論發電機定子鐵芯疊片及下線實驗的應用

李雙全　楚雅嵐

（四川蜀港水電工程技術有限責任公司）

論發電機定子鐵芯疊片及下線實驗的應用

李雙全楚雅嵐

（四川蜀港水電工程技術有限責任公司）

某電站裝機兩臺，單機容量為25MW，機組由浙江省富士富春江設備廠制造的燈泡貫流式機組，發電機額定電壓10.5kV，額定電流1447A。發電機組型號為SFWG25-56/5940，整臺定子由外殼、上下環板、中間環板、52根鴿尾筋鍵、312個槽、雙層波繞組624根線棒組成，定子接線為1路、Y形接法，其整圓由26張扇形硅鋼片以1/2半迭式組成。2014年5月該兩臺機定子在現場進行疊片下線，9月初進行投產發電，運行至今性能良好。

3～5個；發電機組；疊片安裝工序；鐵蕊鐵損試驗；定子下線

1　疊片安裝工序

（1）機座分2瓣運至安裝間組圓、調整水平允許公差在±0.05mm/m之內，測圓架測垂直，測量鴿尾筋座的偏差，便于鴿尾鍵安裝時調整墊的調節，保證鴿尾鍵的內徑和垂直度上下三點半徑至中心2952.5± 0.10.15，用內徑千分尺測量52根定位筋鍵弦距均勻分布，這樣防止下道工序疊片時鐵芯出現拱形、壓裝松動以及圓度等會引起漏磁，損耗大以及磁拉力不均勻。鴿尾鍵安裝完畢進行沖片預裝，定子鐵芯整圓放上26張0.5mm的沖片，從上而下平放是否有卡阻現象，由于鐵芯在運行過程中隨溫度的上升會導致硅鋼片膨脹，故片與片之間按設計要求有0.4～0.6mm的間隙，預測鐵芯內徑R=2745±32之內。

（2）整個鐵芯高度為1442±4mm，分30段，疊裝過程中在第一段下部20mm和最后一段上端20mm必須在沖片齒部涂環氧膠，不能涂的太多，這樣可以避免流出槽口太多的環氧膠難以清除。

第一段迭裝（見圖1）疊完預壓緊，壓緊力度按設計要求，保證片與片之間緊密貼緊，不會因齒部的環氧樹脂而造成厚度增加，預壓前后測量鐵芯的半徑和高度，環氧樹脂凝固后，拆除臨時壓緊裝置，清除槽口多余的環氧樹脂，每段疊完必須放上通風槽板。疊至十六段時，測量高度在765.3mm和半徑值（整圓分為上、中、下各8個點），在此過程測量高度是否能達到設計高度，每段偏差不超過設計值的±0.5mm。如有超差須在以下的沖片每段第二層進行調整，高度偏差由各段鐵芯相互補償，主要控制整個鐵芯高度在1442±4mm之內，疊至29段時進行冷壓及熱壓，溫度在90～100℃左右，保溫12h，溫度降至40～50℃時進行熱壓，檢查鐵芯的壓縮量在0.7mm以內，如超出應重復以上的加溫、保溫，直到小于0.7mm為止。進行最后一段的迭裝，迭裝方式與第一段相同，上齒壓板的安裝壓緊（按設計值87～92kgf.m），檢查整個鐵芯的圓度及內徑符合規范要求。

2　鐵蕊進行鐵損試驗

首先在定子鐵芯上繞勵磁繞組及測量繞組，勵磁繞組在鐵芯上分兩處環繞對稱180°，二次測量繞組與勵磁繞組間距90°，勵磁繞組繞向一致并聯連接（具體見圖2），測量鐵芯溫度用酒精溫度計，分布埋設前檢查溫度計的溫度誤差，不要超過2℃以上（為了測量溫差準確），做好每個編號加以記錄。

