浅谈发电机定子线棒安装工艺

邓 栋 文

(四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川 康定　626001)



浅谈发电机定子线棒安装工艺

邓 栋 文

(四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川 康定626001)

摘要：发电机作为电力的源泉对电厂和整个社会的作用至关重要，而定子线棒被看做发电机的心脏，其安装工艺直接影响发电机的安全稳定运行。结合黄金坪水电站定子线棒下线工艺，简要分析了其安装过程中的注意事项，对同类型电站具有一定的参考价值。

关键词：定子线棒；下线；工艺；黄金坪水电站；发电机

1工程概述

黄金坪水电站左岸大厂房的水轮发电机组为东方电机股份有限公司生产的混流式机组，总装机容量为4×200 MW，机组型号为SF200-56/13200。额定电压为15.75 kV，额定电流为8 145 A，励磁电压为350 V，励磁电流为1 900 A。定子线棒为双层布置的条式叠绕组，“Y”形连接，4支路并联，单层布置672根线棒，所有的线棒接头连接采用银铜焊。2015年9月3日，4号机组正式运行发电。

发电机定子由定子机座、定子铁芯、定子绕组、测温装置等组成，由东方电机股份有限公司制造生产，机座分四瓣发运至工地，在工地进行定子机座的整体把合、铁芯叠装和整体下线。定子机座为焊接结构，最大直径为14 500 mm，高2 715 mm，上下共5层环板。定子铁芯内径为12 440 mm，外径为13 200 mm，高1 780 mm，下端为大环板和分块式下齿压板支撑，上端为分块式上齿压板压紧，铁芯由224根穿心螺杆与碟簧进行压紧并通过112根浮动式双鸽尾定位筋与定子机座连接。

定子绕组采用线棒双层波绕组，节距按1—11—25整数槽绕组布局设计，在线棒直线部分及端部进行了防晕处理，线棒的主绝缘采用F级环氧粉云母材料。环氧粉云母绝缘为固体绝缘，热态不会膨胀。

2定子线棒下线工艺

2.1下线前的准备工作

下线前，认真清扫定子铁芯，仔细检查铁芯槽上、下槽口、槽内及通风沟等有无凸点及毛刺，必要时对槽内个别突出的硅钢片进行修磨(注意：修磨时不能造成硅钢片短路)；检查定子铁芯是否有机械磨损，如有磨损需进行必要的修复；检查铁芯槽，保证槽样板从上至下在槽底到槽口均能顺利通过。

定子铁芯槽部和定子测温装置喷130低电阻防电晕漆。喷漆前，应将漆搅拌均匀，喷漆时应注意保护定子压指、压板，防止将半导体防电晕漆喷于这些部件上。在发电机机坑上方(发电机层)制作防尘棚(图1)。

图1　定子下线防尘棚图

2.2线棒端箍的安装

(1)首先用粘胶带将导电玻璃布J0967粘在临时所嵌线棒槽的槽底，导电玻璃布伸出铁芯的长度不大于±5 mm，线棒中心线应与铁芯中心线对齐，并用压线工具将线棒压靠槽底，检查下层线棒与定子铁芯间应无间隙。

(2)将所有的上端箍绝缘部分削成70 mm长的斜坡，以保证绝缘搭接长度。

(3)将上端箍紧贴其绝缘支撑板卡口，调整绝缘支撑板的径向位置，使端箍底部与其绝缘支撑板间接触良好，并将上端箍与定位线棒间预留出约2 mm的间隙。

(4)焊接端箍接头，焊接前、后均需检查和调节端箍的圆度，焊后打磨焊接部位至光滑过渡，清理干净后包扎绝缘。

(5)用浸有793环氧浸渍胶的无碱玻璃丝带将端箍牢固地绑扎在绝缘支撑板上，绑扎处刷室温固化环氧胶792，锁定止动垫圈。

(6) 检查定子上、下端箍与嵌入的下层线棒间的间隙应均匀，其间隙大小应既能保证定子下层线棒下线后其下层线棒与定子槽底之间不存在任何间隙，又能保证定子下层线棒与定子端箍之间的间隙要求，并将临时嵌入的下层线棒取出。

