陳世清

(華潤電力湖南有限公司 湖南 郴州 423000)

關(guān)于汽輪發(fā)電機(jī)定子端部繞組松動(dòng)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(shí)際出發(fā)，闡述了某電廠600MW汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部松動(dòng)磨損，形成黑色油泥的原因分析、處理對策，徹底解決發(fā)電機(jī)端部綁扎松動(dòng)的重大運(yùn)行安全隱患，保證發(fā)電機(jī)的安全、健康、穩(wěn)定運(yùn)行。

繞組;松動(dòng);磨損;油泥;發(fā)電機(jī)

一、引言

某電廠#2汽輪發(fā)電機(jī)為東方電機(jī)股份有限公司QFSN－655－2－22C型汽輪發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)由東方電機(jī)有限公司供貨，定子由日本日立公司原裝進(jìn)口。歷次檢修期間端部檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子端部絕緣綁扎均有不同程度的松動(dòng)磨損油泥、定子汽勵(lì)兩端鐵心槽口部位有黑色油泥現(xiàn)象，端部模態(tài)試驗(yàn)不合格現(xiàn)象。

二、檢查情況

某電廠#2發(fā)電機(jī)投產(chǎn)以來2010年第一次檢查性大修及歷次小修對發(fā)電機(jī)定子繞組汽勵(lì)兩端端部檢查發(fā)現(xiàn)存在松動(dòng)磨損，形成黑色油泥現(xiàn)象復(fù)查效果不明顯。機(jī)組大修抽出轉(zhuǎn)子對發(fā)電機(jī)汽勵(lì)兩端進(jìn)一步檢查，還存在類似問題，大修檢查結(jié)果如下:1.發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)汽、勵(lì)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(huán)，發(fā)現(xiàn)層間撐環(huán)上的適形材料有空鼓現(xiàn)象。3.下層線棒發(fā)現(xiàn)下層線棒與外綁環(huán)未綁扎固定，只靠背部17個(gè)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(dāng)存在第(2)點(diǎn)問題情況下，在機(jī)組共振的作用下端部磨粉會(huì)更嚴(yán)重。4.發(fā)現(xiàn)定子汽勵(lì)兩端槽口均有黑色油泥，定子線棒低阻帶、側(cè)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(nèi)層間墊條正常，但側(cè)楔波紋板有摩擦痕跡，檢查定子上層線棒側(cè)面有輕微摩擦痕跡但不嚴(yán)重，鐵心槽壁檢查情況良好。下層線棒檢查無硬性質(zhì)量缺陷。5.模態(tài)試驗(yàn)情況:2010年3月大修汽端發(fā)現(xiàn)在95－115HZ范圍內(nèi)的振動(dòng)頻率，為100.21HZ;勵(lì)端發(fā)現(xiàn)存在94－115HZ范圍內(nèi)的振動(dòng)頻率，為100.71HZ;振型均為橢圓形。

三、定子端部綁扎松動(dòng)分析

1.由于發(fā)電機(jī)密封油的溫度相對較高且直接與氫氣接觸，在機(jī)組的長期運(yùn)行過程中，密封油難免會(huì)揮發(fā)，而一部分會(huì)進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部，并附著在發(fā)電機(jī)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(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，此油膜一般不會(huì)對發(fā)電機(jī)綁繩絕緣固化材料造成明顯的劣化。2.根據(jù)#2發(fā)電機(jī)歷史運(yùn)行參數(shù)分析，發(fā)電機(jī)在多年運(yùn)行過程中，參數(shù)正常，從未發(fā)生過電氣故障，也未發(fā)生過密封油大量泄漏進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部的情況。因此，可以排除由于發(fā)電機(jī)故障電動(dòng)力造成端部線圈松動(dòng)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(fā)電機(jī)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(dòng)的主要原因。發(fā)電機(jī)在制造過程中，端部線圈在進(jìn)行綁扎固定時(shí)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(dá)到工藝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在運(yùn)行過程中此部分線圈振動(dòng)較大，經(jīng)過長周期的運(yùn)行過程，最終發(fā)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(shí)還發(fā)現(xiàn)日立公司使用的絕緣綁扎帶有未完全固化的現(xiàn)象，綁扎帶有一些偏軟，表面還有一層粘性物質(zhì)。由此推斷，也可能是因?yàn)槿辗浇^緣固化膠的配置存在一定的問題，導(dǎo)致固化材料未能完全固化，綁扎繩偏軟，引起端部振動(dòng)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(jìn)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(huán)氧膠浸泡滌玻繩，綁扎后進(jìn)行高溫烘培固化，手包絕緣后用環(huán)氧膠涂刷表面，進(jìn)行高溫烘培固化，端部支撐環(huán)安裝后，再次進(jìn)行高溫烘培固化，一共分三個(gè)階段進(jìn)行烘培固化。從現(xiàn)場情況看，東電公司的固化結(jié)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(shù)保密，這僅僅是一種推斷。5.定子汽勵(lì)兩端槽口的黑色油泥，主要來源于線棒低阻帶、半導(dǎo)體側(cè)楔波紋板、鐵心槽壁相互間摩擦與發(fā)電機(jī)進(jìn)的密封油形成的黑色油泥，根據(jù)檢查情況看，黑色油泥的多少并不是線棒磨損的嚴(yán)重，而是與進(jìn)油的多少有關(guān)。

