汽轮发电机定子绕组绝缘检修工艺技术探析

汽轮发电机定子绕组绝缘检修工艺技术探析

肖靖

陕西延长石油集团有限责任公司永坪炼油厂 陕西省延安市 717208

摘要：蒸汽涡轮发电机的火电、水电、余热发电单位将大型设备的能量，属于大型高压同步电动机，通常极高速电机的形式，其设置转子结构稳定性的要求明显高于一般高压电机，电机定子铁芯槽绝缘材料和松散材料是特殊的，不同与传统高压电机，对生产的定子绕组，预埋和固定都有较高的技术要求。

关键词：汽轮发电机；定子绕组；绝缘检修；工艺技术

本文详细介绍了汽轮发电机的定子绕组的绝缘结构和拆除等一系列技术，维修，安装和固定的定子绕组，具有强大的参考和指导价值汽轮发电机的定子绕组的绝缘维护。

1、维修技术难点

首先，由于目前汽轮发电机维修过程中的数据仍处于技术保密的范畴，只有汽轮发电机厂家掌握。其次，由于在线汽轮发电机数量少，绕组检修机会少，缺乏相关维修经验。最后，转子发电机定子的高压线圈长度大，新线圈不易成型。

2、定子绕组绝缘维护技术

2.1 定子线圈去除过程

一是测量并记录定子线圈底部的六排接线长度，确保安装时电机接线排与外部母线正确连接。二是拆去定子线圈的斜面、端面、线圈斜面的绑扎绳和铁芯的楔块。当拆除时，保护绝缘不会被损坏，线圈被使用。开始移除上部线圈，直到所有线圈都被移除。三是沟楔的制作。四是断开线圈的前端。五是定子槽、线圈的对应位置应进行编号和标记。

2.2 定子线圈的检查和修复过程

一是线圈的外观质量检查：将取出的定子线圈逐一检查，并进行接地耐压试验。耐压标准为18500V，可待机使用。二是清理合格线圈的外观：将线圈两端的弯曲部分打磨干净，然后在线圈直部刷低阻防晕漆，每端都超过缺口长度约25mm；线防晕漆干燥固化后，末端涂红色搪瓷。油漆位置应与低电阻漆的线部重叠约15mm，并将有串联线的线部全部刷至串联线的末端。三是线圈对地耐压，耐压标准21850V。四是定子铁心磁化试验：将定子铁心清洗、烘干，待定子冷却至室温后进行铁心磁化试验。(1)剥离线圈的线形部分与地面绝缘，线圈端部的斜面切成锥度，锥度长度为100 ~ 125mm；(2)高压线圈绕至地绝缘，绕10层，最后绕手1层；(3)直线部分缠绕在低阻带上，两端超过切口位置15mm；(4)将绝缘沿原绝缘锥度位置缠绕在线圈端锥度上；(5)线圈端绕高阻带，高阻带与低阻带重叠约15mm，高阻带绕组端超过线圈绕组端约100mm；(6)最后在直线部分覆盖条；(7)线圈成型接地保温，控制炉温和保温的温度和时间。在熨斗余热的作用下，线圈直接开始向两端排放油；(8)连接面涂AB胶，端托内端面涂一层浸透橡胶的聚酯玻璃毡。螺纹孔与聚酯丝带交错，将聚酯玻璃毡固定在端托的内端面上。(9)新做的盘管之间的绝缘用摆动式仪表检测。测试合格后，刷低阻漆和绝缘漆。线圈应承受地压，耐压标准为21850V。

