广西投资集团方元电力股份有限公司桥巩水电站分公司 广西来宾 546119
摘要：水电站发电机定子绕组是发电机核心部件，一旦发生绝缘击穿故障，因定子绕组结构复杂，工艺繁琐，现场施工条件限制多，短时间恢复机组投产发电难度极大，同时可能对水轮机发电机组相关设备造成损害，给电厂造成巨大经济损失。本文主要对桥巩水电站ALSOM发电机定子绕组绝缘击穿后，故障线棒的排查、处理方法、工艺流程、质量控制及质量指标进行了研究论述，在优化处理工序，缩短故障处理时间等环节进行优化探索，并指出故障线棒处理过程中的有关注意事项，为及时恢复机组投产发电提供有力的技术支持，对现场施工有实际指导作用。
关键词：桥巩水电站；定子线棒；绝缘击穿；处理方法；工艺流程
1、概述
桥巩水电站是红水河梯级开发的第九个梯级，装机容量为8×57MW灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量为全国第一，世界第二，其设计、制造、安装、建设管理领域达到了世界一流水平，为国内以后更大型同类电站的建设、维护等积累了宝贵的经验；桥巩水电站8台水轮发电机组分别由东方电气集团东方电机有限公司和SLSTOM设计制造，因定、转子体积庞大，SLSTOM负责生产的4台机组的定、转子均在现场进行组装，其绝缘结构采用符合IEC-34中规定的F级绝缘。
2、定子绕组绝缘击穿故障定义
运行时或预防性试验时定子绕组的绝缘击穿现象。其起因是绝缘老化、局部过热、外部短路或非同步合闸的过电流冲击、制造工艺不良、线槽中或端部留有金属异物、绕组固定不紧产生振动、摩损绝缘等。
3、确定定子绕组击穿后处理工艺流程
3.1.工作区域准备
3.1.1安全稳定的脚手架、长凳等；
3.1.2充足的照明；
3.1.3消防安全措施及器材；
3.2准备拆、装线棒所需工具、及设备
3.2.1.起吊工具（桥机/悬臂吊，尼龙吊索，手拉葫芦）；
3.2.2耐压试验设备、摇表等试验仪器；
3.2.3消耗品（保护，清洁，涂漆等）；
3.2.4 线棒上胶工具；
3.2.5中频焊机及配套的感应圈；
3.2.6配胶用台称；
3.2.7线棒裹包支架；
3.2.8其它常用钳工工具及下线工具；
3.2.920mm宽电工绝缘胶带20M、50mm普通透明胶带20M；
3.3备品件准备
根据图纸要求准备适量的备品件；
3.4定子线棒拆除：
3.4.1线棒拆除前，通过交、直流耐压或加电流等办法进行夜间观察 确定定子线棒被击穿的准确位置，找出需要拆除的线棒槽号（可与准备工作同时开展）；
3.4.2拆除绝缘盒、填充胶；
3.4.3用中频感应圈加热上、下层线棒接头或上层线棒与极间连接线的接头，达到接头焊料熔化分开上、下层线棒接头或上层线棒与极间连接线的接头；
3.4.4拆除/切除端部绑扎、垫片、槽楔，如下图1所示的红线处，用锯锯掉此处的斜边垫块绑扎带，用木楔子用力楔紧线棒，拆除斜边垫块，用金属薄板将线棒表面和毛毡分离以便拆除垫块，切勿伤及线棒主绝缘，拆除时用木楔子和绝缘纸保护线棒主绝缘
3.4.5将尼龙吊索绑扎在线棒上，用手拉葫芦精确调整好合适的吊点，用手拉葫芦或桥机拉紧吊索，保证线棒在从槽内拆除的过程中一直处于同一水平位置，在槽内轴向位移很少。将线棒与撬棍捆绑在一起，按图2、图3所示方法取出线棒。
3.4.6确保两端同步用力，用两根撬棍将线棒缓慢拉出定子槽外。在将线棒拉出的过程中，线棒将在槽内会发生弯曲，如果弯曲过大，带力握紧两端撬棍，同时用玻璃纤维板（用毛毡保护线棒表面）垫在槽内线棒部位，敲击纤维板，以利于将线棒移出槽外。撬棍前方应加木垫块，以保护铁芯。
3.4.7在线棒即将要拉出线槽的时候应特别注意保护线棒，防止碰撞到脚手架，最后拆除层间垫条和测温电阻。此拆除工作需要细心操作，请选择合适的操作者。
3.4.8仔细清理拆出线棒表面残余的胶、毛毡、扎带。用丙酮和抹布清理表面，线棒槽内部分和端部应用不同的抹布擦拭。绝缘表面应光滑，线棒表面若有损坏应修复，线棒槽内部分防晕层不应损坏。端部主绝缘损伤过大时要更换线棒。清理铁芯槽内表面。
3.5定子线棒安装
