龚嘴水电站机组定子端箍装配工艺改进

冉垠康

(国电大渡河流域水电开发有限公司检修安装分公司，四川乐山614900)

1 概述

四川大渡河龚嘴水电站分别于2009～2010、2010～2011年完成了对7号水轮发电机机组和4号水轮发电机机组(以下简称7F和4F)的增容改造工作，而其采用的端箍装配方案恰好不同，笔者以这两台机组为例进行了说明。

2 端箍装配原理

定子端箍在水轮发电机机组中的作用是用于固定定子绕组。定子绕组端部用玻璃丝带固定在端箍上，端箍固定在三角形支架(又称支撑板)上，三角形支架又用螺钉及角钢固定在定子铁芯的齿压板上。端箍装配主要有三个要点:(1)四川大渡河龚嘴水电站水轮发电机定子端箍采用的是管型端箍，包括32根管型端箍环和32个端箍接头，其中每8根管型端箍环可组成一个整圆，亦即每台机组需要4个端箍圆来固定线棒，管型端箍环之间通过端箍接头连接，其特征为:所述管型端箍环与端箍接头之间采用可拆卸连接，在安装过程中可依靠管型端箍环上的调节长槽调整端箍环在下料过程中产生的长度误差以及在安装过程中出现的偏差;(2)端箍是固定在支撑板上的，支撑板共有4种型号，每种型号40块，分别用在4个端箍圆上，其特点是支撑板能够在同一个端箍圆中自由移动，但是需尽可能地保证40个支撑板能够平分端箍环上的压力;(3)端箍的作用是用于固定定子绕组的，固定的方式是将定子绕组端部用玻璃丝带绑扎在端箍上。为保证绑扎密实、无间隙，按照工艺要求，绕组与线棒间需垫加至少一层适型毡，亦即在保证端箍组圆的情况下还需保证端箍与绕组间有一定的间隙(2～3mm)来加垫适型毡(图1);(4)端箍组圆成功与否，重点在于支撑板的定位是否准确。当支撑板定位成功后，端箍组圆也就水到渠成。

图1 端箍、支撑板、线棒三者位置关系图

3 装配方案

龚嘴水电站所采用的端箍装配方案有两种。无论过程如何，结果必须符合以下两点要求:(1)端箍组圆;(2)端箍与定子绕组间预留有2～3 mm间隙。

3.1 方案一

(1)在定子圆上均匀预装30根定位线棒(龚嘴水电站定子线圈采用的是波绕组)，见图2。

(2)对端箍支撑板和角钢进行组装。

图2 定位线棒预装

(3)将组装好的支撑板用白布带固定到端箍上。对组装过程有以下几点要求:①每根端箍应均匀分布5个支撑板，以满足8根端箍平分40个支撑板的设计要求，使得支撑板能够平分端箍环上的压力;②端箍有2种型号，而支撑板却有4种型号，组装过程需按照图纸中的设计要求一一对应。

(4)将端箍抬起并慢慢靠近已固定的定位线棒，以保证端箍与线棒之间的距离在2～3mm左右(图3)。

图3 调整线棒与端箍间的间隙

(5)端箍与线棒间的间隙一旦确定，立即将端箍上的支撑板点焊到定子齿压板上(图4)。

图4 确定间隙、固定支撑板

(6)依照该办法，确定所有端箍位置并组圆成功。

3.2 方案二

(1)在定子圆上均匀预装30根定位线棒。

(2)对端箍支撑板和角钢进行组装。

(3)4个端箍圆所采用的端箍型号只有2种，从这2种型号中分别选1根端箍作为定位端箍待用。

(4)按照图纸设计要求，将各型号的定位端箍放在对应的支撑板上，每根定位端箍下应放5～6个支撑板。

(5)将端箍贴紧定位线棒，支撑板贴紧端箍并用直尺测量出各支撑板前沿至铁芯凹槽面的距离(图5)。

图5 测量支撑板前沿至铁芯凹槽面的距离

(6)根据测量值计算出各端箍圆上支撑板至铁芯凹槽面的平均距离(4个平均值)。

(7)该平均距离是在线棒与端箍无间隙的前提下得出的值，而工艺要求却是线棒与端箍间需要2～3mm的间隙，因此，我们在这个平均值的基础上加3mm，亦即是支撑板在齿压板上的实际位置。

(8)根据理论所得数据分别加工4个模具，使得当支撑板贴紧模具时支撑板到铁芯凹槽面的距离恰好等于理论数据值。

(9)利用模具将所有支撑板均点焊到齿压板上并完成端箍组圆。

4 分析

4.1 方案一

图6 用模具确定支撑板位置

方案一采用的是循序渐进的方法，以端箍与线棒间的间隙要求为前提在安装过程中进行实际比对，以达到成功组圆的目的。该方案的优点与缺点同样明显(图6):

(1)优点:端箍与线棒间的间隙在安装过程中进行过实际比对，极少出现端箍与线棒间无间隙的情况。

(2)缺点:①端箍与线棒间的间隙调整过程全系人为操作，需要人数较多，人为因素较大。②端箍与线棒间的间隙在安装过程中进行过实际比对，易出现间隙较大的情况。③每根端箍的安装都需要采取同样的方法，安装过程较繁琐，安装周期较长。④由于端箍与线棒间的间隙偏大，使得端箍圆被变相地扩大，从而导致端箍接头处出现搭接面较小的情况。

4.2 方案二

方案二采用的是以结果求过程的安装方式，其优缺点如下:

(1)优点:①端箍与线棒间的间隙调整过程是以理论值加模具的方式进行的，需要人数较少，人为因素影响较小。②支撑板的定位较为方便，效率高，安装周期短。

(2)缺点:①所求得的理论平均值只是一个参照值，其不能保证端箍与线棒间的每个点都有2～3mm的间隙，且易出现间隙偏小或端箍与线棒贴紧的情况。②由于端箍与线棒间的间隙偏小，使得端箍圆被变相地缩小。当端箍圆组装到最后一根端箍时，可能会出现端箍长度大于两接头间弧线长度的情况。③由于端箍与线棒间的间隙易出现偏小或端箍与线棒贴紧的情况，因此，方案二的主要安装时间都花在了对支撑板位置进行重新调整上。

4.3 综合分析

方案一被成功地运用在龚嘴水电站7F机组增容改造工作中，安装工期为4d;方案二则被用在4F机组增容改造中，安装工期为2.5d。首先，在效率上方案二要优于方案一;其次，方案一在施工过程中，仅施工人员至少就需要5～7人，其中还不包括电焊等配合人员;而方案二在人员需求上则有较大的波动，少则2～3人，多则5～7人，人力资源需求上要小于方案一。虽然方案二在人力需求和效率上均强于方案一，但方案一对于方案二也并非毫无优势可言，方案二的“理论值”安装方法也导致了方案二不能很好地弥补线棒成型不好、端箍圆度不好、人为因素所带来的误差，使得支撑板位置定位不够精确，后期还需花大量的时间用于重新调整支撑板位置。

方案一及方案二在优劣上均各有千秋，不能从根本上定性孰优孰劣，只有根据施工过程中的实际情况来选取合适的方案才是最优的方案。

5 结语