2.3 定子线圈恢复安装过程

一是线圈串联线的安装：按照原安装位置，恢复串联线的安装，并加强串联线，绑在支架上。定子测温元件埋入位置确定后，引线应通过芯风管，测温元件应提前就位。二是安装线圈底部槽的绝缘：半导体垫片放置在槽内，厚度0.5 ~ 1.0mm，垫片两端的槽为20mm。三是底部线圈的安装：(1)将槽与线圈水平对准，将线圈压入槽内，使线圈两端的槽处于同一位置；(2)将半导体导杆插入到线圈的上层，以保护线圈的上表面，在相应槽的两端插入一个槽楔，然后将预先制作的楔插入槽楔下，以压缩下线圈。(3)在相应的槽的两端安装一个槽楔，然后将预制作的反楔安装在槽楔的下方。最后，半导体导杆插入到线圈的上层。线圈插入槽内后，安装槽楔、反楔、导杆。(4)下卷的捆扎固定：首先，用胶毡将线材之间的垫包好，插入卷尾与卷角等高的间隙，捆扎牢固；其次，最后的绑定间隔是统一的。首先绑定一个圆与括号对应的位置，然后绑定其他位置。最后，将聚酯波绳在系列钢丝与支架之间交叉捆绑。(5)上定子部分下线圈用聚酯波绳固定牵引，并将旧的槽楔、楔板和半导体导杆取出。(6)电机定子在炉内烘干，烘干温度为90℃，烘干时间为10小时。(7)电机定子冷却至室温后，将楔块、旧槽楔块和半导体垫块移开，准备耐压。(8)定子一端的接线端与定子下线圈均用锡箔包裹，并用铜线连接成整体。耐压电压接通电源。电压标准为16200V。(9)半导体垫片插入在所述下定子线圈的一侧以填充所述线圈间隙。(10)定子上线圈的安装：首先将定子下半部分的上线圈嵌入。靠近定子中间部分的线圈需要被打入槽楔并用垫固定。下盘管可直接嵌入到位后，不应采取拧紧措施。接下来，安装槽楔和槽垫板条，从下到上依次是：玻璃丝板、波纹板、玻璃丝板、槽楔、槽楔和波纹板的位置相应的插放。(11)新安装线圈总电压电阻：14600V。(12)定子线圈上端、圈间垫、槽块的安装绑定：第一步用胶毡将圈间垫包1.5层，嵌入到线圈两端之间。材料为玻璃丝板。第二步是每个托架放一套坐垫，然后与夹层坐垫绑紧在一起。最后，在两个支座中间放置一套钢丝垫，用于捆绑和紧固。第三步是在每个支架上上下线圈之间放置层间垫，并沿层间垫与线圈的接触面与小头的三个面缠绕一层胶毡。第四步锁住上圈和下圈的鼻尖，确保上圈端整洁平整。第五步是将上下线与支架结合成一个整体。第六步是用粘胶毡将凹槽块的外侧、上部和两侧包裹起来，并从底部到顶部通过安装，该安装位于线圈出口凹槽的直线中间。所有切口块均用橡胶聚酯波浪绳连续捆扎。切口块有三个孔，主要与中间孔交叠进行捆绑。(13)定子在线垫片全部安装到位，绑端完毕，放入炉内90℃烘干不少于5小时。然后，它将自然冷却出熔炉。(14)测温元件出线根据三相位置标识连接到端子排，指示槽号。每个相共有6个温度测量元件。(15)上下线鼻端连接的焊接：焊接前应铺石棉布绝缘，保护线圈不受接地绝缘；然后进行端焊和绝缘绕制，分两阶段进行：第一阶段，对线圈端部下半部分进行焊接，测量三相直流电阻，对绕组线圈端部进行绝缘；第二阶段：焊接线圈端上半部分，测量三相直流电阻，对绕组线圈的前端进行绝缘。(16)绝缘包裹完成，在炉中烘干12小时。烘干温度90℃，出烤箱自然冷却。(17)定子冷却出烘箱，外观干燥效果好。绝缘已经固化，但是滴胶比较明显，所以线圈末端的表面需要清理。(18)定子绝缘及三相直流电阻测试，定子内部进行风清。(19)定子涂漆，对定子内部及端子、支座等处进行涂漆。(20)定子线圈整体成品耐压试验，试验电压为13600V。

3、修复效果

(1)在这个维修项目，一系列新技术和过程，如“防松动措施的直线定子线圈槽”、“绑定和紧固措施斜面定子线圈的一部分”，“修复和绑定措施之间的定子线圈和支撑板”和“白手起家的模压设备”，已被采用，取得了很好的效果。(2)恢复后的汽轮发电机成品试验合格1次，现场试验成功1次。(3)修复后的涡轮电机在线运行时间约为3年。振动值从维修前的0.06mm下降到0.04mm以内，振幅下降到33%以上，有效提高了汽轮发电机的整体稳定性能。其他工况稳定，试验各项性能参数均合格。

4、结束语

总而言之，通过对汽轮发电机大修的研究，掌握了定子绕组绝缘对地的维修技术，具备了汽轮发电机定子绕组绝缘的维修能力。

参考文献

[1]刘臻.汽轮发电机定子绕组绝缘检修工艺技术探讨[J].中国设备工程，2020(20)：70-71.

[2]侯建.汽轮发电机定子端部松动的检修方法[J].防爆电机，2017，52(05)：42-44.

[3]李磊. 汽轮发电机定子端部模态分析[D].上海交通大学，2017.