（深能合和电力（河源）有限公司 广东河源 517025）
摘要：发电机定子线圈槽楔松动，使得槽部定子线棒表面与槽壁之间失去良好接触而产生火花放电造成电腐蚀，严重时造成发电机定子线棒绝缘损坏，导致发电机短路事故而损坏。本文简要介绍定子槽楔结构，介绍检测判断分析槽楔松动原因，介绍处理对策和改进建议，为同类型发电机定子槽楔检修提供借鉴。
关键词：发电机；定子线圈；槽楔；垫条；波纹板；声检测
0 引言
大型发电机是现代电厂最主要的三大主机之一，属于发电厂的核心设备，发电机事故损坏将给发电厂生产经营带来巨大的经济损失，甚至威胁到核心负荷区电网供电安全。因此保障大型发电机组安全稳定运行至关重要，而作为发电机最重要的组成部分的定子线棒在运行过程中会受到交变电磁场力作用，由于铁芯颤动，主绝缘材料轻微热胀冷缩，造成槽楔严重松动，部分脱落，从而又加剧线棒的振动，其主绝缘的机械强度、介电性能趋向恶化，长期运行将导致绝缘层磨损，引起涡流和电火花放电，形成电腐蚀，直至绝缘层击穿，最终导致发电机短路事故而损坏。因此，定期对定子槽楔松紧程度进行检测尤为重要。我厂在机组大修期间将抽出转子后的发电机槽楔松紧度检测列为了发电机重点检修项目，在专业人员配合电机厂家技术员共同对定子槽楔全台检查后发现过半数以上槽楔紧固低于里氏硬度检测标准。电厂专业人员征询了解不同发电机生产厂家、科研院所及同型机组电厂处理方法后，召开专题讨论会，确定处理意见、范围及方案。
1 定子槽楔固定结构
发电机制造厂传统的槽部固定方式是在定子线棒嵌入定子槽后，利用垫条、槽楔将其紧固，如图1所示，这种固定方式使槽楔与线棒呈刚性硬接触，由于热胀冷缩现象和长期运行后垫条等绝缘材料一定的收缩，槽楔会出现松动现象。
上世纪七十年代以后，制造工艺得到了很大改进，国内外大型汽轮发电机主要采用在槽楔下使用弹性波纹板固定结构，如图2所示。该结构应用U型燕尾槽铁芯，在电机运行中由于槽楔可能出现的松动由波纹板弹簧垫条的伸缩自动补偿以保持线棒处于紧固状态。
不同电机制造厂选用的绝缘材料不同，声检测标准也不尽相同。哈电机厂对600MW发电机的槽楔声检测里氏硬度标准为：要求每根槽楔测量两点，数值应大于700HL，每个槽可以有两根槽楔低于标准，但不能低于660HL，且不能相邻；每根端头槽楔必须合格大于700HL。附表1中红色底纹部分为低于660，黄色底纹部分为661~699之间。分析全部检测数据，最低值仅为589，偏离标准值较多；按序号分，前几槽与后几槽松动比较突出，中间槽数及每槽的中间节相对较好。
3 槽楔松动过程分析
发电机运行过程中，下层线棒电流所产生的磁场作用于上层线棒使其产生径向电磁力。当定子线棒中通入工频交流电时，线棒将受到交变电磁力的作用二发生2倍频的振动。槽楔与波纹板构成的紧固结构与上层线棒直接接触，因此受力主要作用于上层线棒。电机出厂前波纹板具有很大的预置形变量（波纹板形变量是指波纹板在自然状态下与受力时的高度差值），以确保线棒能承受强大电磁力而不发生振动。但随着电机在长期运行过程中，由于材料疲劳、积污磨损以及局部放电等影响，即使是良好的紧固结构仍然会逐渐松动。线棒的振动会磨损电机绝缘结构，同时波纹板会产生疲劳现象，这都将会导致其形变量递减，加重槽楔松动。特别是端部槽楔松动，造成定子线圈两端振动及出现位移，致使端部绝缘层与槽内侧面波纹板接触面磨损，同时由于发电机存在进油又加剧了松动，使磨损更严重。绝缘层磨损后与油混合形成泥状物，分布在第一风区槽楔表面及风道中。当波纹板的形变量减小到一定值，所提供的紧固力达不到要求时，就需要对槽楔重新打紧，必要时更换波纹板。
4 处理修复
针对槽楔大面积松动，尤其是汽励两侧定子线棒端头槽楔松动现象比较突出，电厂电气专业相关人员召开专题会议确定处理方案：更换已经老化的垫条和槽楔，更换全部波纹板及端头关门锁紧槽楔，清理汽励两端铁芯，去除杂物和油污，特别是将线圈磨损后粘贴在铁芯风道的黑泥彻底清除，对全台槽楔进行打紧处理。
首先准备好适合的专用工具，包括方头冲子、方铲、榔头及硬木板等等；拆掉定子膛内11个风区的10个挡风环；拆出上层线棒两个端部的细线，取出垫块，在退出槽楔时，先用长硬木板将槽楔打出，退出槽楔要小心，严防损伤线棒绝缘。取出波纹板和垫条，清理汽励两端铁芯，去除杂物、油污和黑泥；打入槽楔时，根据需要在槽内先放入一层或多层垫条，然后放入新波纹板，分段打紧槽楔，每打完1节都必须进行检查，看看合格与否。全台槽楔打完后要进行逐一检查验收，每块槽楔应完整、平整，无过热现象，槽楔不凸出铁芯内圆表面，用声检测仪复测确保所有的硬度检测数据满足出厂标准。
5 结语
1）大型汽轮发电机采用波纹板与槽楔配合的紧固结构，定子线棒所受的电磁力长期作用于紧固系统，使波纹板提供的弹性力逐渐减小直至完全松动，有必要引起足够的重视。
2）在发电机大修时应安排检查槽楔松动情况，当发现槽楔存在松动时，要予以及时彻底地处理，不留后患。
3）用里氏硬度仪检查槽楔松紧度，数据比较直观准确，每次测得的数据应该保存，并与历史数据进行对比，为研究发电机槽楔的松紧度变化提供科学依据。
作者简介：
覃国荣（1972年—），男，高级工程师，从事电厂电气专业技术管理工作。
论文作者:覃国荣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/17
标签：定子论文; 发电机论文; 波纹论文; 线棒论文; 紧固论文; 磨损论文; 结构论文; 《电力设备》2017年第4期论文;