麻石一号机定子改造的工艺技术

李景玉

(哈尔滨电机厂有限公司，黑龙江 哈尔滨 150040)

0 引言

麻石水力发电厂共有3台机组，是70年初期代罗马尼亚制造的，总装机容量为100 MW。本次改造为1号发电机，单机容量为34 MW。改造定子的目的是减小机组的震动。曾因为振动过大造成转子扫膛事故，同时提高绝缘等级。经过工艺论证，利用原来的定位筋叠装定子，拆除旧冲片和线圈。过去曾经对2号机进行改造过，经过10年的运行，效果非常理想，决定2010年秋季改造2号机。

1 发电机定子原概况

定子机座为多层钢板焊接而成，分4瓣用螺栓组装。机座上装有主出线端子、测温出线端子及磁场出线端子。铁心用0.5 mm(Э330—型)冷轧硅钢片叠装而成，每段厚度为47 mm，段间设有径向风道。铁心总装用高强度螺栓夹紧。螺栓位于各段外侧，联于定子机座上，紧固力通过压指板传递。

定子绕组为两路波绕组，双Y连接。线棒用云母玻璃带作连续B级绝缘，线棒外表用半导体涂料，接头用电解铜套连接，采用银合金焊接。

2 发电机定子改造后要求

定子铁心采用现场整圆叠装，装压质量按一等品要求，采用热压工艺，两端各一段粘压成整体。定子改造后，机组各工况摆度不超过改造前各工况摆度。

3 工艺技术

3.1 增加机座刚度

采用钢板组焊形式对机座加固。钢板用数控气割下料成16块扇形板，通过筋板组焊成8件外环组件，内径与机座上、下外环板外圆相切。外圆与机坑留出一定散热空间，然后与机座焊接。焊缝需要清理和探伤。

3.2 更换空气冷却器

原来的空气冷却器已不能满足冷却要求，经过设计核算，更换新的空气冷却器，连同附件随机座加固时固定在定子机座上。

3.3 中心测圆架调整

以水轮机给定的基准点(至少4点均布)为基准，刻在与机座无关的位置上，以防机座变形影响准确度。相对此点确定定子理想中心。

下机架由4个支臂组成，支臂为拱行结构，刚度好。推力瓦拆除后，将中心测圆架立于推力瓦支撑架上。在中心测圆架的X、Y方向上，分别取上、下两点，高度与定位筋长度相等(1 m)后进行调整。最终测得数值为:

利用吊钢丝方法调整垂直度误差≤0.02 mm/m。

X上=1.92 mm X下=1.91 mm

Δx=│(X上－ X下)/h│ =0.01 mm/m

Y上=3.80 mm Y下=3.82 mm

Δy=│(Y上－Y下)/h│ =0.02 mm/m

其中X上、X下为X方向上钢琴线到中心柱上，下方的距离;Y上、Y下为Y方向上钢琴线到中心柱上、下方的距离。

注:上方测点与下方测点距离为1 m。

利用给定点调整测圆架中心误差≤0.05 mm。

Lx柱=5875.70 mm

Lx给=5875.67 mm

ΔLX=Lx柱－ Lx给=0.03 mm

LY柱=5877.60 mm

LY给=5877.62 mm

ΔLY=LY柱－LY给= －0.02 mm

其中Lx柱为X方向上中心柱到测点的距离;Lx给为X方向上测点到中心的给定值;LY柱为Y方向上中心柱到测点的距离;LY给为Y方向上测点到中心的给定值。

根据以上数据对给定点半径之差符合给定点调整测圆架中心误差≤0.05 mm要求，完全可以进行下序。定子半径图纸尺寸为。以中心柱为基准，逐筋测量内径、斜及弦距，与理想值进行比较，定位筋内切圆呈椭圆(或梅花)形，当 R实际＜R图纸时，在有限的超差范围内可进行修磨处理。会导致不良后果，局部定位筋弦距增大。叠装冲片时，每层片与片之间会有间隙，但不会影响机组的电气性能。当R实际＞R图纸时，在有限的超差范围内可用不同厚度的不锈钢带或铜带进行加垫处理。会导致不良后果，局部定位筋弦距减小。叠装冲片时，每层片与片之间严重时会有叠摞现象，这在定子铁心叠装工艺中是不允许的。