圖1　

圖2　鐵損試驗示意圖

整個試驗過程進行90min檢查鐵芯T=1B時單位損耗，根據國標GB8564-88標準要求鐵芯各部位的最高溫升不超過25K，最大的溫差不超過15K，硅鋼片牌號50W310、設計最大的單位損耗為2.74W/kg，我公司對兩臺機定子的鐵損試驗進行常規的接法，由于現場沒有試驗變，只能利用工頻電壓頻率為50Hz，保證90min試驗不斷連續供電。在試驗過程中每15min讀取一次溫度和儀表的指示值，最后一次為最終的單位損耗，經過90min實驗該定子最終測得的單位損耗為1.53W/kg，齒部溫差6K，溫升13K，符合國標GB8564-2003標準要求。

3　定子下線

（1）線棒嵌入之前，端箍拼圓固定，把端箍的支撐塊分布均勻上好，用環氧粉云母帶（5440-10.14×25）1/2疊式11層及1層無堿玻璃絲帶（0.1×25）將端箍連接頭包扎，新舊經絕緣搭接長度要30mm以上，并且把舊的絕緣削成坡度進行搭接。

在定子鐵芯用記號筆找出基準槽，參照基準槽做好整圓的槽編號，槽號從1開始順序編號，根據圖紙確定槽號及其對應所要下的線棒種類和數量，在定子圓周上等分均勻嵌入12～24根幾何尺寸較理想的下層線棒，每段端箍不少于4根，裝設0.5mm的槽底墊條，用雙面膠粘上，并用下線工具將線棒壓靠槽底，線棒斜端與端箍（支持環）保持有1～2mm間隙，墊上適形材料滌綸氈2mm，每根線棒必須用槽襯布0.11mm包裹好嵌入槽里，可視線棒尺寸大小減少或增加一層，以保證線棒與鐵芯接觸良好，通過鐵芯降低線棒的表面感應電勢，使槽電位在10V以內。

（2）將線棒進行分類，下層一般線棒288根，上層一般線棒288根，上層連接線棒18根，下層連接線棒24根及上層引出線棒6根，將下層的槽底半導體墊條（0.5mm 20×1456）用雙面膠固定，把下線之前裁好的槽襯布將下層線棒包好打入槽部，槽襯伸出槽口55mm調整上下位置使斜端間隔一致，線棒的高阻段與齒壓板壓指間搭接范圍（±5mm），將上下端部即在支持環上之間墊上滌綸氈2mm用無堿玻璃絲繩（滌波管）縱橫向各兩道、綁扎牢固，用記號筆在線棒的端部標上斜邊墊塊的位置（上下層各一行），根據線棒間的間隙來調整墊入墊塊的厚度，外包適形材料J-2941塞入線棒端部，同樣縱橫向各兩道、綁扎牢靠，固定線棒。所用無堿玻璃絲繩和無堿玻璃絲帶經烘箱脫臘，溫度在180～ 200℃條件上，脫臘4～8h，手感無臘質為準，這樣更有利于在涂環氧膠時滲透滌波繩。確認下層線棒的完成。進行上層線棒的嵌入，把層間墊條（5mm 20×1456）及其層間測溫墊條放入后和下層線棒一樣，將包好槽襯布的上層線棒小心的放入，保證層間墊條不掉落或重疊，槽襯墊無皺折，上下層線棒接頭相互錯位不應大于5mm，接頭標高差不大于5mm。

（3）在槽的正中央放好0.5mm及1mm的楔下半導體墊條，調整墊條松緊度，從下往上依次打入槽楔（見圖3），槽楔的打緊力（壓力）通過錘擊槽楔測試所產生的力或借聲音來判斷，以避免上頭打緊下頭受空。因槽楔開有通風道要與定子鐵芯的通風槽對齊，偏差不能超過2mm，使轉子產生的風順著槽楔通風道進入定子風道，如果由于鐵芯的疊加厚度造成誤差，應通過修整槽楔來調整槽楔位置，上下兩端的槽楔必須打實、打緊，高出鐵芯槽口7mm，相互高差不大于3mm，其余各個槽楔有空隙不能超過其長度的1/3，對于槽楔打入后，表面高出鐵芯內圓表面部分，應將其修整鏟平，槽楔全部打完后在伸出鐵芯的上下端頭處的線棒上綁上∮7、∮8的滌波管，并涂上環氧膠（E-44：H-4=100：65），以防止槽楔松動脫落。

