国网明珠集团有限责任公司 629200
摘要：发电机定子是电机的静止部分，其主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。对发电机转子所形成的旋转磁场进行切割并产生电势就是定子的作用。本文针对螺丝池水电厂发电机组定子运行中存在的异常情况，对发电机定子铁芯变形的原因进行分析，并提出了相应的改造方案。
关键词：发电机定子；变形；铁芯；短路
一、基本概况：
螺丝池水电厂是国网明珠集团有限责任公司下属骨干企业，枢纽工程由拦河坝、电站、船闸、升压场等组成，属坝后式电站。工程始建于1987年10月，1991年3月11日首台机组并网发电，1992年1月25日竣工投产，总装机容量3×10.5MW，设计水头11.5m，设计年发电量1.8亿kW.h，年利用小时5726h，水库有效库容6250万m3，不完全日调节，正常蓄水水位337.70m，在水力梯度上紧接上游金华水电站。
二、机组设计参数：
10.5MW水轮发电机组额定运行参数：
1.发电机的型号：SF10.5—48—6400
SF—水轮发电机 10.5—额定功率
48—磁极个数 6400—定子铁芯外径
2.主要参数
3．水轮机型：ZZ560—LH—410
ZZ—代表轴流转桨 560—代表比转速；
LH—代表立轴混凝土涡壳 410—代表转轮标称直径410cm。
4．水轮机主要参数
三、机组异常情况：
1.异常情况统计
2001年6月20日，3号发电机运行时，机组＋Y与＋X夹角间有异常声响，且随着负荷增加，声响越大。
2009年7月27日，3号发电机运行时，机组＋Y与-X夹角间有异常声响，且随着负荷增加，声响越大。
2010年11月12日，2号水轮发电机组运行时，机组+X、-Y夹角方向有异常声响，且随着负荷增加，声响越大。
2.异常检查现象
该电厂共安装了3台水轮发电机机组（东方电机厂制造），3台机组于1992年全部投产。运行初期，机组运行状态良好，但在自2001年6月起，机组先后出现了电磁噪音明显增大等问题。经历次分析检查，均发现发电机的定子铁芯出现了不均匀波浪变形的现象，且存在槽锲松动异常现象。
四、定子铁芯变形的原因
1.机组定子铁芯在厂家装配时采用冷压装配工艺，机组投入商业运行后频繁开机和停机，使铁芯常处于冷热交变状态。反复如此，冷热不均，经过十多年运行后，铁芯产生波浪形形变，造成局部间隙增大；加之长期高负荷运行机组振动影响、导致定子铁芯、槽楔松动。
2.因电磁力对铁芯的作用，铁芯松动后，产生同频震荡，随着负荷电流的增加，电磁声响越大。
五、改造方案
（一）定子铁芯的检查
在对机组定子铁芯变形原因进行分析的基础上，电厂安排技术人员与检修人员对定子铁芯进行了详细的检查，具体检查内容如下：
1.检查定子铁芯各部位的振动值及其发出的噪声；
2.检查定子铁芯的齿部和轭部；
3.查看拉紧螺杆与搭焊处是否有裂纹产生；
4.铁损实验；
5.检查发电机定子槽楔是否出现松动情况，检查线棒绳绝缘处是否存在磨损与电腐蚀现象，检查线棒与定子铁芯槽侧面的间隙是否超标；
6.对绝缘电阻进行检测，进行交直流耐压试验，对槽电位以及泄露电流进行测量，观察电晕现象；
7.使用紧度刀片并采用目测的方面检查定子铁芯、齿部及其轭部是否存在松动现象；
（二）定子铁芯变形改造措施
1.将定子铁芯中的铜环支撑靠线夹侧锯开，继而将铜环支撑与上压板间的焊缝割开；
2.将所有拉紧螺杆上端的螺母搭焊缝全部磨开；
3.定子铁芯上端原有的端箍支撑把合螺钉全部拆除；
