600 MW氢冷发电机定子线圈漏点查找及处理

王玉炯，刘熹

(华电国际邹县发电厂，山东 邹城 273522)

0 引言

华电国际邹县发电厂#5发电机型号为DH-600-2，额定功率为600 MW，冷却方式为水氢氢，额定工作氢压为0.414 MPa，由日立公司生产，1997年1月投入商业运行。运行中存在发电机定子水箱含氢量高的问题，停机后为尽快查找设备原因，不等停盘车，在做好防止发电机机壳内进油的运行措施，破坏发电机密封，将4组氢冷器吊出，进行发电机定子线棒漏点查找并更换定子单根上层线棒。

1 修前状况

#5发电机修前漏氢量设计值为19 m3/d，发电机定子水箱氢气含量偏高，手持便携测量仪显示为34～46 LEL(Lower Explosion Limited，指爆炸下限)，对应氢气的体积分数为1.36% ～1.84%，在线监测装置显示氢气的体积分数为1.30%～1.90%。测量#6发电机同期定子水箱漏氢值，手持便携测量仪显示测量值为17～21 LEL，在线监测装置显示氢气的体积分数为0。机组运行期间加强对#5发电机漏氢情况的检测，无明显变化趋势，决定利用机组小修机会对#5发电机定子水箱氢气含量偏大的缺陷做全面检查处理。

2 漏点查找

#5机组小修开始后，进行发电机定子线棒的气压试验，试验初始气压为0.50MPa，24h后气压降至0.36 MPa，发电机线棒温度由36℃降至33℃，气压降低明显异常。在排除发电机外部无渗漏点后，初步分析发电机定子内冷水系统存在渗漏情况，但渗漏点不大。

随后用氦气对发电机定子线棒进行查漏，在发电机定子线棒水路充氦气，用氦质谱仪对发电机定子进行检漏，发现励侧3点钟至5点钟位置(从励端看)有2处手包绝缘处氦气量值显示为0.010 0(Pa·m3)/s，励侧另一侧氦气量值为 0.000 1(Pa·m3)/s，汽侧氦气量值为0.000 1(Pa·m3)/s，在励侧3点钟、5点钟位置发现氦气浓度较其他部位高出10倍以上，初步判断励侧3点钟至5点钟位置有轻微渗漏点，但无法确认漏点位置。重新进行定子线棒水压试验(0.50 MPa，8 h)，对励侧3点钟、5点钟位置进行重点、持续的观察，最终在发电机励侧5点钟位置引水管手包绝缘处发现有水珠渗出，大约1滴/min。

为进一步确定发电机定子线棒是否还存在其他隐性渗漏点，对发电机励侧线圈进行手包绝缘表面电位测试工作，水压试验时有明显漏水点处(#31槽线棒)的表面电位达到了18kV以上(如图1所示)，其余各处表面电位均在100 V以下。测试结果显示:定子第#31槽手包绝缘表面电位不合格，其他定子线圈未见异常。

图1 发电机定子线棒渗漏点渗水

3 处理方法

发电机定子线圈渗漏点确认后，按常规的处理方案需要抽出发电机转子来进行处理，但工期较长。为最大限度缩短检修工期，先采用较保守的方式来进行此项工作，尝试在不抽发电机转子的情况下进行渗漏点的补焊处理。

在拆除发电机刷架、#8轴瓦、密封瓦及发电机励侧上部导风环、上端盖，励侧风扇罩螺栓、定位销和转子风扇叶片后，风扇罩整个外移，由身材瘦小的工作人员从转子励侧护环和挡风圈间的狭小空间挤入定子膛内，进行发电机定子线圈#31槽手包绝缘的剥除工作。从故障绝缘引水管处拆除其手包绝缘历时24 h，从绝缘引水管一路向上，经三通接头和接水盒，直至将连接片组和2个水盒全部剥出，剥至励侧撑环处，仍未发现明显漏点。再进行发电机定子线棒的水压试验，在0.5 MPa的水压下，该线棒空心导线第1、第2排间有水珠渗出。渗漏点在定子#31槽上层线棒接水盒位置(如图2、图3所示)，靠近发电机定子膛方向，需要抽出发电机转子才能进行处理。

抽出发电机转子后，拆除励侧端部撑环，继续剥除线棒绝缘，然后进行定子线棒的水压试验，发现渗漏点在线圈端部接水盒根部，位于内部空心导线与实心导线之间，现场无法处理，必须更换发电机定子#31槽上层线棒。