圖3　

（4）線棒采用銀銅焊接，焊接前對線棒的焊接部位進行清洗（酒精或丙酮），檢查連接板應無高點、毛刺、裂紋等缺陷。為了防止焊接時損傷線棒的絕緣，在線棒的絕緣處采用打濕的石棉布作保護，用銀焊機進行焊接，線棒端頭與連接板間夾0.2mm銀焊片，用大力鉗工具夾緊焊接，四周采用銀焊條補滿，保證焊接良好，不得有虛焊。用丙酮清洗和銼平并頭的表面毛刺、氧化物等。極間連接和匯流母線利用小號焊槍進行焊接，按照設計要求極間連接采用股線與股線對接，上排股線與下排股線相互錯開50mm進行焊接。匯流母線接頭的焊接做法與一般線棒并頭塊焊接一樣，采用銀焊片及銀焊條，只是使用的工具不同，用焊槍焊接而不是銀焊機。在極間連接線的絕緣包扎前，應先檢查極間連接線原有絕緣在搭接處的狀況，確認無異后，清理干凈，按照規定35mm搭接長度及要求進行包扎，相鄰間的極間連接線加入間隔塊，相互間綁扎牢固（如圖4）。

圖4　

（5）絕緣盒的澆灌，采用環氧膠填料環氧樹脂-44：固化劑H-4：石英粉=100：65：70加上少量的稀釋劑（丙酮）配比進行澆注，下端澆注搭設可調節的支撐座，保證絕緣盒高度、垂直度一致，如果線棒的絕緣部分與澆注填料搭接達不到35mm（設計要求），應在線棒的端頭絕緣層上加包粉云母帶11層及1層無堿玻璃絲帶扎緊并涂上環氧膠，保證其搭接長度。上端的絕緣盒澆注，底部利用木鍥子和環氧板作支撐，環氧膩子填料封底，套上絕緣盒灌上填料深5～10mm后，檢查其泄漏情況，如無異常繼續進行澆注，直到灌滿為止。

圖5　

4　電氣試驗檢查

（1）下層線棒嵌裝后，進行交流耐壓24kV，并對其槽電位進行抽查，結果測得其槽電位最大不超過2V。

（2）上層線棒嵌入，打完槽楔后同樣進行交流耐壓24kV。

（3）并頭焊接完畢應測試繞組直流電阻，最大與最小之比為1.2倍，結果符合GB8564-2003標準。

（4）澆注絕緣盒完畢進行定子繞組干燥，利用電爐絲加溫，溫度不超過80℃，溫升按5～8℃/h的上升，當溫度達到70～80℃時，用2500VMΩ表對其繞組進行絕緣電阻的測試，保溫4～8h，直到測得絕緣電阻穩定不變，可以認為加溫干燥結束，在常溫下測試吸收比及直流泄漏、交流耐壓試驗。

經檢驗合格，進行噴漆。

5　結束語

近幾年來，隨著貫流機組的廣泛應用，定子的工藝技術要求也不斷的更新及提高，雙嶺電站的兩臺定子在端箍及壓指的選材上，采用不銹鋼非磁性材料，更好的提高性能，扼制和減少其端部的漏磁損耗。楔下墊條采用半導體材料，這種工藝與三峽機組使用的波紋彈簧墊比較有些落后，沒有彈性，打槽楔時力度大，對線棒的表面絕緣損壞危險性高，線棒和槽楔的更換困難，機組運行時間長會造成槽楔的松動，建議改進這種做法。

TM306

A

1673-0038（2015）12-0241-02

2015-2-22

李雙全（1987-），男，主要從事水輪發電機組安裝及調試工作。

楚雅嵐（1988-），女，電氣助理工程師，主要從事水輪發電機組安裝及檢修工作。