发电机定子槽楔松动原因分析及处理

摘 要：大型发电机在长期运行过程中，定子线棒承受较大的电磁力，定子槽楔松动会引起定子线棒的剧烈振动，长期运行将破坏线棒主绝缘，严重危害机组安全稳定运行。本文针对邹县发电厂1号发电机定子槽楔松动原因进行分析，简述处理方法及过程，为同类型机组提供了参考。

关键词：定子槽楔;波纹板;电腐蚀

邹县发电厂1号机组1985年投产发电，发电机产自上海发电机厂，型号QFS-335-2，共54槽，原有功功率300MW，2002年经增容改造，现功率335MW，增容改造期间更换发电机定子槽楔、波纹板、楔下垫条，改造后效果良好。2012年机组大修，测量波纹板峰谷差，结果良好，槽楔无松动。后经两次延寿，#1机组运行寿命延至2026年。2019年3月#1机组大修期间，检查测量定子槽楔波纹板峰谷差约一半超过1.0mm，以小锤敲击，存在空洞声。且运行期间汽侧南端定子绝缘引水管在高负荷时存在肉眼可见的振动，判断定子槽楔松动。

1 定子槽楔松动原因分析

槽楔与线槽之间采用波纹板连接，槽楔下表面始终受到一个弹力作用，在运行过程中，依靠波纹板的伸缩性使定子槽楔保持在紧固状态[1]。随着机组的长期运行，受电磁力、机械振动、主绝缘材料的热胀冷缩等影响，波纹板弹性下降，波纹板施加在槽楔上的作用力变小，无法使槽楔处于紧固状态，外在表现即槽楔松动，严重时会发生槽楔脱落。检测方法可人工敲击槽楔，凭听到的声音和手指感觉到振动作为判断依据，但此方法存在较大的主观性[2]。也可通过槽楔上事先打好的测量孔测量槽楔下波纹板的波峰与波谷之间的高度差，以此判断槽楔的松动程度。峰谷差值应不大于1mm。

2 定子槽楔松动的危害

2.1 损害定子线棒主绝缘

定子槽楔松动会导致槽楔位移甚至脱落，会划伤定、转子绝缘，破坏定子主绝缘，同时线槽内线棒无法固定，在运行过程线棒发生振动产生机械磨损，主绝缘厚度磨损变薄，绝缘电阻降低，主绝缘电气强度越来越低，击穿定子主绝缘的概率越来越大，最终发生短路[3]。

2.2 堵塞定子通风孔

槽楔松动会导致楔下垫条发生位移，堵塞定子通风孔。由此导致运行中发电机定子线棒通风效果差，无法及时散热，线棒温度异常升高，破坏定子线棒绝缘。

2.3 引起电腐蚀

槽楔松动导致定子线棒松动，线棒表面和线槽产生电容性放电（此处指防晕层与槽壁之间发生的外腐蚀），局部放电产生的电子会对定子线棒表面产生热和机械的作用，同时局部放电电离空气产生臭氧，臭氧和氮氣发生化学反应生成氮氧化物，氮氧化物和水生成硝酸和亚硝酸，生成的硝酸会腐蚀线棒的防晕层、主绝缘、槽楔，腐蚀严重时防晕层变酥脱落，主绝缘外漏，出现麻坑[4]。

3 定子槽楔松动的处理

邹县电厂#1机组2019年3月大修期间测量发电机定子槽楔波纹板数据，共计557块带测量孔的槽楔波纹板峰谷差超标，超过总量的一半。检查发现槽楔及线棒腐蚀现象并不严重，经各方讨论，对超标部位共计1063块槽楔更换波纹板、楔下垫条（其中关门槽楔71块）。

