大唐甘肃发电有限公司碧口水力发电厂 甘肃陇南 746412
摘要：随着我国环境保护力度的持续加大，水力发电厂的环保优势得以凸显，水力发电将在我国电力市场发挥日益重要的作用。本文从发电机安装过程中的部分缺陷入手进行分析，探讨相关解决措施，为发电机定子穿心螺杆绝缘问题的处理提供可行的解决方案。
关键词：定子；穿心螺杆；绝缘问题；对策
1电站概述
苗家坝水电站位于甘肃文县境内，是白龙江流域梯级开发中的一座大型水电工程，枢纽建筑物主要由混凝土面板堆石坝、溢洪洞、泄洪排沙洞、引水发电洞及岸边厂房等组成。电站正常蓄水位800m，死水位795m，汛期临时排沙水位795m，总装机容量240MW（3×80MW），保证出力43MW，设计年发电量9.24亿kW·h，装机年利用小时3850h，水库正常蓄水位库容2.68亿m3。工程规模属二等大（2）型。主要建筑物挡水坝级别为1级，其它主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。
2定子穿心螺杆绝缘问题概述
电站机组采用SF90-30/7600型发电机。其中，发电机定子主要由定子机座、铁芯和绕组组成，定子铁芯采用高导磁、低损耗、无趋向的50W270优质硅钢片冲制而成，全圆324槽，由27拼冲片组成。铁芯外径为φ7600mm，内径φ6790mm，铁芯高度为1500mm。铁芯轴向均匀设有高度为6mm的通风槽33个。定子铁芯压紧采用穿芯螺杆结构，由162根Φ16mm高强钢穿芯螺杆拉伸紧固，穿芯螺杆穿过铁芯Φ22mm孔时，每隔3个通风槽的垂直距离处放设有一根法兰型绝缘套管，共放置9个，穿芯螺杆无绝缘套管部分与铁芯间存在3mm单边空气间隙。
电站发电机定子穿芯螺杆在安装期间曾出现过大面积绝缘值不合格现象，经机电安装单位与业主技术人员研究分析，对三台机定子穿芯螺杆进行了相关处理后，三台机定子穿芯螺杆基本达到绝缘要求。然而该电站定子穿芯螺杆受结构特殊和现场安装环境差的影响，导致定子穿芯螺杆绝缘反复出现降低的现象，该电站维护人员分别对三台机穿芯螺杆重新编号，对绝缘值进行复测，确认发现三台机组仍然存在大面积穿芯螺杆绝缘不合格现象，对机组安全运行造成了极大隐患。
3定子穿心螺杆绝缘不合格的原因分析
针对发电机定子穿芯螺杆绝缘不合格问题，该电站组织召集设计院、各参建单位专业技术人员认真分析，认为造成发电机定子穿芯螺绝缘不合格的原因主要有以下几点：
1、从理论上分析定子穿芯螺杆绝缘结构设计不存在问题，但在局部设计上存在缺陷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆发电机定子通风槽片处安装的法兰型绝缘套管，在其顶端形成凸台，此处容易积尘，造成穿芯螺杆绝缘下降；
2、由于现场安装环境较差，在定子叠片及下线期间，电站厂房尚未完全施工完毕，厂房地面为水泥混凝土粗糙面，灰尘较多，易产生灰粉尘等杂物，因此在定子铁芯在叠片和后期安装过程中可能有灰尘进入定子穿芯螺杆孔洞，造成穿芯螺杆绝缘下降；
3、发电机定子在做铁芯磁化试验后，由于发电机定子相关部件吸附的磁化金属粉尘也可能导致穿芯螺杆绝缘值不合格；
4、发电机定子在叠片过程中由于硅钢片等部件清洁不彻底，加之安装人员未做好全面的清洁防护工作，随身携带及遗留在穿芯螺杆孔洞中的金属杂物和灰尘等导致穿芯螺杆绝缘下降；
5、绝缘测试时温度、湿度对绝缘值的影响，由于电站所在地区年降水量较多，加之处于山谷，通风不良，水汽过多等环境因素导致的温湿度变化对测量值的影响，也会导致出现绝缘值下降的现象。
4采取的对策及方案
针对发电机定子穿心螺杆绝缘问题，该电站在全面分析问题原因的基础上，联合安装单位，组织专业技术人员对发电机定子进行了全面的清扫、通风干燥和拉伸处理，主要采取以下措施：
1、在发电机风洞内地面及机坑墙面涂刷环氧地坪漆，保证地面清洁无尘，保持风洞内空气清洁度，减少灰尘和金属粉尘的存在几率，避免对穿芯螺杆绝缘造成影响。
2、全面清洁发电机风洞。对机坑、上机架、转子、定子机座、空冷器、下机架，下盖板等部位进行全面彻底清扫。清洁过程中，对定子线圈、转子磁极等重要部位清扫时先用吸尘器大面和干抹布进行大面积初步清洁，再用和好的白面团对于设备部件的死角进行粘除，其它部位再用微型吸尘器、酒精布、毛刷等工具进行除尘。
3、由于风洞内环境较为潮湿且通风不良，加之基坑内环氧地坪漆施工后尚未彻底晾干，对定子穿心螺杆绝缘处理与测量都有影响，因此在发电机风洞内接入加热除湿器，对风洞内进行加热干燥，保证风洞内环境适宜，便于穿心螺杆绝缘的处理。
4、全面吹扫发电机定子通风槽。打开压力为3MPa干燥的中压风，待中压风管中原有的气体排出后，将制作的专用清扫工具伸入发电机空气间隙和通风槽进行吹扫，吹扫时要左右上下移动，不留死角，吹扫完通风槽后再对穿芯螺杆端部进行吹扫。考虑空气干燥和吹扫效果，首先接入干燥剂，制作热风包，将一定数量的干烧管放置于封闭Φ400mm以上的管路中，制造干燥的热空气，对通风槽及穿芯螺杆端部进行吹扫。
吹扫后用电子兆欧表重新测量穿芯螺杆绝缘值，绝缘测试时电子兆欧表选择500V档位对穿心螺杆进行测试，持续时间1min，绝缘值大于等于15兆欧为合格标准。做好每根穿芯螺杆绝缘值记录并对穿芯螺杆编号。
5处理后的数据及结论
经过对发电机风洞、定子通风槽和穿心螺杆端部等部位的全面吹风清理和处理之后，该电站1号发电机162根定子穿心螺杆绝缘全部合格(≥15MΩ)，其中154根绝缘值达到最大值∞，8根绝缘值在360-803 MΩ之间，满足设计及运行要求。
结语：由以上数据可以得知，该电站针对定子穿芯螺杆绝缘不合格采取的相关处理方法是可行的、正确的、切实有效的，可以有效解决因安装环境等原因造成的发电机定子穿心螺杆绝缘问题，为水轮发电机安装过程中的同类型问题提供了可行的解决方案与实际案例。
参考文献：
[1]付敏，吕艳玲，白宏哲.电力工程基础[M].北京：机械工业出版社,2016年
[2]电力行业职业技能鉴定指导中心.水轮发电机安装[M].北京：中国电力出版社,2013年
[3] 周厚全,汪俊.水轮机机组安装与检修[M].北京：黄河水利出版社,2009年
论文作者:王小宁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/27
标签：定子论文; 螺杆论文; 发电机论文; 电站论文; 风洞论文; 不合格论文; 铁芯论文; 《防护工程》2018年第29期论文;