关于汽轮发电机定子端部绕组松动分析及处理对策

陈世清

(华润电力湖南有限公司 湖南 郴州 423000)

关于汽轮发电机定子端部绕组松动分析及处理对策

陈世清

(华润电力湖南有限公司 湖南 郴州 423000)

本文从实际出发，阐述了某电厂600MW汽轮发电机定子绕组端部松动磨损，形成黑色油泥的原因分析、处理对策，彻底解决发电机端部绑扎松动的重大运行安全隐患，保证发电机的安全、健康、稳定运行。

绕组;松动;磨损;油泥;发电机

一、引言

某电厂#2汽轮发电机为东方电机股份有限公司QFSN－655－2－22C型汽轮发电机组，发电机由东方电机有限公司供货，定子由日本日立公司原装进口。历次检修期间端部检查发现发电机定子端部绝缘绑扎均有不同程度的松动磨损油泥、定子汽励两端铁心槽口部位有黑色油泥现象，端部模态试验不合格现象。

二、检查情况

某电厂#2发电机投产以来2010年第一次检查性大修及历次小修对发电机定子绕组汽励两端端部检查发现存在松动磨损，形成黑色油泥现象复查效果不明显。机组大修抽出转子对发电机汽励两端进一步检查，还存在类似问题，大修检查结果如下:1.发现发电机汽、励两端端部绕组均有黄粉、黑色油泥;绝缘水管、端部铁芯也有黑色油泥。2.上层线棒抬出后拆出层间撑环，发现层间撑环上的适形材料有空鼓现象。3.下层线棒发现下层线棒与外绑环未绑扎固定，只靠背部17个支架上的T型螺杆局部拉住，径向所有线棒大搂绑一次收紧，说明下层线棒径向绑扎不牢，整体未完全绑扎固定，类似弹性安装方式，当存在第(2)点问题情况下，在机组共振的作用下端部磨粉会更严重。4.发现定子汽励两端槽口均有黑色油泥，定子线棒低阻带、侧楔波纹板及铁心槽壁均黑色有防晕漆层，抬出上层线棒后检查槽内层间垫条正常，但侧楔波纹板有摩擦痕迹，检查定子上层线棒侧面有轻微摩擦痕迹但不严重，铁心槽壁检查情况良好。下层线棒检查无硬性质量缺陷。5.模态试验情况:2010年3月大修汽端发现在95－115HZ范围内的振动频率，为100.21HZ;励端发现存在94－115HZ范围内的振动频率，为100.71HZ;振型均为椭圆形。

三、定子端部绑扎松动分析

1.由于发电机密封油的温度相对较高且直接与氢气接触，在机组的长期运行过程中，密封油难免会挥发，而一部分会进入发电机内部，并附着在发电机端部线棒上，使线棒表面形成一层油膜。此种情况是常见的，也是正常的。根据运行经验，此油膜一般不会对发电机绑绳绝缘固化材料造成明显的劣化。2.根据#2发电机历史运行参数分析，发电机在多年运行过程中，参数正常，从未发生过电气故障，也未发生过密封油大量泄漏进入发电机内部的情况。因此，可以排除由于发电机故障电动力造成端部线圈松动的情况，也可以排除由于大量密封油浸泡引起端部绝缘固化胶劣化的情况。3.发电机在制造过程中端部线圈的绑扎工艺或绝缘固化胶存在一定的缺陷可能是此次绑扎松动的主要原因。发电机在制造过程中，端部线圈在进行绑扎固定时有可能并未固定牢靠，绑扎带、绝缘垫块及线棒之间的紧力并未达到工艺规范标准，导致在运行过程中此部分线圈振动较大，经过长周期的运行过程，最终发生绑扎带断裂，绝缘垫块脱落、绝缘磨损、线棒漏水等情况。4.在检查时还发现日立公司使用的绝缘绑扎带有未完全固化的现象，绑扎带有一些偏软，表面还有一层粘性物质。由此推断，也可能是因为日方绝缘固化胶的配置存在一定的问题，导致固化材料未能完全固化，绑扎绳偏软，引起端部振动偏大，造成绝缘磨损。日立公司绝缘固化工艺与东电公司的绝缘固化工艺也存在明显差别:日立公司使用的是一种类似玻璃丝带的绑扎材料，采用室温固化胶，在固化过程中不进行加热;而东电公司的绑扎材料为涤玻绳，采用的工艺为用环氧胶浸泡涤玻绳，绑扎后进行高温烘培固化，手包绝缘后用环氧胶涂刷表面，进行高温烘培固化，端部支撑环安装后，再次进行高温烘培固化，一共分三个阶段进行烘培固化。从现场情况看，东电公司的固化结果要明显好于日立公司。但由于日方对于绝缘固化材料的技术保密，这仅仅是一种推断。5.定子汽励两端槽口的黑色油泥，主要来源于线棒低阻带、半导体侧楔波纹板、铁心槽壁相互间摩擦与发电机进的密封油形成的黑色油泥，根据检查情况看，黑色油泥的多少并不是线棒磨损的严重，而是与进油的多少有关。