2.3下层线棒的嵌装

2.3.1线棒嵌装的准备工作

在线棒与端箍之间，按照间隙的大小，垫入适当厚度的、浸有793环氧浸渍胶的涤纶毛毡，并用无碱玻璃纤维带ET100将其固定于端箍上。另外，在槽内槽底垫入导电玻璃布J0967，并用胶带将其两端粘在齿压板上以防其扭曲。按照表1配置室温固化半导体腻子。

表1　室温固化半导体腻子J0301配置表

将导电无纺布平铺在刮导电腻子的专用工作台上，两边压紧，在导电无纺布一端堆铺导电腻子，使用导电腻子梳齿向另一端梳理导电腻子。将多余的导电腻子收集到导电腻子桶中并称量，计算一个导电槽衬需要的导电腻子数量。

2.3.2线棒嵌装

将槽衬平铺在胎板上并用压板将其四角压住，用专用刮刀将J0301胶均匀涂到槽衬上，然后将线棒沿两侧面及外侧面包绕，使槽衬与线棒两侧面及外侧面紧密粘合。

利用专用线棒起吊装置将成品定子线棒吊至靠近嵌线槽口处，调整线棒高度，对准槽口后先由人工将定子线棒平行推入槽口，然后用橡皮锤均匀地将线棒逐步打入槽内，线棒平槽后，再均匀地将线棒推压至槽底，以确保线棒与槽底接触良好；定子线棒导入槽口后，不得再将其轴向移位，同时应防止线棒嵌入过程中产生轴向窜动且不应卡伤线棒外表面的防晕层，并应防止下线过程中槽底的玻璃布J0967下滑。嵌装线棒就位后，撕去线棒整个长度方向上外包槽衬的多余部分，放入下层线棒压线垫条。

下层线棒安装完成后，应及时检查线棒就位是否正确，要求线棒中心线与铁芯中心线的错位一般不大于2 mm，线棒端部斜边之间的间隙应均匀，线棒两端伸出槽口的长度应符合图纸要求。如果线棒需要轴向移位，则应将其拔除，修正其位置后重新按要求嵌入，绝不允许敲击其头部用于修正其轴向移位。

按照室温固化胶792、793的配比要求将间隔块和槽口垫块用浸好793胶的涤纶毛毡包裹并将其安放到下层线棒间的相应位置。安放时应分别保持线棒上、下端部的间隔块在同一高度位置上，上端部间隔块和下端部间隔块间的高差均应小于2 mm，所有间隔块塞入定子下层线棒的深度应一致。

将浸有793环氧浸渍胶的无碱玻璃纤维绝缘绑扎带EBT25晾至半干，按定子线棒端部固定的有关要求，将下层线棒用无碱玻璃纤维绝缘绑扎带EBT25绑扎在端箍上并拦腰束紧；利用同样地绑扎带EBT25绑扎下层线棒的端部间隔块3层，每层均应绑紧并叠在一起并保证其外观整齐、美观。绑扎完成后，在绑扎带外表涂刷792胶。在室温固化胶完全固化后，拆除下层线棒压线夹等并逐槽检查槽底下层线棒与铁芯间的接触情况，如存在间隙，应及时进行处理。清理整个铁芯槽及下层线棒表面并逐槽检测下层线棒槽电位，合格后，按有关标准对下层线棒进行交流耐压试验，其交流耐压值为2.5Ue+2(kV)。

定子线棒耐压试验合格后，将下层线棒上、下端部按图纸要求喷188漆。喷漆时，要求保护好定子压指、下层线棒直线段及绝缘盒套装段，防止将油漆喷于上述部件的相应位置。

2.4上层线棒的嵌装

将测温电阻线圈粘嵌于F级高强度层压玻璃布板上，要求层间测温电阻线圈所粘嵌的具体位置应能确保每槽内测温电阻线圈引出线起始端与铁芯通风沟位置对应，根据所有层间测温电阻线圈的具体分布位置，分别将层间电阻放入其所对应的槽内就位，并用胶带将其两端粘在下层线棒上，定子测温引线从通风沟穿出，其下面应垫电绝缘纸板，并将F 级高强度玻璃布板放入槽内就位，用胶带将其两端粘在下层线棒上。

