青溪水电厂发电机定子缺陷处理
2008-01-22 13:38:51 来源:
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电力18讯: 青溪水电厂有4台单机容量为36 MW的水轮发电机组,发电机型号为SFF-48/8450,电压为13.8 kV。该厂以发电为主,兼顾航运,具有担负系统调峰及在枯水期调相运行的功能。电能主要以青梅线220 kV电压输送到省网。
1 故障现象
电厂试运行期间,曾发现3号机组在升压时,定子部分发出“嗡嗡”的响声(2号、4号发电机也出现类似情况)。1999年9月1日,大修期间又发现定子铁心-X方向的220,230槽的齿压片松脱,经过压紧处理后投入运行。2000年4月30日,3号发电机满负荷运行时(有功功率为36MW),发现槽的齿压片再次松脱,离机座下环板的间隙约6~7 mm;齿压片上部的铁心冲片向上变形,铁心冲片变形后的波浪高度约6 mm,长约200 mm,铁心冲片上端部的压紧钢板比相邻压紧钢板高出5 mm;一个压板上的调节螺丝未接触铁心上齿压板,距离约1 mm;220,230槽的齿压片上部的铁心冲片有明显的局部过热现象,4个组合缝间隙也超标。
2 故障处理
2.1 用角磨机将定子铁心发热严重部分磨去
用锉刀锉平整铁心齿部在修理过程中产生的毛刺,并用30%的硝酸清洗,随后用干燥的压缩空气吹扫干净,刷166绝缘漆和灌注环氧树脂胶。
2.2 更换铁心拉紧螺杆,将铁心均匀压紧
a)把原A3钢拉紧螺杆全部更换为15Cr Mn拉紧螺杆。螺杆材料机械性能见表1。
从表1中可以看到,15CrMn的机械性能远远高于A3钢,铁心能更加均匀压紧。
b)更换螺杆前,测量铁心的高度,每隔10个槽测一点,共测40个点。螺杆更换前铁心高度不均匀,虽然大部分误差在978 mm±3 mm范围内,平均高度为977.58 mm,最低为971.2 mm,最高为981.0 mm,波浪度差9.8 mm。定子铁心齿部高度更换后比更换前平均降低0.58 mm。
c)换拉紧螺杆时,为避免铁心松动,采用间隔更换法,即采取每隔一条螺杆先换一条螺杆,换上的螺杆由专人边紧螺杆下端螺帽同时测量铁心的高度,把铁心波浪度调至最小,使铁心整体高度调整误差在977 mm±3 mm范围内,待全部螺杆更换完后再沿圆周均匀地紧几圈。
检修前后对+Y,+X,-Y,-X方向的定子铁心波浪度抽查,结果见表2。
d)点焊处理。对拉紧螺杆上、下螺母、垫片及冷风器处螺杆进行点焊。
e)现场清理。对定子吹风并用吸尘器和面粉团将冷风器通风处及缝隙清理干净。
2.3 检测定子合缝间隙
处理前四个分瓣定子铁心合缝处间隙均超标,槽底径向错位达0.80~1.20 mm,轴向错位达3.90~4.20 mm,这也是在运行中产生响声的原因之一。在合缝面加垫处理后,重新压紧合缝面螺丝并调整,铁心合缝面螺栓四周用0.05 mm塞尺检查无间隙。定子铁心合缝处槽底径向错位不大于0.50 mm,轴向错位不大于3.50 mm,合乎规程要求。
3 处理后的效果
处理后,对定子做了如下试验:
a)按标准对定子绕组进行交、直流耐压试验,均合格。
b)铁损试验,铁心损耗合格。符合DL/T596―1996《电气设备预防性试验规定》标准规定当磁通密度为1 T时,铁心发热最大温升20℃,最大温差12℃(90 min内)。
c)处理前、后开机振动与摆度对比值见表3。
处理后,投入运行未再出现响声,一切正常。
为了防止同类事故的发生,在大修时又对其它3台发电机进行了与3号机相同的铁心松动和合缝间隙处理,至今已运行两年多情况良好。
4 处理结果分析
4.1 制造质量问题
发电机定子故障的主要原因是制造质量问题,具体分析如下:
a)铁心冲片在出厂时叠装质量就不符合要求。
铁心松动后,冲片表面的绝缘漆磨损,引起铁心片之间涡流,造成局部过热,特别是齿压片部位产生电磁振动,导致定子铁心振动,逐步使齿压片松脱。
b)定子铁心绝缘采用有机绝缘漆。冲片漆膜总厚度应为0.020~0.025 mm。当扇形片的漆膜厚度不均匀且比设计值厚时,经过机组的长时间运行,冲片漆漠热收缩性就会越来越明显。继而引起定子铁心有较大的热缩和铁心的松动。
c)铁心冲片拉紧螺杆。原设计为A3钢,抗拉强度低,容易造成螺杆受力大而产生塑性变形,从而引起螺杆伸长,局部铁心松动。
d)定子合缝间隙大。
4.2 现存问题
原设计铁心高度为980 mm±3 mm,现在有些地方高度已低于977 mm,甚至达到971.2 mm,对这些特别低点,我们只能在铁片之间垫绝缘垫,我们正在研究采取解决的措施和加强监视。
5 结束语