四、處理對策

由東方電機(jī)有限公司對#2發(fā)電機(jī)進(jìn)行綁扎改造。抬出#2發(fā)電機(jī)上層所有線棒，采用東方發(fā)電機(jī)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(lì)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(yàn)合格。2.端部清理后恢復(fù)上層線棒，并做上下層整體耐壓試驗(yàn)合格，更換所有半導(dǎo)體側(cè)楔波紋板。3.層間撐環(huán)上的適形材料若有空鼓現(xiàn)象幫扎固定就存在間隙，線棒固定不牢，極易引起端部振動(dòng)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(jìn)行篩選。4.更換所有絕緣引水管，整體水壓試驗(yàn)合格。5.采用東方電機(jī)有限公司的新材料、新工藝、新綁扎方式對#2發(fā)電機(jī)定子兩端端部繞組重新整體綁扎，對勵(lì)端環(huán)形引線分段加綁處理。6.定子繞組端部重新手包絕緣，進(jìn)行三次烘培固化。7.按照預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程要求對#2發(fā)電機(jī)進(jìn)行相關(guān)電氣試驗(yàn)，包括耐壓試驗(yàn)、手包絕緣電位外移試驗(yàn)，端部模態(tài)等試驗(yàn)。

五、防范措施及經(jīng)驗(yàn)

1.加強(qiáng)對發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視，尤其是對軸承振動(dòng)參數(shù)的監(jiān)視，當(dāng)振動(dòng)值有加大現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)引起重視，及時(shí)進(jìn)行檢查。有條件時(shí)，應(yīng)對發(fā)電機(jī)解體，對端部絕緣和綁扎情況進(jìn)行仔細(xì)檢查。2.在發(fā)電機(jī)檢修過程中，如發(fā)現(xiàn)有黃粉出現(xiàn)，應(yīng)引起高度重視，認(rèn)真查找分析黃粉出現(xiàn)的原因和部位。3.機(jī)組投產(chǎn)前和每次大修時(shí)對發(fā)電機(jī)進(jìn)行端部振型模態(tài)試驗(yàn)是發(fā)電機(jī)的重要反措項(xiàng)目之一。保證端部橢圓形振動(dòng)頻率不在94～110Hz范圍內(nèi)，即遠(yuǎn)離50Hz倍頻范圍，可有效防止發(fā)電機(jī)端部振動(dòng)，保證發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行。4.有條件時(shí)，建議安裝發(fā)電機(jī)端部振動(dòng)在線監(jiān)測裝置。目前國內(nèi)在這方面的研究及設(shè)備已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。通過測量發(fā)電機(jī)端部振動(dòng)的實(shí)際值來調(diào)整負(fù)荷的大小，可以有效避免由于發(fā)電機(jī)長期在端部振動(dòng)較大的情況下運(yùn)行而造成的絕緣損傷，防止發(fā)生絕緣事故，保證機(jī)組的安全。5.對進(jìn)口設(shè)備和技術(shù)不可盲目迷信，部分進(jìn)口設(shè)備或技術(shù)并不是完全先進(jìn)的或可靠的。進(jìn)口設(shè)備和技術(shù)在引進(jìn)后經(jīng)過國內(nèi)企業(yè)的長期消化和吸收，并進(jìn)行了部分改進(jìn)，這些改進(jìn)使設(shè)備和技術(shù)更符合國內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和制度，更適合國內(nèi)的運(yùn)行狀況。6.目前國內(nèi)大型發(fā)電機(jī)組的端部振動(dòng)問題日漸突出，三大電機(jī)廠出產(chǎn)的大型發(fā)電機(jī)組都曾出現(xiàn)過端部振動(dòng)大造成的各種缺陷。因此有必要在檢修過程中加強(qiáng)對振動(dòng)問題的解決。

六、結(jié)論

某電廠在大修期間對2號發(fā)電機(jī)抬出上層全部線棒處理端部松動(dòng)磨損問題，采用了東電型綁扎方式進(jìn)行處理，端部復(fù)查情況良好，端部繞組已沒有發(fā)現(xiàn)松動(dòng)和磨損現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)已不存在94－115HZ范圍內(nèi)振型為橢圓形的振動(dòng)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(nèi)其他同類型機(jī)組發(fā)電機(jī)逐步對日立進(jìn)口600MW機(jī)組定子端部繞組綁扎方式進(jìn)行改造。

［1］汽輪發(fā)電機(jī)定子端部綁扎松動(dòng)的處理，電力安全技術(shù)，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(chǎn)技術(shù)管理工作。