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1、浅析发电机定子槽电位和并头焊接第25卷第1期2006年2月四JII水力发电SichuanWaterPowerVoI.25.No.1Feb.,2006浅析发电机定子槽电位和并头焊接刘星龙(中国水利水电第五工程局.四川成都610066)摘要分析了紫坪铺电站发电机定予线棒槽电位的重要性和新工艺及如何处理定予槽电位,定予线棒并头焊接工艺要求.关键词定子线棒}槽电位钎焊电阻焊机;紫坪铺电站中田分类号.TV734ITK73文献标识码lB文章一号l1001-2184.(2006)01-0051-04紫坪铺水电站是
2、我国西部大开发及四川省的重点工程,位于都江堰市上游9km.机组为混流式,总装机容量为4X190MW,机组型号为SF190—40/10800,额定电流为9084.6A,额定电压为13800V,定子铁芯槽数为480槽.定子下线工作全部在现场施工.下线工作于2004年12月16日正式开始,历时52d,工作全部完成.由于厂房内湿度大,经过长时间的干燥后,于2005年2月21日晚9;30一次耐压成功.全部试验项目均达到国家和设计规范.但在定子下线过程中也遇到了一些意想不到的问题,特别是定子线棒槽电位的安装与处
3、理,现介绍于后.1发电机结构设计(1)定子铁芯:外经10800mm,内径10030mm.高1900mm.铁芯采用高导磁,低损耗,无时效优质硅钢片冲压而成,为了减少附加损耗,铁芯两端叠装而成阶梯形,并采用非磁性压指及非磁性端箍.(2)定于绕组分四路,星形连接,定子线棒采用了308.57度罗贝尔换位,以减少小股间环流,使股线问温度均匀,改善了线豳股线间温差,从而降低了线圈最大温度,延长了寿命,并减少了附加损耗.定子绕组采用条式线圈(线棒)双层波绕组,节距1一l1—25整数槽绕组设计.在线棒的直线部位及端
4、部进行了防晕处理.端部进行高电阻率半导体漆处理,槽内也就是直线部位采用低电阻率半导体漆,半导体漆与定于槽内半导体漆一样,要喷刷均匀,附着力要好,其半导体漆的导电性是介于绝缘体与导体之间,它是由电用绝缘清漆与石墨或碳化硅等元素混合而成,其目的是为了降低收稿日期{2006—01—19线棒表面积与铁芯槽周围的电位差,从而消除发电机在运行中由于电位差过大而损失线棒的主绝缘.下线前在定子铁芯内径及线槽内均匀的喷涂一层半导体胶,以降低线棒表面与线棒槽之间的电位差.槽电位过高会对线棒造成危害,同时降低了机组的运行
5、寿命.由于机组在运行过程中要产生电磁振动,嵌线时线棒表面防晕层与槽壁接触不良(存在间隙)也就是槽电位过高,从而使槽内间隙产生放电,在线棒表面产生电晕,使线棒绝缘表面产生电腐蚀,也使线棒表面被烧伤,从而降低了线棒的耐压等级;同时,放电会使槽内铁芯表面产生毛刺,黑点,线圈表面产生碳化,使线棒主绝缘受到破坏,导致在机组运行中线棒被击穿,使机组无法运行,从而造成重大经济损失.2定子线棒防止电腐蚀的措施及槽电位在机组正常运行中所起的重要作用(1)定子线棒在运行中产生的电晕现象主要有三种,即线棒内部电晕,槽内电
6、晕和槽外电晕.线棒内部电晕产生的原因:线棒在制作过程中,由于工艺不够严谨,致使线棒导线间出现气隙,这些气隙在强电场作用下将产生电晕.槽内电晕发生在线棒与铁芯间.槽外电晕发生在铁芯出槽口附近.(2)线棒的电晕现象对绝缘的危害很大,线棒内部电晕会加速绝缘老化,槽内电晕会使线棒受到电腐蚀,使绝缘产生针孔;而槽外电晕会使线棒龟裂.为防止槽内电晕,可在线棒的槽部表面涂以电阻率为1O.~1O'Q?cm的半导体涂料;为防止槽外电晕,可在线棒的出槽口外将一段长度的线棒表面涂以半导体涂料,以降低线棒表面的电位,避免在
7、槽口处电场过于集中而使线棒附近的空气5】发生游离,即中性的原子变成带负电的电子和带正电的原子核,从而形成电晕.电晕产生后形成可见的蓝色光并伴随响声放出臭氧,由于电晕使定子绕组周围的空气发生游离而产生臭氧,它又与空气中的氮化合生成一氧化氮(N0)并与电机内部的潮气结合而成酸性物质.这种酸性化合物对电机内部的金属部件及绝缘材料起着腐蚀性作用,加速了绝缘老化;同时,电晕的形成必将增加电机的损耗,影响着电机的效率,还会导致定子绕组一些部位的电场分布很不均匀,电力线密集,在发电机突然甩负荷或短路故障时,发电机
8、的电压将较正常运行时的电压增高很多,从而使一些部位易发生绝缘击穿故障.同时,高压电机在运行时线圈表面有较高的对地电位,铁芯和线圈导线构成了一个电容器,其介质是绝缘层和空气,在槽口附近电场较高的部位,空气易游离而出现电晕.在无防晕处理时,线圈表面的电容电流分布见图1;为了改变线圈出槽口的电场分布和改变电容电流的路径,常用的防晕措施是在线圈表面增加一层半导体材料,在加入半导体层后,电容电流由半导体层流到铁芯,而不会使空气游离,见图2.l?导体2?绝缘屈3?铁芯图1电容电流