關于汽輪發電機定子端部繞組松動分析及處理對策

陳世清

(華潤電力湖南有限公司 湖南 郴州 423000)

關于汽輪發電機定子端部繞組松動分析及處理對策

陳世清

(華潤電力湖南有限公司 湖南 郴州 423000)

本文從實際出發，闡述了某電廠600MW汽輪發電機定子繞組端部松動磨損，形成黑色油泥的原因分析、處理對策，徹底解決發電機端部綁扎松動的重大運行安全隱患，保證發電機的安全、健康、穩定運行。

繞組;松動;磨損;油泥;發電機

一、引言

某電廠#2汽輪發電機為東方電機股份有限公司QFSN－655－2－22C型汽輪發電機組，發電機由東方電機有限公司供貨，定子由日本日立公司原裝進口。歷次檢修期間端部檢查發現發電機定子端部絕緣綁扎均有不同程度的松動磨損油泥、定子汽勵兩端鐵心槽口部位有黑色油泥現象，端部模態試驗不合格現象。

二、檢查情況

某電廠#2發電機投產以來2010年第一次檢查性大修及歷次小修對發電機定子繞組汽勵兩端端部檢查發現存在松動磨損，形成黑色油泥現象復查效果不明顯。機組大修抽出轉子對發電機汽勵兩端進一步檢查，還存在類似問題，大修檢查結果如下:1.發現發電機汽、勵兩端端部繞組均有黃粉、黑色油泥;絕緣水管、端部鐵芯也有黑色油泥。2.上層線棒抬出后拆出層間撐環，發現層間撐環上的適形材料有空鼓現象。3.下層線棒發現下層線棒與外綁環未綁扎固定，只靠背部17個支架上的T型螺桿局部拉住，徑向所有線棒大摟綁一次收緊，說明下層線棒徑向綁扎不牢，整體未完全綁扎固定，類似彈性安裝方式，當存在第(2)點問題情況下，在機組共振的作用下端部磨粉會更嚴重。4.發現定子汽勵兩端槽口均有黑色油泥，定子線棒低阻帶、側楔波紋板及鐵心槽壁均黑色有防暈漆層，抬出上層線棒后檢查槽內層間墊條正常，但側楔波紋板有摩擦痕跡，檢查定子上層線棒側面有輕微摩擦痕跡但不嚴重，鐵心槽壁檢查情況良好。下層線棒檢查無硬性質量缺陷。5.模態試驗情況:2010年3月大修汽端發現在95－115HZ范圍內的振動頻率，為100.21HZ;勵端發現存在94－115HZ范圍內的振動頻率，為100.71HZ;振型均為橢圓形。

三、定子端部綁扎松動分析

1.由于發電機密封油的溫度相對較高且直接與氫氣接觸，在機組的長期運行過程中，密封油難免會揮發，而一部分會進入發電機內部，并附著在發電機端部線棒上，使線棒表面形成一層油膜。此種情況是常見的，也是正常的。根據運行經驗，此油膜一般不會對發電機綁繩絕緣固化材料造成明顯的劣化。2.根據#2發電機歷史運行參數分析，發電機在多年運行過程中，參數正常，從未發生過電氣故障，也未發生過密封油大量泄漏進入發電機內部的情況。因此，可以排除由于發電機故障電動力造成端部線圈松動的情況，也可以排除由于大量密封油浸泡引起端部絕緣固化膠劣化的情況。3.發電機在制造過程中端部線圈的綁扎工藝或絕緣固化膠存在一定的缺陷可能是此次綁扎松動的主要原因。發電機在制造過程中，端部線圈在進行綁扎固定時有可能并未固定牢靠，綁扎帶、絕緣墊塊及線棒之間的緊力并未達到工藝規范標準，導致在運行過程中此部分線圈振動較大，經過長周期的運行過程，最終發生綁扎帶斷裂，絕緣墊塊脫落、絕緣磨損、線棒漏水等情況。4.在檢查時還發現日立公司使用的絕緣綁扎帶有未完全固化的現象，綁扎帶有一些偏軟，表面還有一層粘性物質。由此推斷，也可能是因為日方絕緣固化膠的配置存在一定的問題，導致固化材料未能完全固化，綁扎繩偏軟，引起端部振動偏大，造成絕緣磨損。日立公司絕緣固化工藝與東電公司的絕緣固化工藝也存在明顯差別:日立公司使用的是一種類似玻璃絲帶的綁扎材料，采用室溫固化膠，在固化過程中不進行加熱;而東電公司的綁扎材料為滌玻繩，采用的工藝為用環氧膠浸泡滌玻繩，綁扎后進行高溫烘培固化，手包絕緣后用環氧膠涂刷表面，進行高溫烘培固化，端部支撐環安裝后，再次進行高溫烘培固化，一共分三個階段進行烘培固化。從現場情況看，東電公司的固化結果要明顯好于日立公司。但由于日方對于絕緣固化材料的技術保密，這僅僅是一種推斷。5.定子汽勵兩端槽口的黑色油泥，主要來源于線棒低阻帶、半導體側楔波紋板、鐵心槽壁相互間摩擦與發電機進的密封油形成的黑色油泥，根據檢查情況看，黑色油泥的多少并不是線棒磨損的嚴重，而是與進油的多少有關。

