北溪水电站发电机磁极变形及定子铁芯松动的处理.docx

运行与维护SMALLHYDBOPOWEB2013Nol,TotalNol69

·58·

北溪水电站发电机磁极变形及定子铁芯松动的处理

马海涛(浙江北溪水电开发有限公司浙江温州325000)

【摘要】对北溪水电站18MW小型立式水轮发电机转子磁极变形及定子铁芯松动引起的机组事故进行了全面细致地分析，并找出磁极变形、铁芯松动的原因，从设计、制造、安装检修等方面对该类故障的预防和处理提出了措施和建议。图4幅，表1个。

【关键词】水轮发电机转子磁极定子铁芯变形松动处理

0引言

北溪水电站位于浙江省永嘉县境内，装有2台18MW高水头竖轴混流式发电机组，机组由天津ALSTOM水电设备有限公司制造，于2001年投产发电。作为发电机的核心部件，定子和转子的运行工况直接关系到发电机组能否安全稳定工作。同样的，定子和转子部位的缺陷、故障对于检修而言也是比较麻烦的；一旦出现问题，一般都要吊转子检查，复杂的还要更换定子线圈，且检修工期较长。所以平时检修中要及时检查发现缺陷并妥善处理，才能保证发电机的安全经济运行。

北溪水电站1号发电机在2005年检修吊出转子后发现，转子磁极下端部向外变形凸出，定子铁芯下端部颜色发黑，部分铁芯松动且产生电腐蚀、断齿现象。针对上述情况，对该机组进行了全面检查，从设计制造、安装、运行维护等方面进行了分析和探讨，提出了处理方案并进行了实施。

1磁极变形

1.1情况检查

转子吊出后，对其进行了全面检查，发现磁极

收稿日期：2012-09-21

作者简介：马海涛(1976-),男，高级工程师，主要从事水电厂运行维护及管理工作。

Email:2521455@

下端部阻尼环有5副断裂，10只磁极下端部均有不同程度的变形向外凸出，1号磁极下端部有1个绝缘挡块脱落(见表1)。

表1各磁极下端部变形量

磁极编号1

2

3

4

5

8

9

10

变形量(mm)7

6.5

5

1

6

5

5

7

4.5

这样的变形情况直接导致定、转子气隙由原来的22mm变成了近12mm,变化部位不均匀且没有规律，完全破坏了运行中机组的动平衡，使机组各部位在运行中振动变大，气隙越小的地方发热情况越严重，导致相关部位的磁极铁芯和定子铁芯颜色发黑，有明显的过热痕迹(见图1)。

图1磁极下端部向外凸出并有过热痕迹

小水电2013年第1期(总第169期)运行与维护

·59·

1.2原因分析及处理

由于考虑到发电机经济运行问题，经过设计制造、安装、运行单位等方面的探讨，认为磁极变形可能是由于磁极铁芯材质问题或者磁极挂装后磁极键未打入到位引起的。但当时考虑到检修成本，并未对该现象引起重视，随后运行中监测发现变形情况仍然在加剧，且导致下端部铁芯电腐蚀严重，机组振动越来越大。为了避免出现恶性后果，2011年检修时将10只磁极全部拆除检查，发现磁极铁芯叠片严重扭曲变形(见图2)。处理方法是将磁极铁芯返厂矫形或加工新的磁极予以更换。经过对拆下来的磁极各部位进行检查发现，造成该现象的主要原因是磁极安装时磁极键没有打入到位，按要求副键需打入到超过下阻尼环5cm左右的位置。找到原因后对另外1台也有类似情况的发电机也进行了临时性处理，即磁极键拆除并重新打键，发现磁极和磁轭的贴近度明显改善。最终对大修的1号机组更换了10只全新的磁极，重新投产后动平衡试验结果良好，机组运行时的振动和摆度明显减小，大大提高了运行的稳定性。

图2磁极铁芯叠片发生扭曲

2定子铁芯松动

2.1情况检查

1号发电机机组2001年投产后，检查性大修中便发现定子下端部铁芯部分松动，且松动部位有少量电腐蚀情况。2005年再次检修时，对比以前的图像资料发现松动现象加剧，电腐蚀严重，部分

硅钢片腐烂、断齿(见图3)。由于没有采取妥善的处理措施，到2011年时，电腐蚀严重的部位直接导致槽内线棒绝缘损坏，定子单相接地。对故障线棒检查发现，在铁芯叠片断齿部位出现1个圆形坑洞，主绝缘被破坏。

图3定子铁芯冲片下端部松动、电腐蚀

2.2原因分析

1)发电机运行时铁芯受热膨胀，受到附加压力，使漆膜压薄，加上漆膜老化收缩，使片间紧密度降低，因而产生松动。当铁芯之间收缩0.3%时，铁芯片间压力会降低到原始值的一半。铁芯松动会产生振动，使绝缘漆膜进一步变薄，松动进一步加剧。

2)压环及压指的强度不够或材质选择不当也会造成铁芯齿部压紧度不够