發電機定子槽楔松動原因分析及處理

摘?要：大型發電機在長期運行過程中，定子線棒承受較大的電磁力，定子槽楔松動會引起定子線棒的劇烈振動，長期運行將破壞線棒主絕緣，嚴重危害機組安全穩定運行。本文針對鄒縣發電廠1號發電機定子槽楔松動原因進行分析，簡述處理方法及過程，為同類型機組提供了參考。

關鍵詞：定子槽楔;波紋板;電腐蝕

鄒縣發電廠1號機組1985年投產發電，發電機產自上海發電機廠，型號QFS-335-2，共54槽，原有功功率300MW，2002年經增容改造，現功率335MW，增容改造期間更換發電機定子槽楔、波紋板、楔下墊條，改造后效果良好。2012年機組大修，測量波紋板峰谷差，結果良好，槽楔無松動。后經兩次延壽，#1機組運行壽命延至2026年。2019年3月#1機組大修期間，檢查測量定子槽楔波紋板峰谷差約一半超過1.0mm，以小錘敲擊，存在空洞聲。且運行期間汽側南端定子絕緣引水管在高負荷時存在肉眼可見的振動，判斷定子槽楔松動。

1?定子槽楔松動原因分析

槽楔與線槽之間采用波紋板連接，槽楔下表面始終受到一個彈力作用，在運行過程中，依靠波紋板的伸縮性使定子槽楔保持在緊固狀態[1]。隨著機組的長期運行，受電磁力、機械振動、主絕緣材料的熱脹冷縮等影響，波紋板彈性下降，波紋板施加在槽楔上的作用力變小，無法使槽楔處于緊固狀態，外在表現即槽楔松動，嚴重時會發生槽楔脫落。檢測方法可人工敲擊槽楔，憑聽到的聲音和手指感覺到振動作為判斷依據，但此方法存在較大的主觀性[2]。也可通過槽楔上事先打好的測量孔測量槽楔下波紋板的波峰與波谷之間的高度差，以此判斷槽楔的松動程度。峰谷差值應不大于1mm。

2?定子槽楔松動的危害

2.1?損害定子線棒主絕緣

定子槽楔松動會導致槽楔位移甚至脫落，會劃傷定、轉子絕緣，破壞定子主絕緣，同時線槽內線棒無法固定，在運行過程線棒發生振動產生機械磨損，主絕緣厚度磨損變薄，絕緣電阻降低，主絕緣電氣強度越來越低，擊穿定子主絕緣的概率越來越大，最終發生短路[3]。

2.2?堵塞定子通風孔

槽楔松動會導致楔下墊條發生位移，堵塞定子通風孔。由此導致運行中發電機定子線棒通風效果差，無法及時散熱，線棒溫度異常升高，破壞定子線棒絕緣。

2.3?引起電腐蝕

槽楔松動導致定子線棒松動，線棒表面和線槽產生電容性放電（此處指防暈層與槽壁之間發生的外腐蝕），局部放電產生的電子會對定子線棒表面產生熱和機械的作用，同時局部放電電離空氣產生臭氧，臭氧和氮氣發生化學反應生成氮氧化物，氮氧化物和水生成硝酸和亞硝酸，生成的硝酸會腐蝕線棒的防暈層、主絕緣、槽楔，腐蝕嚴重時防暈層變酥脫落，主絕緣外漏，出現麻坑[4]。

3?定子槽楔松動的處理

鄒縣電廠#1機組2019年3月大修期間測量發電機定子槽楔波紋板數據，共計557塊帶測量孔的槽楔波紋板峰谷差超標，超過總量的一半。檢查發現槽楔及線棒腐蝕現象并不嚴重，經各方討論，對超標部位共計1063塊槽楔更換波紋板、楔下墊條（其中關門槽楔71塊）。