3.1 退出槽楔

（1）对整个定子膛铁芯壁进行清扫，根据测量数据对松动的定子槽楔编号标记。（2）凿断关门槽楔绑绳，然后退下关门槽楔、气隙隔板，从外向里依次退出。使用木锤敲击、退出松动槽楔后，取出波纹板、楔下垫条。退出槽楔时做好对铁芯、内部线棒的保护。（3）退出槽楔后检查定子绕组外观，检查内部线棒电腐蚀情况、半导体漆是否脱落。（4）检查铁芯有无无锈斑、油垢，对锈斑采用金属刷子刷掉。检查铁芯有无短路过热现象。使用压缩空气清扫定子膛。（5）为防止槽楔退出后顶部线棒下坠脱落，顶部槽楔未整槽全部退出。（6）因退出槽楔较多，为防止堵塞通风孔，隔90°留一槽暂不退出槽楔，以作定位使用，待其余位置打入槽楔后再行处理。（7）因在运行过程中发电机汽侧南端定子绝缘引水管在高负荷时振动，对汽侧#1-#6、#49-#54槽槽楔波纹板做全部更换处理。

3.2 安装槽楔

（1）槽楔从里向外依次是保护垫条（紧贴线棒表面）、调节垫条、波纹垫条、槽楔。调节垫条之间的接头处不重叠亦不间断。（2）安装过程中检查槽楔的压紧量，符合波纹板峰谷差不超过1.0mm，但不等于零;每槽定子槽楔连续松动数量不超过3根、关门槽楔无松动的标准要求。打槽楔分两组，由定子膛中间向两端发展。（3）固定气隙隔板，槽楔端部用浸泡环氧的毛毡包裹绝缘块挡住，使用浸了环氧的脱蜡玻璃丝带绑扎固定。（4）待环氧固化后清理清理定子膛，喷涂8037绝缘漆。

3.3 定子槽楔检查标准

（1）定子全面清理，无异物。（2）槽楔表面应清洁，无油垢和灰尘等脏物，无过热变色、龟裂和黄粉等现象。（3）关门槽楔正齿档应紧，阶梯档不考核，但要扎牢于端部线棒上，不得松动外移、凸起等，绑扎无破损。（4）检查槽楔紧固，符合波纹板峰谷差不超过1.0mm，但不等于零。

3.4 处理后试验

（1）槽楔安装完成后复测槽楔波纹板峰谷差数据，符合标准。（2）槽楔安装完成后进行，对发电机定子测量定子绝缘电阻;分相进行2.5Un 直流耐压试验，测量泄漏电流;施加1.5Un、1min 的工频交流耐电压试验。符合标准。（3）进行ELCED铁损试验，未发现铁芯过热部位。（4）测量定子槽部线圈防晕层对地电位，测量绕组表面对地电压值≤10V;探测槽无放电现象。

4 结语

更换定子槽楔后，邹县发电厂#1机组发电机定子线棒得到紧固，经过168小时满负荷运行测试，汽侧南端定子绝缘引水管振动消失，定子线棒温升正常，改造后效果良好。更换槽楔波纹板有效的提高了定子线棒的防腐防电功能，使发电机能够更好的安全稳定运行。通过对制造工艺、安装质量、松动处理及刷涂羊毛毡等技术的应用，为其他同类型机组的定子槽楔处理提供了参考，积累了经验。

参考文献：

[1]彭翔，贾志东，王黎明，关志成，程星鑫，王天正.大型发电机定子槽楔松动研究及检测[J].中国电机工程学报，2007（30）：9-14.

[2]马小芹，蒲工，卢伟胜，项添春，谢恒堃.大型发电机定子槽楔松动的声检测研究[J].中国电力，2003（01）：28-31.

[3]陈强，赵磊.发电机定子槽楔移动原因分析及处理[J].水电站机电技术，2017，40（01）：54-57.

[4]电机工程手册[M].机械工业出版社，机械工程手册编辑委员会，电机工程手册编辑委员会编，1996.

作者简介：武顺（1983-），本科，助理工程师，从事火电厂集控运行管理工作。