按照下层线棒端部间隔块绑扎的方法，用浸有793环氧浸渍胶的无碱玻璃纤维绝缘绑扎带EBT25绑扎上层线棒的端部间隔块，并将上层线棒绑扎在端箍上。

按照定子线棒端部的固定要求，用φ2涤纶玻璃丝绳将槽口垫块固定，其绑带应叠绑整齐、美观，绑扎完后，应按要求在涤纶玻璃丝绳表面刷792室温固化胶。待室温固化胶792和793胶完全固化后，拆除上层线棒压紧工具等，清理各铁芯槽及上层线棒表面并检测上层线棒的槽电位。

2.5槽楔的安装

按照定子线棒槽内固定的要求，利用深度尺测量从槽口到上层线棒之间的距离以及波纹板压缩量，计算出打紧槽楔时楔下所需垫入垫条的厚度。将槽楔打入相应的定子铁芯段，并根据槽楔实际紧度及时调整楔下垫条的厚度。在打紧槽楔时，将槽楔从槽上端插入，并将槽楔打到与波纹板齐平；根据楔下垫条的滑动量并在考虑一定余量后将垫条插入。打槽楔时，应注意通风沟的方向；槽楔下垫条伸出槽口的长度不得超越槽楔，不允许与线棒高电阻半导体漆相碰；槽楔上的通风沟与铁心通风沟的中心应对齐，偏差不得大于3 mm；所有槽楔伸出铁芯槽口的长度应符合设计要求，相互高差不大于5 mm；槽楔表面不得高出铁芯内圆表面。按照水轮发电机组安装技术规范要求进行槽楔紧度检查，要求定子铁芯每槽上、中、下端槽楔敲击时不应存在发空现象，其余每根槽楔局部发空部分总和不得超过槽楔的1/3，否则，应将槽楔退出后重打。在每次完成打槽楔后，对所有测温线圈的定子铁芯槽进行检查，确认测温线圈无损坏，并且在完成定子槽楔的安装后，采用φ2涤纶护套丝绳对下端部槽楔进行绑扎，绑扎后在φ2涤纶护套玻璃丝绳表面涂刷792室温固化胶。在完成定子槽楔安装后，对定子进行全面清理并逐槽检测下层线棒槽电位，合格后，按有关标准对下层线棒进行交流耐压试验，其交流耐压值为2.5Ue+1(kV)。

2.6线棒焊接

定子线棒耐压检查合格后，用酒精或丙酮清洗线棒端头，检查并头块应无裂纹等缺陷，用酒精清洗并头块。在并头块与线棒端头之间放置一片0.2银焊片HlAgCu80-5，并用多用钳将并头块夹紧。用银铜焊机的夹钳夹紧并头块，按照银铜焊机的操作规程调整好水压和气压并进行焊接；焊接时，应防止并头块过热而熔化。并头块焊接时，用φ3银焊条(HlAgCu80-5)进行并头块与线棒间以及线棒股线间间隙的填充。每个并头块与上、中、下层定子线棒端部之间分两次焊接。焊接前应对铁芯和线棒进行遮盖保护，防止焊瘤、焊渣等杂物掉入。斜并头块焊接时，用φ3银焊条进行并头块与线棒间以及线棒股线间间隙的填充。每个并头块与上、中、下层定子线棒端部之间分两次焊接。焊接完成后，检查整个并头块和斜并头块的焊接质量，其焊接部位表面应光滑、整洁，无残存焊料、焊瘤、毛刺以及氧化物等，各焊缝填充应饱满，焊缝不得有气孔、未焊透、未焊满、毛刺及尖锐棱角等缺陷。

2.7绝缘盒套装

(1)上端绝缘盒套装。

绝缘盒套入前用酒精清理绝缘盒，并将其存放在干净无灰尘的地方阴干。用无碱带将堵漏板支撑(环氧垫条)固定在定子线棒上。

安放定子线棒上端绝缘盒，要求相邻绝缘盒之间顶部的高差应小于3 mm，沿圆周顶部高差最大应小于5 mm。绝缘盒与并头块之间距离应均匀。

调整好上端绝缘盒安装位置后，现场配置801室温填充泥进行堵漏，并将上端绝缘盒套装就位。待801室温填充泥完全固化后，开始配置J0978绝缘盒填充胶。绝缘盒灌注胶J0978由A、B两组份组成，配比如表2所示。

