汽輪發電機定子鐵芯松動處理與防范措施

劉 紅

(貴州鴨溪金元發電運營有限公司，貴州 遵義 563108)

汽輪發電機定子鐵芯松動處理與防范措施

劉 紅

(貴州鴨溪金元發電運營有限公司，貴州 遵義 563108)

針對某電廠300 MW汽輪發電機在運行過程中產生的定子鐵芯松動問題，介紹發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。

發電機；定子鐵芯；鐵芯松動

0 引言

定子鐵芯是發電機定子的重要組成部分，其作用包括以下2個方面：

(1) 構成發電機的主要磁路；

(2) 用于支撐定子繞組，使其穩固地承載負載電流。

在汽輪發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、燒損現象的發生。

1 發電機運行中的異常情況

某電廠3號發電機型號為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發現發電機噪聲比較大，測量噪聲為110 dB。從3號發電機勵端方向看，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號發電機鐵芯硅鋼片出現松動。并且通過長期監視發現，隨著發電機有功負荷的增大，噪音也會相應增大。

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

抽出發電機轉子后，打開所有人孔門。對發電機的9個風區的背部鐵芯進行檢查，發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，防止發電機在運行中出現定子鐵芯燒損事故，對發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) 提高發電機制造、安裝質量，加強設備監造工作，避免將發電機制造、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視。監視發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。