水轮发电机定子RTD补救方案

叶观全

(闽东水电开发有限公司，福建 宁德 352100)

水轮发电机定子RTD补救方案

叶观全

(闽东水电开发有限公司，福建 宁德 352100)

鉴于定子铁芯、绕组RTD温度测点损坏较多的情况，提出了采用外部贴片式RTD的补救方案，介绍了定子绕组RTD、定子铁芯RTD和定子顶齿RTD的安装位置及工艺流程，指出了方案需要考虑的问题。采用此种补救方案后，机组定子运行稳定。

水轮发电机；定子；温度测点；补救方案

0 定子RTD概况

在电力生产领域里，大型发电机定子对电阻温度探测器(Resistance Temperature Detector，RTD)的寿命要求非常高。在水轮发电机组的例行检修中，除非遇到特殊情况，基本不直接碰触发电机定子，这就要求定子RTD的使用寿命要超过定子的使用寿命。不仅如此，定子RTD的安装位置也极其特殊，处于强磁场干扰、紧邻气隙、安装空间狭小的区域。这对RTD的绝缘、屏蔽、防电晕和防磁化有很高的要求，也对RTD的安装位置和安装工艺有特殊要求。鉴于发电机定子RTD的重要性，当RTD温度测点损坏较多，超过总测点数的一半时，亟需修复或补救。

1 检查状况

2009年9月，闽东水电开发有限公司对所属电站进行热工监督检查，发现芹山电站2台机组绕组、铁芯RTD温度测点损坏较多，而周宁电站2号机组绕组温度测点损坏较多。芹山电站1号机绕组温度测点共设16个，损坏了4个点；铁芯温度测点共设6个，损坏了3个。其2号机绕组温度测点共设16个，损坏了3个；铁芯温度测点共设6个，损坏了4个。周宁电站2号机绕组温度测点共设18个，损坏了6个，且集中在44，45，114槽的方向，1号机无故障点。

由于定子测温元件需在机组大修时吊出转子拔定子线棒的情况下才能处理，因此在未处理前，要求现场运行人员做到：

(1) 严格控制机组定子、转子电流在额定值范围内，尽量不超出力运行；

(2) 在电网事故等特殊情况下，应避免长时间超额定电压和过频率运行；

(3) 发电机各空气冷却器流量、压力应平衡，压力不得相差49 kPa以上；空气冷却器冷风不得超过40 ℃，热风不得超过65 ℃，应参照长期运行的平均温度，如温升超过5 ℃时，应立即调整空冷水量；严禁发电机在空气冷却器无冷却水或流量异常减少的情况下长时间运行；

(4) 加强监视故障测点相邻两边的绕组、铁芯测点温度和其靠近的空气冷却器冷、热风温度，相邻正常测点的绕组、铁芯温度不得超过110 ℃。

2 修复方案

更换定子绕组和铁芯RTD的根本解决办法是拔定子线棒；但该方法工程量巨大，且耗资耗时，从实际运用角度而言基本不可行，因此被否定，改采用定子外部贴片式RTD作为补救措施。

2.1 定子绕组RTD安装

2.1.1 RTD安装位置

RTD在原始和补救修复时的安装位置不相同，如图1所示。结合机组大修，可把绕组RTD安装在紧贴上层线棒靠气隙的端面。

2.1.2 RTD安装工艺

2.1.2.1 拆卸槽楔和垫条

图1 RTD在原始和补救修复的安装位置

在需要安装RTD位置的槽楔上定位，按槽楔→导向垫条→波纹垫条→保护垫条的顺序局部拆卸，上层线棒槽结构如图2所示。

图2 上层线棒槽结构示意

2.1.2.2 保护垫条开槽

在保护垫条紧贴线棒的面上开槽。槽深为垫条厚度的1/2，槽长=RTD探头长度+2 mm，槽宽= RTD探头长度+2 mm，槽尾部留100 mm，用于埋设导线，如图3所示。

图3 保护垫条开槽示意

2.1.2.3 刷半导体漆并胶结

在槽中和RTD上分别涂刷半导体漆，将传感器固定于槽中，均匀施加29.4 N的压力并持续施加30 min，以使RTD可靠粘结在槽中，如图4，5所示。

图4 RTD装配示意1

图5 RTD装配示意2

2.1.2.4 回装带有RTD的保护垫条

分别在线棒和垫条将要贴合的面(即装有RTD的面)上涂抹半导体漆，将保护垫条贴于上层线棒靠近气隙的端面，如图6所示。

2.1.2.5 回装槽楔

回装顺序为波纹垫条→导向垫条→槽楔。在回装过程中，如果垫条间有空隙，可根据空隙大小多加1层0.2-0.8 mm的保护垫条。回装槽楔时，要轻轻楔进，避免对槽楔造成机械损坏。

图6 回装保护垫条示意

2.2 定子铁芯RTD安装

安装定子铁芯RTD时，需防止传感器或导线在脱落时进入气隙。安装位置是沿通风槽的铁芯侧面，此位置在径向上有槽楔板防护，如图7所示。

图7 定子铁芯RTD安装示意

2.3 定子顶齿RTD安装

顶齿RTD安装方式采用环氧胶粘帖，待其固化后再涂抹半导体漆，如图8所示。需要说明的是，部分机组并未在此布置RTD，但并不代表顶齿RTD不重要。由于此部位最易于实施安装，很多试验往往选择在此临时布置测点。在这里安装RTD，也可作为温度监测的参考。

3 需要考虑的问题

3.1 补救用的RTD实测温度的准确

度

补救用的RTD安装位置和原始安装位置的RTD所处环境温度有所差别。绕组RTD的原始安装位置是在2个线棒之间，理论上此处温度更能真实反映绕组温度，温度也更高。如果在补救位置安装，也能基本反映绕组温度，但实测温度可能会比实际温度稍低。因此，应考虑对其测值进行补偿，可与机组过去运行时的历史值或者选择残存的仍然正常工作的RTD比对，以确定补偿的数值。

图8 定子顶齿RTD安装示意

3.2 RTD冗余配置

部分机组在设计时，会在定子的相邻部位安装2支传感器作为冗余或备份。由于同一厂家的传感器在同样的物理和化学环境中，其损坏几率可视为是一样的，使用寿命也是一样的。因此，正确的冗余应该采用2种不同厂家和结构的RTD。

4 结束语

机组投运后，检查发现机组定子采用外部贴片式RTD的测量温度比原始安装的RTD运行中实际温度有偏差，经对其测值进行补偿后能替代原有测温元件，能正常监测机组定子运行温度，投运至今，机组定子外部贴片式RTD运行性能稳定。

1 付朝霞.水轮发电机定子绕组绝缘故障试验查找[J].电力安全技术，2003，15(4)：50-51.

2016-09-20。

叶观全(1976-)，男，工程师，主要从事安全生产技术监督工作，email：527839458@qq.com。