TAKS668MW汽轮发电机定子绕组现场重绕施工

曹凤波　詹志远

摘 要：在电厂进行发电机定子绕组重绕可以节约运输费用、缩短修复周期。但电厂不具备制造厂的工艺设施等条件，不便于施工作业，所以在电厂进行发电机定子绕组重绕，必须制定适合于现场条件的工艺方案及施工要求，使施工质量达到设计要求。针对TAKS 668MW汽轮发电机定子绕组固定结构特点制定了现场条件定子绕组重绕工艺方案及施工要求，运行验证制定工艺方案及施工要求达到预期目的。得出这种支架绑环端部结构形式的发电机定子绕组在现场进行定子绕组重绕能够达到施工质量要求。

关键词：发电机；定子绕组；重绕

中图分类号：TM311 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）15-0092-04

Abstract： Rewinding of generator stator winding in power plant can save transportation cost and shorten repair period. However， the power plant does not have the conditions such as manufacturing facilities， so it is not convenient for construction， and the generator stator winding rewinding in the power plant must be made suitable to the site conditions of the process plan and construction requirements， so that the construction quality meets requirements for the design. According to the fixed structure characteristics of stator windings of TAKS 668MW turbogenerator， the process scheme and construction requirements of stator winding rewinding under field conditions are formulated， and the operation verification and construction requirements are achieved. It is concluded that the stator winding and rewinding of the generator stator winding in the field can meet the requirements for construction quality.

Keywords： generator； stator winding； rewinding

前言

浙江某電厂的TAKS 668MW汽轮发电机为日本东芝制造，机组整机进口，已有近10年的运行经历。逐渐出现了定子绕组冷却水中含氢量超标现象，且随着时间推移愈发严重。经拆解检查，问题原因是发电机定子线棒水盒接头部分的焊接质量不佳，致使密封结构中存在气隙及杂质，在冷却水的环境中形成电化学腐蚀条件，逐步腐蚀扩张形成泄漏通路[1]。由于泄漏位置发生较多，未出现泄漏的线棒也普遍存在先期征兆，所以业主决定更换全台份定子线棒，进行定子绕组重绕。

该发电机定子端部采用支架绑扎结构[2]，可以在电厂进行发电机定子绕组重绕，但电厂不具备制造厂的工艺设施等条件，不便于施工作业，定子也不能从基础上拆出，用滚动支架支撑进行滚动施工作业，如果操作不当，将会造成定子线棒在槽内固定不牢或端部固定绑扎松散，带来端部整体振型及响应比不合格问题[3-15]，所以针对TAKS 668MW汽轮发电机定子绕组固定结构特点制定了现场条件定子绕组重绕工艺方案及施工要求，以期定子绕组重绕能够达到预期的施工质量要求。

1 施工前准备工作

检查所有线棒有无破损情况，按电气试验项目进行检验，剔除不合格产品。核对所有绝缘加工件是否齐全，检查消耗性材料是否齐全，检查回装用工具是否齐备。

2 施工步骤

2.1 拆除步骤

拆除槽口块，拆除槽楔。拆除端部内撑环，拆除压板及风区挡板。将两侧内撑环取出，拆除绝缘盒，取下两侧连接水管，注意拆卸过程中严禁损坏螺纹及水管，拆后用白布将水管及螺纹保护好。铲除两端渐开线绑绳，剔除槽口块，线圈间隔块。剔除过程中不许损伤绝缘。拆除上层线棒，拆除过程中，用力要均匀，防止线棒损坏。拆除层间环，剔除下层绑绳及槽口块。拆除下层线棒。

2.2 清理检查步骤

定子用JF-41、酒精、白布等进行全面清理。进行铁损试验，合格后进行后续工作，否则需要进行铁心绝缘修复处理，再次进行铁损试验，直到合格后进行后续工作。

2.3 定子下层线棒回装步骤

首先试下线棒，从合适位置槽开始，下入二根下层线棒，一根上层线棒，调整好两端长度，对正节距，槽内固定，测量线棒与绑环的间隙，根据线棒与三道绑环的不同间隙配垫适形材料，压缩量达到40%-60%。确定好槽口块绑扎位置，并做标尺模板。每下一根线棒前检查线棒表面不应有多余的物品，下层线棒槽口块按标尺模板定位，槽口块与线棒间加适型材料用φ2浸胶涤玻绳绑扎。

