水輪發(fā)電機的定子安裝及改造工藝分析

劉靜蘭 魏仁春

(丹江口水力發(fā)電廠,湖北丹江口 442700)

水輪發(fā)電機的定子安裝及改造工藝分析

劉靜蘭 魏仁春

(丹江口水力發(fā)電廠,湖北丹江口 442700)

定子是發(fā)電機的固定部件,是水輪發(fā)電機重要的組成部分之一,其主要作用為產生旋轉磁場,進而保證發(fā)電機組能夠高效正常的運行。通過對丹江口水力發(fā)電廠水輪發(fā)電機定子安裝中存在的問題進行探討,并提出相應的改造工藝策略,以此為今后的工作提出幫助。

水輪發(fā)電機 定子安裝 改造工藝

水輪發(fā)電機定子主要由機座、定子鐵芯、定子繞組等部分組成，其主要作用是：承受定子自重、上部機架以及裝置在上機架上的其他部件的重量、電磁扭矩和不平衡磁拉力、繞組短路時的切向剪力等，必須具有足夠強度，剛度，以抵抗和滿足運行中出現(xiàn)的應力和應變。隨著我國水電事業(yè)的發(fā)展，水輪發(fā)電機中的定子安裝工藝也有了較大的提升，通過對丹江口水力發(fā)電廠水輪發(fā)電機的定子安裝特點及其改造工藝進行探討，僅供參考。

1 定子結構及安裝特點

水輪發(fā)電機定子機座主要采用鋼板焊接結構，其通常是由機座壁、上、中、下水平環(huán)板、支撐鋼管、通風口、加強筋和基礎板等元件共同構成的剛性結構。其內側壁的主要作用為固定定子繞組和定子鐵芯，外側壁的主要作用為承載軸向荷重，并且6分瓣式結構通過在工地上運用小合縫板進行預裝及組圓焊接，這樣就可以確保組裝焊接工作的順利進行。定子鐵芯是由扇形沖片、通風槽片、拉緊螺桿、上下齒壓板、定位筋及托板等裝配而成。定子鐵芯是固定定子線圈及構成電機磁通回路的重要部件，對于保證水輪發(fā)電機運行時的穩(wěn)定性具有重要作用。定子繞組為三相雙層分數(shù)槽波繞組，定子鐵芯與定子線棒相互結合，使定子線棒在槽內固定。如圖1所示。

定子繞組安裝特點：將定子機座送至安裝現(xiàn)場，在組圓前，首先要檢查合面間隙，以0.05mm塞尺不能插進為合格標準，定子機座的高程和水平的調整通過高程螺桿進行調節(jié)。接著確定定子機座在組圓后其定位筋分布的中心線，方法為使用鉛錘鋼琴線法測量場內裝焊所需的定位筋的垂直度及絕對半徑，定位筋的半徑測量偏差在(6395-0.30)mm之內，垂直高度測量偏差在0.05mm/m內，最后焊接定子機座定位筋。

定子鐵芯安裝特點：首先要安裝下齒壓板，通過對下齒壓板外圓的調整頂絲，調節(jié)壓指內圓側的高度使其高于外圓側6.4mm，允許的高度誤差為1.32±0.13mm.其次定子鐵芯疊裝，疊裝前檢查定子硅鋼片及通風槽片的外觀質量。采用逆時針螺旋上升的疊裝方法，在疊裝時，為了減少定位筋與硅鋼片之間的摩擦力，可以在定位筋的表面涂些二硫化鉬，疊裝后需要將定子鐵芯進行壓緊。

圖1 水輪發(fā)電機的組成示意圖

定子線棒安裝特點：在下線前首先對定子鐵芯槽進行處理，可以在鐵芯的硅鋼片齒部涂抹環(huán)氧樹脂膠，待樹脂膠固化后，再對鐵芯槽進行打磨，打磨后噴半導體漆并標注槽號，防止在施工時出現(xiàn)漏放及錯放定子線棒。線棒在放入后要采用銅焊機進行焊接及絕緣處理，采用三組份環(huán)氧膠進行絕緣。

