溫墊條外部，此種固定方式存在一定缺陷，影響機組今后的安全運行。

（2）上下層線棒間采用毛氈浸膠包裹環氧布板作為層間端箍，使得上層斜邊墊塊高于上層線棒表面，對斜邊墊塊進行加工處理。

（3）設計考慮欠佳，所有定子測溫線采用線夾焊接固定在機座上環板，測溫線外僅包裹一層屏蔽銅帶，使得線路敷設相當煩瑣、不便于檢修。

（4）由于設計失誤，定子機座主引出線C相上端板與銅環引出位置沖突，割去此處上端板才能進行第八層匯流銅環安裝。

4 結語

龍灘水電站1#機組定子繞組安裝中采用了多項新技術、新工藝和新材料，值得同行學習和借鑒。

（1）定子線棒嵌入線槽前，在線棒直線段纏繞填充硅有機樹脂半導體膠的繞包帶。硅有機樹脂半導體膠固化后略膨脹并呈彈性，保證廠線棒防暈層與鐵芯良好的接觸，有效降低了槽電位。

（2）端箍采用Φ50玻璃絲繩注膠固化工藝。端箍在軸向無絕緣支撐架，且上下層線棒之間五層間端箍結構。該工藝安裝簡單，線棒緊靠端箍，且和槽內半導體硅膠聯合受力，抗機械應力性能好。