四、處理對策

由東方電機有限公司對#2發電機進行綁扎改造。抬出#2發電機上層所有線棒，采用東方發電機廠家新材料、新工藝、新綁扎方式對端部繞組整體綁扎處理，具體方案如下:1.清除汽勵兩端所有綁繩及手包絕緣，抬出上層線棒檢查及絕緣處理，并做單根線棒耐壓試驗合格。2.端部清理后恢復上層線棒，并做上下層整體耐壓試驗合格，更換所有半導體側楔波紋板。3.層間撐環上的適形材料若有空鼓現象幫扎固定就存在間隙，線棒固定不牢，極易引起端部振動大及端部繞組磨粉，要求東電廠家安裝前要對層間適形材料進行篩選。4.更換所有絕緣引水管，整體水壓試驗合格。5.采用東方電機有限公司的新材料、新工藝、新綁扎方式對#2發電機定子兩端端部繞組重新整體綁扎，對勵端環形引線分段加綁處理。6.定子繞組端部重新手包絕緣，進行三次烘培固化。7.按照預防性試驗規程要求對#2發電機進行相關電氣試驗，包括耐壓試驗、手包絕緣電位外移試驗，端部模態等試驗。

五、防范措施及經驗

1.加強對發電機運行參數的監視，尤其是對軸承振動參數的監視，當振動值有加大現象時，應引起重視，及時進行檢查。有條件時，應對發電機解體，對端部絕緣和綁扎情況進行仔細檢查。2.在發電機檢修過程中，如發現有黃粉出現，應引起高度重視，認真查找分析黃粉出現的原因和部位。3.機組投產前和每次大修時對發電機進行端部振型模態試驗是發電機的重要反措項目之一。保證端部橢圓形振動頻率不在94～110Hz范圍內，即遠離50Hz倍頻范圍，可有效防止發電機端部振動，保證發電機組安全運行。4.有條件時，建議安裝發電機端部振動在線監測裝置。目前國內在這方面的研究及設備已經達到國際先進水平。通過測量發電機端部振動的實際值來調整負荷的大小，可以有效避免由于發電機長期在端部振動較大的情況下運行而造成的絕緣損傷，防止發生絕緣事故，保證機組的安全。5.對進口設備和技術不可盲目迷信，部分進口設備或技術并不是完全先進的或可靠的。進口設備和技術在引進后經過國內企業的長期消化和吸收，并進行了部分改進，這些改進使設備和技術更符合國內的相關標準和制度，更適合國內的運行狀況。6.目前國內大型發電機組的端部振動問題日漸突出，三大電機廠出產的大型發電機組都曾出現過端部振動大造成的各種缺陷。因此有必要在檢修過程中加強對振動問題的解決。

六、結論

某電廠在大修期間對2號發電機抬出上層全部線棒處理端部松動磨損問題，采用了東電型綁扎方式進行處理，端部復查情況良好，端部繞組已沒有發現松動和磨損現象。發電機已不存在94－115HZ范圍內振型為橢圓形的振動頻率，處理效果良好。說明東電型綁扎方式的改造是成功的，效果顯著的，建議國內其他同類型機組發電機逐步對日立進口600MW機組定子端部繞組綁扎方式進行改造。

［1］汽輪發電機定子端部綁扎松動的處理，電力安全技術，吳泳超，2011年第1期

陳世清 (1985.08－)，男，電氣工程師，本科，主要從事電力生產技術管理工作。