2 水輪發(fā)電機定子改造工藝

鑒于目前我國還沒有制定關于此項制度的相關法律制度，可由全國人大或者國務院盡快制定出臺有關的法律或者行政法規(guī)以徹底解決推行政府雇員制過程中無法可依的窘境。法律或行政法規(guī)要對此項制度的適用條件、范圍、雇員之權利義務，以及雇員被聘用、考核和晉升之標準和程序做出具體規(guī)定，實現(xiàn)全國一盤棋的統(tǒng)一制度，同時還要將事關勞動、社會保險等方面的事宜一并規(guī)范，以切實保障雇員之權益。

隨著科學技術的進步，發(fā)電機的總體結構由于受當時技術條件的影響，在設計上也存在一定的問題，致使發(fā)電機的工作效率下降。比如機組的長時間運行，致使定子表面積有大量的油污、粉塵，使定子表面絕緣層發(fā)生腐蝕;比如定子鐵芯采用大齒壓板的結構形式，降低了鐵芯的波浪度，造成定子鐵芯的各個部分受壓不均勻等。針對上述問題，為了使水輪發(fā)電機的定子能夠更好的滿足技術需求，主要采取的改進措施有：更換水輪發(fā)電機的定子鐵芯及其附件、更換水輪發(fā)電機的定子機座及更換定子線圈及其附件。

改造后的定子機座由鋼板焊接而成，具有足夠的強度與剛度，能保證與原有的水輪發(fā)電機部件進行完美的銜接與配合，比如上機架、基礎板、空氣冷卻器等。改造后的水輪發(fā)電機定子鐵芯及線圈結構采取了新的絕緣方法，絕緣等級顯著上升，并實施了防止定子鐵芯及線圈松動的方案，保證了水輪發(fā)電機的高度可靠性及優(yōu)良性能。比如定子鐵芯的改造，定子鐵芯使用不老化、低損耗及高導磁的優(yōu)質冷軋硅鋼片沖制而成，并在鐵芯兩面涂刷硅鋼片漆;為了保證鐵芯的受壓均勻，鐵芯上壓板采用小齒壓板及四螺孔聯(lián)合結構，鐵芯下壓板采用大齒壓板結構;鐵芯、定位筋及托塊之間留有一定空隙，防止鐵芯由于過度的熱膨脹力而產生擠壓效應等。比如定子線圈的改造，定子線圈升高絕緣系統(tǒng)，使整個水輪發(fā)電機組的承載能力大約提升20%，并使用熱模壓下工藝成型技術，同時進行防暈處理，大大增強了電氣性能;定子繞組是條形的波繞組，并應用小于360°的換位方式來減小環(huán)流的損耗;定子繞組的引線連接及并頭采用中頻銀焊接工藝技術，在一定范圍內提升了焊接性能;定子線棒槽內固定方式改變，改用彈性波紋板及槽楔，并用具有導電性能的玻璃板代替適性氈，加強了槽內的固定牢靠度，保證了定子線棒的長期穩(wěn)定運行。

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因此，通過以上分析可知不同的數(shù)據(jù)能夠從不同的維度衡量開源項目的相應指標，由此我們可以得出一種由以上四種成功關鍵因素共同構成開源軟件成功度量方法，針對當前數(shù)據(jù)集，計算公式如式(2)：

3 結語

通過對水輪發(fā)電機定子工藝改造，我們不難看出，新工藝的采用在一定程度上提高了水輪發(fā)電機的現(xiàn)場安裝質量，同時也保證水輪發(fā)電機定子工作的規(guī)范性及高效性。水輪發(fā)電機定子安裝改造工藝對于提升其市場競爭力，降低其生產制造成本具有積極而又深遠的意義，值得在以后的實際工作中進一步予以驗證及完善。

[1]王同云.試論水輪發(fā)電機定子安裝運行問題[J].科技資訊,2013(23)：124+126.

[2]李景玉.麻石一號機定子改造的工藝技術[J].上海大中型電機,2012(2)：18-19+23.

[3]王曉波.水輪發(fā)電機定子機座結構與加工工藝探討[J].科技風,2012(19)：47.

[4]李陳新,王益民.大型水輪發(fā)電機定子繞組安裝新工藝淺析[J].湖北水力發(fā)電,2001(1)：33-35.

劉靜蘭(1978—),女,工程師,本科,主要從事水輪發(fā)電機機械設備技術檢修維護工作。