绝缘盒灌注胶J0978A组份在使用前应加热到(50±5)℃并保温4 h及以上，烘焙后连续搅拌10 min以上，搅拌均匀降温、待用。按配比将J0978B组份加入到J0978A组份内，并立即连续搅拌5 min以上，待搅拌均匀后即可使用。配置而成的灌注胶必须在30 min内用完。绝缘盒浇灌时，应先在每个绝缘盒中灌入少量J0978绝缘盒填充胶，以确定堵漏板无渗漏，待其固化后，再一次性进行灌满，并应及时将浇灌过程中掉到绝缘盒表面上的J9078填充胶擦掉。绝缘盒填充胶固化后，如因绝缘盒填充胶收缩而导致其低于绝缘盒表面时，应重新用J0978绝缘盒填充胶填满。上端部绝缘盒填充胶固化后，拆除其堵漏板以及堵漏板支撑，全面清理绝缘盒表面。

表2　绝缘盒灌注胶J0978配比表

(2)下端绝缘盒套装。

绝缘盒浇灌前，完成绝缘盒表面的清理。按上端部绝缘盒浇灌的方法进行下端绝缘盒的浇灌。下端部绝缘盒填充胶固化后，全面清理其表面。在绝缘盒表面涂刷一层室温固化高电阻防晕漆J0701，将漆膜厚度控制在0.15～0.2 mm，用漆量为380 g/m2，在25 ℃室温的固化时间为24 h，低于20 ℃时延缓固化时间。

2.8铜环引线的装配

按铜环引线装配(1F9296)装配第1和第2层铜环。装配前，应按要求清理各焊接部位的氧化层，复查铜环的分布半径为6 760 mm，分布半径偏差不大于5 mm，与定子铁芯的同心度不大于5 mm，并用无碱玻璃丝纤维带将各层铜环绑扎到相应的绝缘支撑板上，按有关要求进行焊接，焊接时，应采取有效措施防止损坏绝缘并严格控制各焊接接头处的银焊质量。用无碱玻璃丝纤维带将各层铜环绑扎到相应的绝缘支撑板上。按图纸及预装标记安装第3～8层铜环，进行定子各层铜环(包括主、中性引出线)的配装和焊接。

铜环焊接时，用φ3银焊条(HlAgCu80-5)进行铜环与铜环、铜环与引出线间间隙的填充，连接线与线棒引出端配接平面间隙焊接前应垫银焊片。焊接前，应对铁芯和线棒进行遮盖保护，防止焊瘤、焊渣等杂物掉入。检查整个铜环的焊接质量，其焊接部位表面应光滑、整洁，无残存焊料、焊瘤、毛刺以及氧化物等，各焊缝填充应饱满，焊缝不得有气孔、未焊透、未焊满、毛刺及尖锐棱角等缺陷。

2.9定子整体耐压

在完成定子铜环焊接后，对定子进行全面清理，合格后，按有关标准对定子整体棒进行交流耐压试验，其交流耐压值为2Ue+3(kV)。

2.10定子整体清理及喷漆

在定子整体耐压试验合格后，全面清理定子装配，在定子铁芯表面和线棒端部喷一层188聚酯红瓷漆。

3结语

定子下线过程是一个需要耐心、细心的过程，每一个细节都有可能对以后的运行造成不必要的损失，通俗的说就是细节决定成败。考虑到发电机在正式投入运行后，由于电磁振动使得线棒的防晕层与铁芯槽壁接触不良，从而导致线棒表面的槽电位升高，使其对铁芯放电而破坏线棒表面的绝缘。因此，在黄金坪水电站机组定子下线过程中我们做了几项特别的工作，比如对定子铁芯槽部和定子测温装置喷130低电阻防电晕漆，并将导电玻璃布粘在铁芯槽底，在槽衬上刮一层半导体腻子并将槽衬折叠并包裹线棒直线部分等措施，以保证线棒防晕层与铁芯保持稳定良好的接触，进而降低发电机运行时的槽电位，保证发电机定子线棒的绝缘。

参考文献：

[1]曾令全.电机学[M].北京；中国电力出版社，2007.

[2]付岚贵，垒基兰.云母带等主绝缘材料在发电机和高压大电机工业中的应用[J].绝缘材料通讯，2000，35(5)：9-11.

(责任编辑：李燕辉)

邓栋文(1989-),男，四川广安人，助理工程师，学士，从事水电工程建设技术与管理工作.

作者简介:

文章编号:1001-2184(2016)02-0014-04

文献标识码:B

中图分类号:TV7;TV52;TV734

收稿日期:2015-12-31