4.对部分拉紧螺杆的原有压紧力矩进行抽查；
5.对铁芯上下端出现局部松动的铁芯齿部进行检查与处理。当发现齿部出现局部松动或红色粉末较多现象时，技术人员可采用涂胶或加垫的方式对其进行处理，即用专用的刀片分开已松动的铁芯齿，将混有石英粉的环氧胶涂上，涂胶过程中需保证均匀度以及用胶量的适中。当发现松动现象比较严重的齿时，可将D321亚胺玻璃布板塞入齿中进行处理。
6.在对过热的定子铁芯压指进行处理时，需将下端发热压指下的槽口垫块拆除，并将木板设置在发热的压指两侧，线圈部位也需垫好具备足够厚度的白布；沿着斜面在发热的压指上均匀据出3~4条槽，深度约为3mm，并用电钻垂直在其断面上钻出2排小孔，孔的直径与深度均约为3mm，钻孔完毕后再进行修整，并将每排孔连通成一个环形槽；将过热压指的下挡风板外侧部分拆除；技术人员需在专用工具以及千斤顶的辅助下缓慢加力地将压指上方的阶梯齿以上的铁芯齿部顶起，在顶起过程中需对压指上相邻的5个通风沟尺寸加以关注，当其出现变化时需立刻停止加力，并就通风沟出现变化的原因进行分析，在必要的时候还需在通风沟内设置点条一达到保护通风槽钢的目的，当铁芯齿顶向上位移的距离达1.2~2.0mm时即可停止再加力；对于阶梯齿冲片，可使用与松动铁芯齿部一样的涂胶方法，并在涂胶操作完成之后，用专用刀片将酸洗钢板与阶梯冲片分开，并将预先经过打毛处理且涂有环氧胶的D321亚胺玻璃布板塞入；以上所有操作完成之后再慢慢松开千斤顶，对铁芯齿部回落的情况进行仔细地观察，将齿部多余流胶擦去。
7.当定子机座合缝部位的铁芯出现较大变形时，技术人员需将其所有内侧合缝把合的螺母搭焊缝磨去，并采用液压扳手将位于其内侧的螺母拧开；对于遮挡住塞垫片部位的个别拉紧螺杆则可直接将其更换；定子铁芯轭部出现变形时，可在恰当的部位将绝缘垫片径向打入其通风沟处，打入深度则需控制在250mm以内，值得注意的是，需在垫片上涂上胶水一防止定子运行之后出现松动的情况。
8.以上操作实施之后，技术人员需重新压紧铁芯，在对所有拉紧螺杆进行上端螺纹清理之后，涂上少许二氧化钼，拧入螺母之后分别采用750、1000、1300、1500Nm的力矩扳手将其拧紧。对机座、定子铁芯、定子线棒进行全面清理，防止任何杂物在定子中的残留。
9.将定子铁芯的槽楔重新打紧。
10.技术人员重新对发电机定子进行铁损试验，并将两次铁损试验的结果进行比较；试验完成之后，再次使用力矩扳手将全部拉紧螺杆拧紧；将此前锯开的铜环支架重新焊牢，并将所有拉紧螺杆上端的螺母再次进行搭焊；在对发电机中的电子进行清扫之后再在其表面喷上1361漆。
结束语
因本人接触范围有限，本文仅对本厂定子异常现象情况的分析和处理进行了总结。且每处理运行几年后设备会再次出现同样情况，需再次进行处理，处理后运行状况良好，这证明上述解决措施能达到一定的效果。但要彻底解决问题还需要待设备寿命周期临近时作全新更换改造。
参考文献
[1]陆宏江,王连庆,秦钊林.发电机定子变形原因分析及改造方案[J].电工技术,2015,09:46-47+73.
[2]李中胜.某水电站发电机定子温度高与铁芯变形的原因及对策[J].湖南工业职业技术学院学报,2014,02:6-8.
论文作者:梁永军
论文发表刊物:《电力技术》2016年第5期
论文发表时间:2016/10/15
标签：定子论文; 铁芯论文; 机组论文; 发电机论文; 螺杆论文; 技术人员论文; 异常论文; 《电力技术》2016年第5期论文;