3.1?退出槽楔

（1）對整個定子膛鐵芯壁進行清掃，根據測量數據對松動的定子槽楔編號標記。（2）鑿斷關門槽楔綁繩，然后退下關門槽楔、氣隙隔板，從外向里依次退出。使用木錘敲擊、退出松動槽楔后，取出波紋板、楔下墊條。退出槽楔時做好對鐵芯、內部線棒的保護。（3）退出槽楔后檢查定子繞組外觀，檢查內部線棒電腐蝕情況、半導體漆是否脫落。（4）檢查鐵芯有無無銹斑、油垢，對銹斑采用金屬刷子刷掉。檢查鐵芯有無短路過熱現象。使用壓縮空氣清掃定子膛。（5）為防止槽楔退出后頂部線棒下墜脫落，頂部槽楔未整槽全部退出。（6）因退出槽楔較多，為防止堵塞通風孔，隔90°留一槽暫不退出槽楔，以作定位使用，待其余位置打入槽楔后再行處理。（7）因在運行過程中發電機汽側南端定子絕緣引水管在高負荷時振動，對汽側#1-#6、#49-#54槽槽楔波紋板做全部更換處理。

3.2?安裝槽楔

（1）槽楔從里向外依次是保護墊條（緊貼線棒表面）、調節墊條、波紋墊條、槽楔。調節墊條之間的接頭處不重疊亦不間斷。（2）安裝過程中檢查槽楔的壓緊量，符合波紋板峰谷差不超過1.0mm，但不等于零;每槽定子槽楔連續松動數量不超過3根、關門槽楔無松動的標準要求。打槽楔分兩組，由定子膛中間向兩端發展。（3）固定氣隙隔板，槽楔端部用浸泡環氧的毛氈包裹絕緣塊擋住，使用浸了環氧的脫蠟玻璃絲帶綁扎固定。（4）待環氧固化后清理清理定子膛，噴涂8037絕緣漆。

3.3?定子槽楔檢查標準

（1）定子全面清理，無異物。（2）槽楔表面應清潔，無油垢和灰塵等臟物，無過熱變色、龜裂和黃粉等現象。（3）關門槽楔正齒檔應緊，階梯檔不考核，但要扎牢于端部線棒上，不得松動外移、凸起等，綁扎無破損。（4）檢查槽楔緊固，符合波紋板峰谷差不超過1.0mm，但不等于零。

3.4?處理后試驗

（1）槽楔安裝完成后復測槽楔波紋板峰谷差數據，符合標準。（2）槽楔安裝完成后進行，對發電機定子測量定子絕緣電阻;分相進行2.5Un?直流耐壓試驗，測量泄漏電流;施加1.5Un、1min?的工頻交流耐電壓試驗。符合標準。（3）進行ELCED鐵損試驗，未發現鐵芯過熱部位。（4）測量定子槽部線圈防暈層對地電位，測量繞組表面對地電壓值≤10V;探測槽無放電現象。

4?結語

更換定子槽楔后，鄒縣發電廠#1機組發電機定子線棒得到緊固，經過168小時滿負荷運行測試，汽側南端定子絕緣引水管振動消失，定子線棒溫升正常，改造后效果良好。更換槽楔波紋板有效的提高了定子線棒的防腐防電功能，使發電機能夠更好的安全穩定運行。通過對制造工藝、安裝質量、松動處理及刷涂羊毛氈等技術的應用，為其他同類型機組的定子槽楔處理提供了參考，積累了經驗。

參考文獻：

[1]彭翔，賈志東，王黎明，關志成，程星鑫，王天正.大型發電機定子槽楔松動研究及檢測[J].中國電機工程學報，2007（30）：9-14.

[2]馬小芹，蒲工，盧偉勝，項添春，謝恒堃.大型發電機定子槽楔松動的聲檢測研究[J].中國電力，2003（01）：28-31.

[3]陳強，趙磊.發電機定子槽楔移動原因分析及處理[J].水電站機電技術，2017，40（01）：54-57.

[4]電機工程手冊[M].機械工業出版社，機械工程手冊編輯委員會，電機工程手冊編輯委員會編，1996.

作者簡介：武順（1983-），本科，助理工程師，從事火電廠集控運行管理工作。