汽轮发电机定子铁芯松动处理与防范措施

刘 红

(贵州鸭溪金元发电运营有限公司，贵州 遵义 563108)

汽轮发电机定子铁芯松动处理与防范措施

刘 红

(贵州鸭溪金元发电运营有限公司，贵州 遵义 563108)

针对某电厂300 MW汽轮发电机在运行过程中产生的定子铁芯松动问题，介绍发电机定子铁芯松动的处理方法，包括松开定位筋螺母、处理凸起的硅钢片、拉紧铁芯及回装等方面，探讨了定子铁芯松动的原因，并提出了相应的防范措施。

发电机；定子铁芯；铁芯松动

0 引言

定子铁芯是发电机定子的重要组成部分，其作用包括以下2个方面：

(1) 构成发电机的主要磁路；

(2) 用于支撑定子绕组，使其稳固地承载负载电流。

在汽轮发电机组的正常运行中，铁芯受到重力、负荷电磁转矩、转子磁拉力、端部漏磁影响等的共同作用；同时定子铁芯本身也会产生基频振动和倍频振动，特别是倍频振动，因其引起的振幅较大，更容易导致铁芯松动、硅钢片齿部断裂等现象，进而导致铁芯过热、烧损现象的发生。

1 发电机运行中的异常情况

某电厂3号发电机型号为QFSN-300-2，定子额定电压为20 kV，定子额定电流为10．19 kA，冷却方式为水-氢-氢。3号机组于2006-01-22投入运行，2008-03-12发现发电机噪声比较大，测量噪声为110 dB。从3号发电机励端方向看，测量的左侧水平振幅为32 μm，右侧水平振幅为45 μm，与之前的数据相比，水平振幅增大约150 %。其余电气参数正常（有功功率为162．27 MW，无功功率为22．24 Mvar）。通过此次检查，初步怀疑3号发电机铁芯硅钢片出现松动。并且通过长期监视发现，随着发电机有功负荷的增大，噪音也会相应增大。

2010年8月，检修人员对该发电机进行大修，对从发电机下部人孔门和氢冷却器人孔门进入发电机背部所能到达的部位进行了检查。在发电机定子背部发现多处铁芯硅钢片严重异常凸起，且呈不规则分布，这说明发电机定子铁芯已出现松动。

抽出发电机转子后，打开所有人孔门。对发电机的9个风区的背部铁芯进行检查，发现铁芯硅钢片共有凸起95处。

2 处理过程及相应试验

2.1 松开定位筋螺母

(1) 用3个千斤顶顶住绕组端部下面的3个支架板，使发电机定子端部固定，防止在弹簧板把合螺钉松开后造成整个端部下沉，导致因定子线圈受力而损伤。

(2) 剔掉汇流管间的连接绑绳，在励端的适当位置各拆除4根绝缘引水管，并拆除励端出线盒内的引线夹板，以便人员进入安装液压螺栓拉伸器。

(3) 将定子绕组端部弹簧板与定子压圈的把合螺栓松开，记录松开前后的螺栓的长度，使松开的长度前后相差约5 mm，但不能全部旋出。

(4) 拆除锁紧定位筋两端螺母的固化涤纶玻璃丝绳，用M56螺母试拧入以便清除残留的环氧胶。检查定位筋螺纹伸出螺母的长度，如果螺纹伸出长度不足15 mm，则不能使用液压螺栓拉伸器拉紧。在励端18个定位筋的螺母上安装液压螺栓拉伸器，在铁芯压圈与端部基板安装百分表，将百分表调零后再使用液压控制器使螺栓拉伸器动作，松开定位筋的螺母，并使用百分表对比松动量。

2.2 处理凸起的硅钢片

(1) 用楔铁撑开凸起的背部硅钢片两侧并保持一段时间，以保证移走楔铁后缝隙仍能存在。

(2) 在有问题的背部硅钢片两侧刷53841YQ双组份环氧树脂胶，并将背部硅钢片塞回原处，再在表面刷胶，共处理73处。剩余22处未处理，主要是由于发电机内部狭窄，导致人员无法到达。

2.3 拉紧铁芯

(1) 采用液压控制器使螺栓拉伸器动作，并拧紧定位筋螺母，同时将液压压力调整为817 bar(81．7 MPa)。

(2) 卸压，拆除螺栓拉伸器。再次检查铁芯背部凸出硅钢片处，用铁芯测紧度刀测试插进量，确定均不能插入才可。

2.4 回装

(1) 恢复定子绕组端部弹簧板与定子压圈的把合螺栓。

(2) 用浸胶涤纶玻璃丝绳锁紧定位筋螺母。

(3) 回装拆掉的绝缘引水管，恢复励端出线盒内的引线夹板。

2.5 相关试验

(1) 为了检查发电机定子铁芯压紧后铁芯的松紧程度及铁芯的绝缘完好情况，检查铁芯片间绝缘是否损坏和铁芯是否有短路缺陷，防止发电机在运行中出现定子铁芯烧损事故，对发电机进行了铁芯铁损试验。EL-CID铁损试验结果合格。

(2) 对定子绕组水路进行水压试验，试验结果合格。

3 定子铁芯松动的原因

发电机运行中由于定子铁芯受到2倍工作频率的交变磁应力和由温度变化而引起的热应力作用，将使硅钢片间绝缘漆膜干缩而产生缝隙；同时如果硅钢片的绝缘漆膜厚度不均，或因工艺质量问题造成漆膜附着不牢，加之定子铁芯本身电磁振动的共同作用，将造成定子铁芯硅钢片上的绝缘漆膜逐渐磨损，导致铁芯进一步松动。这更加剧了铁芯振动，长期运行后会造成铁芯松动引起硅钢片凸出。

4 防范措施

(1) 提高发电机制造、安装质量，加强设备监造工作，避免将发电机制造、安装阶段产生的缺陷遗留到运行中。

(2) 运行中加强对定子铁芯温度的监视。监视发电机的各项运行参数，尤其是定子铁芯温度，虽未达到报警值，但相对变化量增大时应引起重视。

(3) 防止发电机内部产生漏油。漏油会使定子铁芯松动加剧。

(4) 充分利用机组检修机会。在机组检修期间，应重点对定子铁芯内膛表面(主要是边段铁芯)和铁芯背部进行检查。在检查定子铁芯的同时，还要及时检查压圈螺母、端部紧固件、槽楔等是否存在松动现象，以便进一步处理。

2014-06-18；

2014-08-08。

刘 红(1981-)，男，工程师，主要从事电气一次设备的检修工作，email：37353338@qq．com。