用吸尘器吸净槽内后，再垫好垫条，槽底垫条采用预制好的中温固化适形材料，每槽底垫1层，在实际操作中每下一个线棒垫一个槽，槽底绝缘厚度均匀，加通长适形毡，无打褶卷曲现象。下到槽内线棒的轴向位置合适，与槽内中心线对齐，每根线棒在槽内分六处用木楔压紧，即两端槽口各一处，中间均布四处，压紧顺序是从中间开始向两端对称进行。对定子上半圆周的所有线棒均要用下线千斤顶顶到位后，再用木楔压紧。端部用节距木块定位节距；每下一根线棒，将汽励两端侧面垫条插入，所塞侧面垫条方向必须严格按照图纸安装（按照转子旋转方向，首先进入边为准，从励侧看，转子的旋转方向为逆时针），在线棒直线段分四段靠近木楔处插入侧面垫条，保证线棒与槽侧壁靠紧，然后将木楔打紧；槽底有测温元件的，线棒固定后，检查测温元件，保证测温元件完好；按拆前方式绑扎，间隔块及绑绳工艺要求必须垫紧绑牢，间隔块两侧有浸胶适形毡，保证有足够的压缩量，30%～50%。

下线的方向以所下的第一根线棒为基准顺着线棒端部拐角方向依次进行下线工作，工作见图1，直至最后一根线棒下线完毕。下线时，工作人员应服从命令听指挥，首先将所下线棒轻轻抬起，注意抬线棒直线部位，工作人员用力要一致，不要弯折，以免损伤线棒，在下线工作负责人的统一指挥下，缓慢进入定子膛内，注意进入过程中不要磕碰定子铁心及端部。待所下线棒安全进入定子膛内后，应轻轻将线棒放置在所下槽的上方，两侧人员轻轻翻转线棒端部，待线棒直线部位与所下线棒槽口相平行，由膛内负责人再次确认槽内无异物时，由总负责人下令，将线棒轻轻抬起对正，下入定子槽内。

测量槽深（分三点，即两槽口、中间）不应有明显差异，偏差不超过1±0.3mm。垫块配适形毡调整，其压缩量不小于50%。

全部线棒下完后，调准槽口块轴向位置，用工具使槽口块都在一个圆周上，槽口块不歪斜，适形毡垫正，再沿全周分数次楔紧、绑牢。

固化前应详细检查并三级验收，验收人员对下线后的状况详细检查，对线棒的绑扎情况、线棒间绝缘块的垫入及涤纶毡的垫入绑扎、绑线的松紧程度检查是否合适，线棒缝隙间是否有遗留物等，详细检查并记录，并责成工作人员整改完毕后，通过验收，才可进行下一部的固化工作。

2.4 中温固化工艺

下层线棒按照中温固化要求，固化温度为80℃-85℃，达到要求温度保温36小时，两端绑绳及适形毡，完全固化。

2.5 下层线棒填充工艺

所塞侧面垫条方向符合图纸要求，并填满线棒与铁芯之间的间隙，侧面垫条间隔控制在50mm以内。端部侧面垫条必须装到槽口。侧面垫条全部装完后做交流耐压及线圈槽电位。

2.6 上层线棒装嵌步骤

绕组端部三道层间垫环中，可根据试下的第1 根线棒和垫环的间隙合理配垫，调整绑环的间隙，确定编绳尺寸，见图2。垫环的轴向位置与三道绑环相对应。垫环与下层线圈间及垫环与上层线圈间，配垫浸中温固化胶的适形材料，上下两面配垫适形材料压缩量为40%到60%；同时，为防止下线过程中垫环出现偏斜，可采用临时斜楔将垫环撑紧固定好。槽内线棒层间铺垫中温固化适形材料，在下第1根线棒时，应对上层线棒入槽后的槽深进行测量，并与拆前测量数值进行核对，无误后，方可进行下一步工作。

下线的方向以所下的第一根线棒为基准，顺着线棒端部拐角方向依次进行下线工作，直至最后一根线棒下线完毕；每下一根线棒前，检查线棒表面不应有多余的物品，线棒槽口块按标尺模板定位，槽口块与线棒间加适型材料用φ2浸胶涤玻绳绑扎；5每根线棒下线前，检查确认槽内无杂物；下到槽内线棒的轴向位置合适，与槽内中心线对齐。每下一根线棒，在线棒固定前，将汽励两端侧面垫条插入，所塞侧面垫条方向必须严格按照图纸安装（按照转子旋转方向，首先进入边为准，从励侧看，转子的旋转方向为逆时针），在线棒直线段，分四段靠近工具槽楔处插入波纹板，保证线棒与槽侧壁靠紧，然后将斜楔打紧。用工具槽楔将线棒固定在槽内并压紧到位，楔下加垫条防止损坏防晕层，保证楔下垫条不小于1mm，工具槽楔沿槽长布置6段，即两端槽口各一处，中间均布四处，压紧顺序是从中间开始向两端对称进行。

测量槽深（分三点，即两槽口、中间）不应有明显差异，偏差不超过1+0.3mm；严格按照现场端部绑扎工艺图进行绑扎，绑绳位置准确，牢固美观。间隔块及绑绳工艺要求必须垫紧绑牢，间隔块两侧有浸胶适形毡，保证有足够的压缩量，30%～50%。