四、处理对策

由东方电机有限公司对#2发电机进行绑扎改造。抬出#2发电机上层所有线棒，采用东方发电机厂家新材料、新工艺、新绑扎方式对端部绕组整体绑扎处理，具体方案如下:1.清除汽励两端所有绑绳及手包绝缘，抬出上层线棒检查及绝缘处理，并做单根线棒耐压试验合格。2.端部清理后恢复上层线棒，并做上下层整体耐压试验合格，更换所有半导体侧楔波纹板。3.层间撑环上的适形材料若有空鼓现象帮扎固定就存在间隙，线棒固定不牢，极易引起端部振动大及端部绕组磨粉，要求东电厂家安装前要对层间适形材料进行筛选。4.更换所有绝缘引水管，整体水压试验合格。5.采用东方电机有限公司的新材料、新工艺、新绑扎方式对#2发电机定子两端端部绕组重新整体绑扎，对励端环形引线分段加绑处理。6.定子绕组端部重新手包绝缘，进行三次烘培固化。7.按照预防性试验规程要求对#2发电机进行相关电气试验，包括耐压试验、手包绝缘电位外移试验，端部模态等试验。

五、防范措施及经验

1.加强对发电机运行参数的监视，尤其是对轴承振动参数的监视，当振动值有加大现象时，应引起重视，及时进行检查。有条件时，应对发电机解体，对端部绝缘和绑扎情况进行仔细检查。2.在发电机检修过程中，如发现有黄粉出现，应引起高度重视，认真查找分析黄粉出现的原因和部位。3.机组投产前和每次大修时对发电机进行端部振型模态试验是发电机的重要反措项目之一。保证端部椭圆形振动频率不在94～110Hz范围内，即远离50Hz倍频范围，可有效防止发电机端部振动，保证发电机组安全运行。4.有条件时，建议安装发电机端部振动在线监测装置。目前国内在这方面的研究及设备已经达到国际先进水平。通过测量发电机端部振动的实际值来调整负荷的大小，可以有效避免由于发电机长期在端部振动较大的情况下运行而造成的绝缘损伤，防止发生绝缘事故，保证机组的安全。5.对进口设备和技术不可盲目迷信，部分进口设备或技术并不是完全先进的或可靠的。进口设备和技术在引进后经过国内企业的长期消化和吸收，并进行了部分改进，这些改进使设备和技术更符合国内的相关标准和制度，更适合国内的运行状况。6.目前国内大型发电机组的端部振动问题日渐突出，三大电机厂出产的大型发电机组都曾出现过端部振动大造成的各种缺陷。因此有必要在检修过程中加强对振动问题的解决。

六、结论

某电厂在大修期间对2号发电机抬出上层全部线棒处理端部松动磨损问题，采用了东电型绑扎方式进行处理，端部复查情况良好，端部绕组已没有发现松动和磨损现象。发电机已不存在94－115HZ范围内振型为椭圆形的振动频率，处理效果良好。说明东电型绑扎方式的改造是成功的，效果显著的，建议国内其他同类型机组发电机逐步对日立进口600MW机组定子端部绕组绑扎方式进行改造。

［1］汽轮发电机定子端部绑扎松动的处理，电力安全技术，吴泳超，2011年第1期

陈世清 (1985.08－)，男，电气工程师，本科，主要从事电力生产技术管理工作。