4 更换线棒的过程

(1)吊出发电机定子汽侧内端盖，拆除汽侧撑环绑带。清理干净励侧线棒绑带，剥开汽侧定子#31槽线棒手包绝缘。拆除汽侧撑环，焊开故障线棒两端水电接头，清理励侧残余的撑环绑带，敲掉汽励两侧故障线棒固定垫块。

(2)用倒链及圆木棍将定子故障线棒撬开，抬出定子膛外。用内窥镜观察其下层线棒结垢情况，发现励侧干净，汽侧稍有堵塞，遂将污垢清理干净。用铜堵头焊死下层线棒水管，对剩余线棒进行0.5 MPa的气压试验，8 h无泄漏，确认其余线棒无问题。拆除汽侧撑环残余绑带，取出汽励两侧共42个拉紧撑环的T形螺栓。对剩余线棒进行33 kV交流耐压试验，试验合格。

(3)对新线棒进行54 kV交流耐压试验，按试验标准耐压1 min后合格。对新线棒进行0.6 MPa的气压试验，12 h无泄漏。

(4)将新线棒抬入定子膛内，因东方电机厂生产的线棒与日立公司生产的线棒在端部渐开线处稍有区别，故在安装时较费劲。需先将励侧线棒放入槽内，再逐步往汽侧方向放入线棒，最后汽侧槽口一段用倒链拉住，用撬棍和打板配合将新线棒撬入槽内。然后用涤玻绳、槽楔和垫条将线棒整形，使新线棒与下层线棒紧密贴合，防止运行中产生振动。

(5)进行单根新线棒59 kV的直流耐压试验，按试验标准耐压1 min后合格。焊接两侧水电接头，用银焊条逐层焊接每侧14层铜片。焊后对定子整体线圈进行0.5 MPa的气压试验，8 h无泄漏。然后对发电机定子铁芯进行铁损试验，试验合格。

(6)恢复其手包绝缘、垫块、绑带、撑环、T形螺栓和绑带。

(7)将发电机定子线圈测温元件的5个临时测点信息引至集控室大屏幕显示，以便监测定子线圈温度。开启烘焙机，温度升至90℃时，记录起始保温时间，恒温2 h。继续升温至定子端部温度达到110℃，记录起始保温时间，恒温48 h。

(8)励、汽两侧分别结束烘焙后，对两侧端部线棒泼胶。泼胶时应注意:定子线圈下部绝缘引水管要包绕耐高温布带，包扎测温元件时用力要轻，不要损坏测温元件。发电机下部进氢管道、排污管道、测振探头出线孔处及高压套管室应进行封堵，防止胶流入。端部滑销、滑块要做好防护(非常重要)，防止胶流入后固化，在发电机线圈运行中膨胀受阻。

(9)加装汽侧定子膛堵板后，将定子端部升温至100℃，记录起始保温时间，恒温12 h。对定子#31槽线棒进行打槽楔，固定好线棒;然后进行发电机定子线圈表面电位试验、定子绕组耐压试验和定子端部模态试验，试验全部合格;再对发电机定子进行压力为0.5 MPa的8 h耐压试验。

(10)发电机整体复装。

5 线圈漏氢原因

将原定子#31上层旧线棒励侧端部表面绝缘往上剥除大约50 cm，并对旧线棒进行了查漏试验，水压试验过程中发现励侧端部并头套焊接处有细微喷水现象，分析其原因:

(1)焊接工艺不良，存在虚焊或砂眼。

(2)定子空心导线材质差，发电机定子绕组端部固定不牢，发电机在运行中会产生100 Hz的高频振动，使发电机定子端部线圈产生裂纹。

6 结束语

发电机运行中如果定子线棒存在漏点，会导致氢气向定子冷却水中泄漏。如果泄漏点很大，氢气会在线圈内部聚集，使发电机定子冷却水流量降低，严重时可产生气堵，导致定子线圈过热甚至出现裂纹，损坏发电机定子线圈绝缘和铁芯。因此，在机组运行中要加强监视检查，发现缺陷及时处理，确保发电机安全、经济、稳定运行。

［1］毛颖清.氢冷发电机定子绕组电气绝缘试验［J］.华电技术，2010，32(6):42-43.

［2］刘国洪.400 MW全氢冷发电机漏氢原因分析及处理［J］.华电技术，2008，30(10):51-53.