以桂柳水电站为例简述发电机定子线棒的故障及处理

　　摘要：桂柳水电站5号发电机组在运行中甩负荷停机后进行检查，检查中发现定子线棒部分有拉弧烧伤情况。通过分析确定了线棒磨损的原因，详细介绍了定子线棒的修复过程、修后试验， 提出了相应防范措施。

　　关键词：桂柳水电站,定子线棒,故障处理,防范措施

　　2010年8月5号机组在运行中发电机差动、发变组差动保护动作，5号机组甩13MW负荷停机，5号主变110KV开关105分闸。开启发电机舱定子进人孔发现55-58号定子线棒端部绝缘盒处有拉弧烧伤情况， 烧灼部位呈现白色， 线棒上还附有少量淡黄色油泥状和粉状的物体。定子线棒是发电机内部的关键部件， 除定期预防性试验外， 发电机内部异常情况很难被发现。因此， 电厂充分利用此次停机进行检修，仔细检查了发电机内部情况， 深入查找发电机内部可能存在的问题。

　　1.定子线棒故障情况

　　2010年8月6:30分5号机组在运行中发电机差动、发变组差动保护动作，5号机组甩13MW负荷停机、5号主变110KV开关105分闸。采取强制通风后，开启发电机舱定子进人孔发现55-58号定子线棒端部绝缘盒处有拉弧烧伤情况，同时第96--106槽极组跳线与线棒并头处的绝缘存在缺陷，其中第100槽与第106槽的绝缘己严重老化。

　　1.1部分并头套盒中的填充绝缘材料与线棒导体和套盒之间存在缝隙，填充材料不密实，产生电腐蚀。

　　1.2拆开部分并头套盒，去掉填充绝缘材料后，其中一个接头焊接处多面都有明显的深绿色铜锈，其中一面的最大铜锈面积达40*15mm。

　　1.3第55槽下层(B相)被电弧击穿损伤的不规则圆形洞坑共烧断线棒中分匝线6根，损伤2根(每根线棒中分匝线为2*12根)。

　　1.4第96--106槽极组跳线与线棒并头处的绝缘存在缺陷，其中第100槽与第106槽的绝缘己严重老化。

　　1.5发电机55-58号线棒绝缘盒内部绝缘材料不密实，杂质进入线棒绝缘盒造成线圈端部出现漏电爬电现象，发生相间短路，造成机组跳闸。

　　2.定子线棒受损后的修复处理

　　发电机线棒受损后的处理方式为：更换受损线棒或对受损线棒的绝缘进行修复。由于此次故障为线棒主绝缘层磨损，根据电厂线棒备品情况，决定更换受损严重的线棒，并对定子运行环境进行优化，防止再次发生线棒主绝缘磨损。

　　2.1 更换线棒确认。

　　根据现场线棒磨损情况和整机起晕试验来确定更换线棒数量，以起晕试验数据为优先考虑因素。针对本次线棒磨损情况，经专家讨论分析和现场试验，最终确定更换受损严重的上层线棒。

　　2.2 取出故障线棒。

　　将受损的线棒先做好记号与防范灌注胶飞溅措施，然后逐个拆除固定用的绑扎带、线棒上/下端的绝缘盒和固定线棒的槽楔，最后取出线棒。

　　2.3 新线棒下线。

　　新线棒下线时，上/下端部与已装线圈高度一致，上/下层线棒接头错位不大于5 mm，前后距离偏差在并头套长度范围内，线圈在槽内单侧间隙不大于0.3mm，长度不大于100mm，用槽楔将线棒固定牢固。在下线工艺上应注重加强3个方面的质量管理：线棒下线过程中，加强槽内半导体垫条、槽楔的紧密性检查和处理;加强线棒固定、端部绑扎的质量管理;在绑环、垫块与线棒间衬垫合适厚度的涤纶毡，防止硬接触磨损线棒绝缘。