3.5.1按《电力设备预防性试验规程》DL/T596－2005对定子线棒安装前、安装过程及连接后的绕组进行电气试验，测量对地绝缘电阻，如果吸收比小于1.6要对绕组进行干燥，合格后进行直流耐压试验以及交流耐压试验。
3.5.2根据下表的说明，确定硅胶的厚度。
硅胶的重量配比为树脂与固化剂9：1。树脂与固化剂应彻底搅拌。搅拌后硅胶在23℃环境下的使用时间为2小时。当在混合前后进行冷处理时，可以延长此时间。
将低阻布涂上硅胶后对折，平包于线棒的的铁芯段，平包间距为1-3mm，两端长出铁芯各15mm，用胶带固定两端两到三圈，线棒进槽后低阻带的开口应朝上。硅胶的固化需线棒在槽内静置5到10小时。如果只是线棒在槽内移动困难，可用垫块垫上毛毡小心敲击进入。
按图4、图5的示意进行线棒的裹包。
3.5.3下层线棒安装：
安装时，用电工胶带粘住定子线槽边角，以防损伤缠绕的低阻带。安装下层线棒，线棒上的标记要与定子铁芯上端的标记一致。用手工将线棒推入线槽中。拿掉透明胶带并且去除定子铁芯上多余的硅胶。通过在上、下端测量线圈的伸出长度，检测下层线棒的调整情况，如有必要的话，重新调整。根据图纸要求，安装层间垫条或测温垫条，用木楔临时固定下层线棒。按图纸要求将下层线棒与端箍进行绑扎，完成端部垫块的绑扎，绑扎后涂刷一遍涂刷胶。
3.5.4上层线棒安装：
线棒必须在硅胶固化期间（大约1小时）完成槽楔的楔紧，在线棒完全楔紧之后，线棒的底部和顶部铜焊表面应相互接触，槽楔安装过程中用标尺检测波纹板的预留空间。
槽楔安装完成后，在测槽楔上测量弹性波纹板的残余变形量应为10%-30%。如果残余变形量过大应调整槽下的垫片厚度。
3.5.5槽楔安装后进行上、下层线棒一起的耐压试验，耐压要求按照《电力设备预防性试验规程》DLT596-2005规定执行；
3.5.6焊接上、下层线棒引线及上层线棒与极间连接线的接头。
往每个铜焊接头缝内插入银焊片，调整引线头满足如下的要求。切向和轴向的最大允许偏差为上、下层线棒引线接头的10%，但切向最大不超过3mm，轴向最大不超过4mm。银焊表面必须大于理论截面（引线接头无偏差时的截面积）的80%，如果不能满足这个要求，须得到设计部门的允许。
3.5.7根据图纸安装并包扎端部垫块，绑扎槽楔及定子挡风板，绑扎后涂刷一遍涂刷胶。
3.5.8套装上、下端部的绝缘盒。
3.5.9绕组接头绝缘边包边刷涂刷胶，1/2叠包云母带14层，最后1/2叠包无碱玻璃丝带一层，边包边刷涂刷胶。如果是直角接头用半个绝缘盒进行套装。
3.5.10按照《电力设备预防性试验规程》DLT596-2005规定对定子绕组进行电性能试验。
3.5.11最后按图纸要求喷涂面漆，漆干后回装定子进行其它检修工作。
4、定子绕组故障处理过程质量控制
定子绕组故障处理现场严格执行三级验收制度，对重要的工序实施施工单位/设备厂家、监理、业主三方共同见证，通过后再进行下一道工序，环环相扣，给现场施工质量提供了强力保证；故障处理完毕，严格按照《电力设备预防性试验规程》DLT596-2005规范要求进行试验，充分检验定子绕组的电气性能，以达到原有的设计要求。
5、结束语
优质的工程质量，离不开合理的指导性文件资料和工作人员严谨的态度，桥巩水电站#7机组（ALSTOM机组）在运行过程发生A相的一根下层线棒绝缘击穿故障后，在施工单位/设备厂家、监理、业主的共同努力下，灵活安排工序，牢牢把握关键点，优化施工工期，合理安排施工，#7机组定子绕组绝缘击穿故障发生至恢复共用时7天；事实证明故障处理工艺方案合理，施工方法正确，在实施过程达到了理想的目的。
参考文献：
[1]《电力设备预防性试验规程》DLT596-2005
[2]《电力设备预防性试验规程》Q/CSG114002-2011
[3]《水轮发电机组安装技术规范》GB-8564-2003
[4]《灯泡贯流式水轮发电机组安装工艺导则》DL/T5038—1994
论文作者:周有良,黄明,周新春
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/22
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