回装定子铁心圆周上部的定子线棒时，应逐槽退出固定下层线棒的工具槽楔，上层线棒嵌装后用千斤顶把线棒顶到位，立即打紧工具槽楔，以免线棒直线部位下坠，变形；下线时，首先将所下线棒轻轻抬起，尤其注意线棒直线部位，人员用力要一致，不要弯折，以免损伤线棒，并在下线工作负责人的统一指挥下，缓慢进入定子膛內，注意进入过程中不要磕碰定子铁心及端部。待所下线棒安全进入定子膛内后，应轻轻将线棒放置在所下槽的上方，两侧人员轻轻翻转线棒端部，待线棒直线部位与所下线棒槽口相平行，由膛内负责人再次确认槽内无异物时，线棒中心线与铁芯中心对正，汽励两端间隙调整合适时，由总负责人下令，将线棒轻轻抬起，下入定子槽内；线棒入槽后，需再次对上述尺寸进行核对，确认无误后，方可将压紧槽楔打紧，进行下一步工作。

全部线棒下完后，调准槽口块轴向位置，使槽口块都在一个圆周上，槽口块不允许歪斜，适形毡垫正，再沿全周分数次楔紧、绑牢。装嵌完毕全部定子线棒见图3。

全部线棒下完后，整体复测槽深（分三点，即两槽口、中间）并记录，不应有明显差异，偏差不超过1+0.3mm；固化前应详细检查并三级验收，验收人员对下线后的状况详细检查，包括线棒的绑扎情况、线棒间绝缘块的垫入及涤纶毡的垫入绑扎、绑线的松紧程度、线棒缝隙间是否有遗留物、槽口块调整绑扎等，详细检查并记录，对不合格处，责成施工人员整改，通过验收后，才可进行下一部的固化工作。

2.7 上层线棒固化工艺

上层线棒按照中温固化要求，固化温度为80℃到85℃之间，达到要求温度保温36小时，两端绑绳及适形毡，完全固化。

2.8 上层线棒填充波纹板工艺

所塞侧面垫条方向符合图纸要求，并填满线棒与铁芯之间的间隙，波纹板间隔控制在50mm以内。端部侧面垫条必须装到槽口。侧面垫条全部装完后做交流耐压及线圈槽电位。

2.9 焊接工艺

上下层水盒采用汽焊的方式进行焊接，焊接前对线圈进行保护，见图4。使用银焊料进行焊接。焊料填充饱满，表面无多余的焊料。焊接后，辅助物要清理干净，并测量直流电组。

2.10 联接水盒清理工艺

检查联接水盒焊接质量，将线圈保护材料清除，不允许有残留。可用锉或砂纸将多余焊料进行清理。

2.11 定子水压试验工艺

对上下层单根线棒、引线线棒作水流量试验，合格。按标记装两端连通管及绝缘引水管，励端水管可根据实际情况整形，防止积聚应力。水压试验压力按0.8MPa时间24小时。在压力试验时，不应出现压力降低和线圈、水管及和它们连接处有水迹，压力降低小于初始压力的5%。

2.12 回装绝缘盒工艺

回装绝缘盒时，每上一个绝缘盒，均试扣一下，每套绝缘盒扣缝严密。回填环氧泥时，环氧泥要和匀，绝缘盒擦干净，盒内环氧泥填满。整体绝缘盒扣完后，清理掉多余的环氧泥，进行二次封堵，封堵严密，表面平滑，整齐美观。最后绑扎盒口，绑绳紧固，整齐，无多余绳头见图5。

2.13 回装内撑环

将内撑环试装在两端。根据记录间隙用浸胶涤纶毡填充缝隙。

2.14 槽楔回装工艺

每槽槽楔均从铁芯中心段向两侧进行回装。所打槽楔每节槽楔用里氏硬度仪进行测量，检查槽楔的松紧度，把硬度仪分别放在槽楔1/3等分处测量其硬度，硬度仪显示值低于660LeeD的，必须撤掉垫条及波纹板从新打槽楔，硬度仪显示值在660-700LeeD的，一个槽内允许有两段而且不能连续，硬度仪显示值在700LeeD以上的，即为合格。

2.15 最后中温固化工艺

定子线圈端部烘焙，温度应控制在每小时上升10到15℃为宜，待温度到85+5℃时计时，每小时记录一次温度，保温24小时且适形材料全部固化。

3 结束语

这种支架绑环端部结构形式的发电机定子绕组装配过程中需要将定子线棒压向槽底，使定子线棒与铁心及端部支架可靠接触，由于现场不能采用滚动支架作业，需采用工艺措施客服上部线棒施工过程的重力作用，保证线棒可靠就位。按此工艺措施修复的发电机经端部振型测试，达到预期要求，发电机并网运行验证发电机性能得到完好恢复。这种支架绑环端部结构形式的发电机定子绕组装在现场进行定子绕组重绕能够达到施工质量要求。

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