3.4 弦距测量

利用弦距检查样板、相邻两根筋的弦距，每根筋拖块焊接处必须测量。当弦距L不符合图纸要求时，允许按图1所示位置修磨，修磨量小于1 mm。修磨量太大，将会削弱定位筋的强度，叠装冲片时片与片之间的间隙过大，会导致齿尖部呈锯齿形，嵌线时打槽楔困难。

3.5 接长定位筋

图1

由于机组在洪峰期也不能达到额定出力，为了能够满足要求，定位筋需要加长，即加长定子铁心长度。原来定位筋圆周72根均布，经过修磨与加垫处理，利用率达到98%。在合缝处有8根辅助加固定位筋。可将此定位筋铲掉，按图纸长度切下接长定位筋，磨出焊接坡口，利用定位夹具焊接。在原定位筋两端焊接同样长度的接长筋，保证定子中心高不变，焊后经修磨完全满足图纸要求。

3.6 铁心叠装

首先利用中心测圆架测量定子下环板平度，圆周波浪度小于2 mm。超差部位需用角向砂轮机修磨平。下齿压板摆放在下环板上，将冲片摆放1周，检查压指与冲片的相对位置符合图纸要求。端部相号片叠装采用胶粘工艺，高度为18 mm，增加铁心的整体性。每叠1层刷1层胶，胶量适中，过多铁心压紧时容易溢出，难以清理。整个铁心共分为40段，在每段之间加入通风槽片。叠完每段铁心后需进行以下工作:测量单段铁心高度，根据铁心的总高确定增减片;整理槽形，测量铁心内径。

3.6.1 预压紧工艺

铁心叠至500 mm高时，应进行预压。铁心叠装后，由于定位筋焊接时产生的弦距误差，使冲片与定位筋之间产生了摩擦力，总体压紧时，随着摩擦力的增加，会出现局部压不紧现象。为了增加铁心紧度，采取预压紧工艺。

3.6.2 总体压紧

定子铁心叠装完后，装好上齿压板，穿入拉紧螺杆并把紧。用风扳机按同一旋转方向逐渐把紧拉紧螺杆，使其受力均匀，铁心紧量满应足图纸要求，铁心长度应为图纸尺寸的上公差，留出定子铁心的热压量。

3.6.3 热压技术

为了机组在运行时定子铁心不松动，当铁心长度超过一定数值时需要进行热压处理。热压技术是给定子铁心加热，使冲片漆膜软化，通过热胀冷缩的原理增加定子铁心的紧量。目前国内大型机组主要采用履带式加热板加热，根据环境温度、定子铁心的吨位计算加热板的容量，加热温度为80℃比较适宜。此机组总长度热压量为2.5 mm，效果显著。

3.7 嵌线

电晕的形成与嵌线质量有直接关系。过去槽电位设计值小于10 V，经过几年来的不断科学研究，哈电公司绝缘方面的技术人员经过多次试验，编制了合理的绝缘规范，线圈除了进行新型防晕处理外，嵌线前将线圈在槽内部位包上数层无纺布，进行双保险处理，使槽电位降低在5 V以下，彻底解决了槽电位高的问题。麻石机组改造，嵌线后只有2%点槽电位在1～3 V，其余各测量点均小于1 V。直流泄漏及交流耐压试验均符合安装标准。

3.8 端部连线及绝缘盒处理

上下层线圈、极间连接线和引出线均采用硬焊连接，是一种先进的钎焊技术。主要优点为周期短、连接强度高、接触电阻小等。端部绝缘采用绝缘盒套装结构，外形美观。绝缘盒由酚醛玻璃纤维压塑料压制而成，绝缘强度高。立式下线时，线圈上端采用开口绝缘盒，盒下端用环氧腻子封死，从开口处注入乳状绝缘胶。绝缘胶具有流动性好，绝缘强度高的特点，注入2 h后成型，绝缘盒内充实，没有气泡产生。

4 结语

我国在六、七十年代投入运行的老机组较多，还需要改造更新。尚待解决的问题主要体现在以下几点:(1)机组长期运行定子铁心松动;(2)线圈绝缘老化;(3)振动大、噪声大;(4)增容改造等。麻石机组的改造是成功的，接长定位筋的工艺技术国内首例。主要优点为:利用原来的定位筋两端接长，解决了因机组的长期运行而使定位筋不规则的变形。缩短了改造周期，节约了定位筋原材料和工装，为机组的早日发电赢得了时间。我们应该以此机组的改造为借鉴，做好技术储备工作。在此基础上，可以改造一些其它类型的机组。也可以将先进的工艺技术应用到新建的机组上。