　　2.4定子线圈接头焊接。

　　定子线棒接头焊接采用银-铜钎焊，焊接过程要对焊接线棒及相邻线棒两侧的绝缘部位用干燥的石棉布进行可靠的绝缘隔热保护，同时要防止金属粉和焊液流出烧坏线棒，或掉进定子铁心和绕组中。准备措施完成后，用铜银焊机的炭精块对准待焊部位，同时在线棒和炭精块之间各放1 片银焊片，用气压夹头夹紧。确认好位置后再打开冷却水和电源开关进行焊接。当线棒接头焊透后，用银焊条对焊缝表面进行焊料补充，焊接结束后用压缩空气进行冷却，待焊接冷凝温度回落到130℃才拆开夹钳。焊后要及时检查清理接头，不许有焊渣存在， 要求接头表面光滑，无棱角、气孔及空洞。接头焊接后冷却到常温时测量直流电阻，要求不超过10μΩ，最大值与最小值之比不大于1.2倍。

　　2.5定子线圈接头绝缘包扎及绝缘灌注。

　　在引出线接头焊接完成后， 采用云母带和玻璃丝带包扎焊接接头。接头的绝缘包扎与引出线原有绝缘的搭接长度应大于30 mm。绝缘包扎采用半叠包形式， 浸渍过的云母包扎带为14 层， 包扎过程中需不断涂抹环氧树脂， 并不断将层间的空气挤出。云母带包扎完成后再在外部包扎3 层玻璃纤维带加以固定。

　　2.6定子全面检查清扫。

　　用带电清洗剂对定子、转子的通风沟进行全面清扫， 包括转子支架内的进风槽口。

　　2.7经过对定子短路干燥，对定子进行绝缘及直流耐压试验，数据符合国家规范，于14日20:58分，机组恢复运行

　　3.整改与预防措施

　　3.1整改措施

　　由于5机组解体时还发现制动闸粉尘较多等问题， 故在线棒处理外还采取了以下措施：

　　3.1.1更换5号机制动闸材质， 降低磨损速率，减少制动过程产生的粉尘。

　　3.1.2对机组空冷器本体用带电清洁剂、对冷却器管路用高压水进行清洗， 清除空冷器本体和管路污垢， 提高空冷器冷却能力。

　　3.1.3对定子风道加压清扫， 改善冷却效果。采取以上措施后， 优化了定子的运行环境。复役运行3 个月后， 再次检查了机坑， 未发现油污， 制动粉尘也非常少。通过改善空冷器和定子风道的检修工艺， 提高了定子冷却性能， 满负荷运行时， 定子相同部位的温度低3℃。

　　3.2预防措施

　　根据此次检修中出现的线棒损坏情况， 在今后的检修和改造中可采取以下应对措施：

　　3.2.1在机组检修时， 加强预防性试验数据的分析和比对， 并用针孔摄影机对定子进行检查，及时发现定子的缺陷。

　　3.2.2为了随时监测发电机绝缘情况， 可考虑增加在线监测设备， 实时掌握机组运行情况， 提高预测能力， 避免和减少损失。

　　3.2.3计划改造机组空冷器， 增强冷却能力， 降低定子运行温度， 提高线棒绝缘寿命。

　　4.结束语

　　发电机端部的线棒固定和绝缘较薄弱，是最容易发生故障的部位，必须重点检查。由于定子线棒槽内、端部固定形式较复杂，任何部位存在松动、摩擦都将严重影响发电机的安全稳定运行。由于在本次检修中特别加强了对线棒固定质量的监督，避免了定子绝缘事故的发生。通过线棒故障的分析处理可以看出：填充材料不密实，杂质进入线棒绝缘盒造成线圈端部出现漏电爬电现象、绝缘己严重老。因此，加强槽内和端部固定是预防定子线棒故障的重要措施之一。

　　本文选自《黑龙江水利科技》。  《黑龙江水利科技》主管单位：黑龙江省水利厅，主办单位：黑龙江省水利水电勘测设计研究院黑龙江省水利学会黑龙江省水利科技信息中心站。国际标准刊号：ISSN1007-7596，国内统一刊号：CN23-1269/TV，邮发代号：14-87。

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