青溪水电厂4台机为同型号产品,安装完毕出现过定子做交流耐压试验多次击穿问题,造成运行时3号机由于定子线圈端部绝缘盖环氧树脂绕灌不满导致绝缘不良而发生相间短路事故。这说明发电机存在制造质量或安装工艺的先天不足。从本次检修情况来看,发电机定子铁心同样也存在制造上的缺陷。处理后彻底
1 故障现象
电厂试运行期间,曾发现3号机组在升压时,定子部分发出“嗡嗡”的响声(2号、4号发电机也出现类似情况)。1999年9月1日,大修期间又发现定子铁心-X方向的220,230槽的齿压片松脱,经过压紧处理后投入运行。2000年4月30日,3号发电机满负荷运行时(有功功率为36MW),发现槽的齿压片再次松脱,离机座下环板的间隙约6~7 mm;齿压片上部的铁心冲片向上变形,铁心冲片变形后的波浪高度约6 mm,长约200 mm,铁心冲片上端部的压紧钢板比相邻压紧钢板高出5 mm;一个压板上的调节螺丝未接触铁心上齿压板,距离约1 mm;220,230槽的齿压片上部的铁心冲片有明显的局部过热现象,4个组合缝间隙也超标。
2 故障处理
2.1 用角磨机将定子铁心发热严重部分磨去
用锉刀锉平整铁心齿部在修理过程中产生的毛刺,并用30%的硝酸清洗,随后用干燥的压缩空气吹扫干净,刷166绝缘漆和灌注环氧树脂胶。
2.2 更换铁心拉紧螺杆,将铁心均匀压紧
a)把原A3钢拉紧螺杆全部更换为15Cr Mn拉紧螺杆。螺杆材料机械性能见表1。
从表1中可以看到,15CrMn的机械性能远远高于A3钢,铁心能更加均匀压紧。
b)更换螺杆前,测量铁心的高度,每隔10个槽测一点,共测40个点。螺杆更换前铁心高度不均匀,虽然大部分误差在978 mm±3 mm范围内,平均高度为977.58 mm,最低为971.2 mm,最高为981.0 mm,波浪度差9.8 mm。定子铁心齿部高度更换后比更换前平均降低0.58 mm。
c)换拉紧螺杆时,为避免铁心松动,采用间隔更换法,即采取每隔一条螺杆先换一条螺杆,换上的螺杆由专人边紧螺杆下端螺帽同时测量铁心的高度,把铁心波浪度调至最小,使铁心整体高度调整误差在977 mm±3 mm范围内,待全部螺杆更换完后再沿圆周均匀地紧几圈。
检修前后对+Y,+X,-Y,-X方向的定子铁心波浪度抽查,结果见表2。
d)点焊处理。对拉紧螺杆上、下螺母、垫片及冷风器处螺杆进行点焊。
e)现场清理。对定子吹风并用吸尘器和面粉团将冷风器通风处及缝隙清理干净。
2.3 检测定子合缝间隙
处理前四个分瓣定子铁心合缝处间隙均超标,槽底径向错位达0.80~1.20 mm,轴向错位达3.90~4.20 mm,这也是在运行中产生响声的原因之一。在合缝面加垫处理后,重新压紧合缝面螺丝并调整,铁心合缝面螺栓四周用0.05 mm塞尺检查无间隙。定子铁心合缝处槽底径向错位不大于0.50 mm,轴向错位不大于3.50 mm,合乎规程要求。
3 处理后的效果
处理后,对定子做了如下试验:
a)按标准对定子绕组进行交、直流耐压试验,均合格。
b)铁损试验,铁心损耗合格。符合DL/T596―1996《电气设备预防性试验规定》标准规定当磁通密度为1 T时,铁心发热最大温升20℃,最大温差12℃(90 min内)。
c)处理前、后开机振动与摆度对比值见表3。
处理后,投入运行未再出现响声,一切正常。
为了防止同类事故的发生,在大修时又对其它3台发电机进行了与3号机相同的铁心松动和合缝间隙处理,至今已运行两年多情况良好。
4 处理结果分析
4.1 制造质量问题
发电机定子故障的主要原因是制造质量问题,具体分析如下:
a)铁心冲片在出厂时叠装质量就不符合要求。
铁心松动后,冲片表面的绝缘漆磨损,引起铁心片之间涡流,造成局部过热,特别是齿压片部位产生电磁振动,导致定子铁心振动,逐步使齿压片松脱。
b)定子铁心绝缘采用有机绝缘漆。冲片漆膜总厚度应为0.020~0.025 mm。当扇形片的漆膜厚度不均匀且比设计值厚时,经过机组的长时间运行,冲片漆漠热收缩性就会越来越明显。继而引起定子铁心有较大的热缩和铁心的松动。
c)铁心冲片拉紧螺杆。原设计为A3钢,抗拉强度低,容易造成螺杆受力大而产生塑性变形,从而引起螺杆伸长,局部铁心松动。
d)定子合缝间隙大。
4.2 现存问题
原设计铁心高度为980 mm±3 mm,现在有些地方高度已低于977 mm,甚至达到971.2 mm,对这些特别低点,我们只能在铁片之间垫绝缘垫,我们正在研究采取解决的措施和加强监视。
5 结束语
青溪水电厂4台机为同型号产品,安装完毕出现过定子做交流耐压试验多次击穿问题,造成运行时3号机由于定子线圈端部绝缘盖环氧树脂绕灌不满导致绝缘不良而发生相间短路事故。这说明发电机存在制造质量或安装工艺的先天不足。从本次检修情况来看,发电机定子铁心同样也存在制造上的缺陷。处理后彻底
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