凌津灘一號機定子改造的工藝技術

靳濤，于久清

（哈爾濱電機廠有限責任公司 制造工藝部，哈爾濱 150040）

0 引言

凌津灘電站地處湖南桃源縣，共裝機9 臺，單機容量30MW，其中1#～5#為日本制造，6#～9#為哈爾濱電機廠有限公司制造。2011 年電廠檢修時發現日本生產的機組定子槽底墊條有不同程度的溢出現象，嚴重影響到機組的安全運行，電廠決定在2011 年底到2012 年初的枯水期進行改造，經多方論證，對于1#機須進行拆除鐵心處理。

1 發電機定子吊出后檢查結果

發電機定子吊出機坑，放在安裝間平臺，調平后進行全面檢查，檢查結果如下：1）定子拉桿無松動現象；2）非驅動端齒壓板松動有位移，壓指偏離沖片齒部中心，最大6mm；3）鐵心局部松動，局部有翹曲現象；4）線棒個別松動；5）圓度超差1mm，圓周呈梅花狀；6）鐵心長度變化很??；7）鐵心槽底大部分絕緣墊條溢出；8）槽楔多數松動。

2 原因分析

根據上述檢查結果分析，應該有以下幾種原因：

1）機組設計結構不合理；2）安裝質量存在問題；3）機組在長期運行中，受振動、磁拉力、不規則機械力和啟停機溫度的變化等的影響。

3 發電機定子改造后要求

1）對齒壓板進行固定，不允許機組運行時發生滑動；2）鐵心加強預緊力，確保鐵心緊度，以減小機組的振動和噪聲；3）拆除定子線圈，重新嵌線，確保槽底墊條不能溢出。

4 工藝技術

4.1 齒壓板的固定

齒壓板在機組運行過程中松動是一個很危險的信號，因為機組運行過程中齒壓板的移動是不容易被發現的，當齒壓板偏離后，壓指的正向壓力不能全部傳給鐵心，即傳力不能通過沖片齒部中心，螺桿的壓緊力不能通過壓指全部傳給鐵心。長期運行中鐵心就會松動。另外齒壓板壓指偏離超過鐵心槽側邊時會接觸線棒主絕緣，機組運行線棒有一定的震動，從而壓指會磨削線棒主絕緣，長期運行線棒會有破壓危險。因此齒壓板不能移動。

國內生產的機組齒壓板很少有移動現象，主要是結構有所不同，其一般有兩種形式：一種是穿心螺桿結構，其齒壓板中間有穿心螺桿孔；另一種就是沒有穿心螺桿孔。驅動端大部分采用大齒壓板結構，即大環板上面焊接壓指，也有小齒壓板結構，如洪江機組。在這里有必要描述一下大、小齒壓板的不同之處：大齒壓板加工方便，整體剛性好，因為大齒壓板與定子機座是一體的，其在加工機座各環板同時完成，故整體平度好，鐵心裝配時波浪度容易控制，且便于安裝，目前國內生產機組多為此種結構。小齒壓板結構，即為驅動端和非驅動端結構基本相同，將大齒壓板分成多塊小齒壓板，從加工角度講并不困難，但安裝卻復雜很多，主要是固定不好解決，平度調整困難，整體性不好。國內生產的齒壓板一般有兩個光孔和兩個螺孔，光孔用于螺桿把緊鐵心，螺孔用于頂絲調整壓板受力和平度，頂絲頂在機座環板的加強環上點接觸，尖點受力相當大，移動性不好。而日本生產的齒壓板，一般沒有頂絲孔，齒壓板外部直接用平面壓在機座環板上，顯然不能定位，移動性比較好，凌津灘的齒壓板就是這種結構。這種結構確實與鐵心連成了整體，鐵心移動隨之移動，但凌津灘的齒壓板沒有周向固定，機組運行時移動偏離鐵心，不能正確傳送鐵心壓緊力。因此需要在周向采取固定措施，解決的方法是測量相鄰齒壓板間距做好記錄，實配間隔塊，寬度小于實測間隙0.5 mm，長度不能超過環板內徑，固定可采用焊接方式，將各個間隔塊焊在每個齒壓板的同一側。這里存在一個問題，作為生產廠家是無法提供準確間隔塊尺寸的，因為存在裝配誤差，相鄰齒壓板的間隙是不等的，必須實配。對于安裝來講，應該鐵心裝配完配裝間隔塊。

4.2 加強鐵心緊度

一般機組運行幾年后都會松動，翹曲的程度與機組設計結構有關。過去老式機組大部分為死筋結構，所謂死筋結構即為托快先焊接在定位筋上，然后在焊接在環板上，沖片與定位筋之間理論上存在0.5 mm 間隙，但在裝壓過程中不容易控制，所以這種結構容易引起鐵心翹曲。1988 年在羅平縣魯布革機組定子裝配定位筋采用德國西門子公司結構，改為活定位筋，亦即今天活筋結構，基本解決了鐵心翹曲問題，但有些機組在長期運行中由于受力復雜，仍然存在一定的翹曲情況，所以若要完全解決翹曲問題仍需研究。凌津灘機組不是活筋結構，由于直徑較小，加之自然狀況水溫較高，翹曲不太嚴重，故無需處理。松動是電機長期運行的隱患，必須處理，處理方法是用風扳機沿同一方向逐漸把緊，把緊前后做好記錄，以便于后續的分析和總結。經過把緊鐵心，長度縮短約2 mm，還是有一定效果的。把緊鐵心需要的預緊力一般不超過圖紙要求的1.2 倍。

4.3 拆除線圈及嵌線

實踐中證明哈爾濱電機廠有限責任公司生產的6#～9#機槽內結構是可靠的，本次改造也是采用該公司的槽內結構，將日本產品原有結構廢除，將線圈全部拆除后整體檢查。

線棒首先表觀檢查，不能有磕碰硬傷，其次對外觀質量好的線圈進行耐壓試驗。一般機組運行不超過20 年均采用1.5Un 耐壓試驗，最低不允許小于1.3Un。經過上述檢查合格后方可回用，否則就需要更新線圈。

下線前要測量槽電位，槽電位是指線棒嵌入線槽后，在額定相壓下，線棒絕緣表面與鐵心槽間的電位差，槽電位是衡量定子線棒與鐵心之間接觸好壞的重要指標，槽電位越低越好，最初是為了消除鐵心與線棒之間間隙降低槽電位，用半導體墊條填充，國標要求不高于10 V，現在國標規定不高于5 V，哈爾濱電機廠有限責任公司現在的處理工藝一般都低于1 V，遠遠低于國標。槽電位過高對機組絕緣壽命會大大降低，嚴重時會放電，產生火花，導致電腐蝕，破壞線圈表面主絕緣。

下線采用專用安裝守則、絕緣規范等工藝文件安裝，裝配后各項指標均滿足標書要求。

5 結語

我國在20 世紀60 年代和70 年代投入運行的老機組較多，還需要改造更新。尚待解決的問題主要體現在以下幾點：1）機組長期運行定子鐵心松動；2）線圈絕緣老化；3）振動大、噪聲大；4）增容改造等。凌津灘機組的改造是成功的，齒壓板得到了穩固的定位，為機組長期運行消除了隱患，為今后類似結構機組提供了技術幫助。我們應該以此機組的改造為借鑒，做好技術儲備工作。在此基礎上，可以改造一些其它類型的機組。也可以將先進的工藝技術應用到新建的機組上。