青居水电厂机组定子制造质量问题的分析及处理

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1、青居水电厂机组定子制造质量问题的分析及处理罗云江2010年9月青居水电厂机组定子制造质量问题的分析及处理罗云江摘要：青居电站投产运行不久，就发出现定子铁心变形、定位筋座裂纹、转子磁轭松动等重大制造质量问题，考虑当时的具体情况，决定对1#机采用加固定子基座的修复方案，2#机则采用在1#机修复后重新设计定子机座的改造方案，根据两台机组修复后的试验数据分析，改造后的2#机组能满足电厂长期稳定运行，而修复后的1#机则仍然存在安全隐患，故3#、4#机组采用2#机的改造方案进行修复，1#机视运行情况而定是否再对定子进行彻底改造。关键词：定子、变形、裂纹、修复、

2、改造、方案。⒈引言青居水电站位于四川省南充市青居镇，电站为明渠引水河床式电站，地面厂房。装有四台富春江富士水电设备有限公司（东芝公司）制造的4X34MW的灯泡贯流式水轮发电机组，电站设计水头11m，引用流量1390.88m3/s,转轮直径为6.15m。2005年5月16日由于发生2#发电机转子励磁引线连接片烧损及磁轭键压板部分固定螺栓断裂等事故，在检查其它机组时发现1#发电机定子铁心局部变形及磁轭键压板两颗固定螺栓断裂等，1#机组被迫停机，1#发电机共运行6693小时。对已经投运的2#、3#机组定子进行检查，发现这两台机组定、转子都有相似的情况，只

3、是这两台机组没有1#机严重，在得到厂家承诺后可继续观察运行。针对青居发电机的重大缺陷和当时安装、制造厂的实际情况，决定对1#发电机进行检查性大修（定子须重新叠片），在分解定子线棒及铁心时，发现1#发电机定子机座与定位筋座的焊接部位和环板有损伤情况，同时发现部分定位筋与定位筋座连接的固定螺栓发生断裂，根据定子机座的实际情况和工期要求决定将1#定子机座运回富春江工厂进行加强补焊维修。在对1#定子机座进行维修的同时，对定子机座等相关部件的制作质量进行了检查，同时对设计计算进行了复核。另外，还组织测量了2#～4#机组各处的振动值及2#发电机定子的固有频率，

4、介于当时各个定子出现的问题和1#机定子分解后的检查情况，决定对2#机定子进行重新设计和制造，并在随后2#发电机的解体过程中对2#发电机的定子进行了相关检查。分别测量1#机和2#机修复后运行情况数据显示，2#定子改造后，定子的振动得到了明显改善，各参数满足要求，能确保机组的长期安全稳定运行；而1#机的修复后虽然运行状况有所好转，但要稳定运行必须经过长期的运行才能有说服力，这为电厂安全运行留下了隐患，为了让电厂能安全可靠地运行，3#、4#机组决定采用2#机的改造方案进行修复，1#机视运行情况而定是否再对定子进行彻底改造。⒉.出现问题的现象及调查取证⒉⒈

5、1#机定子检查⒉⒈⒈１＃机定子检查资料汇编以下是1#机定子在大修中检查到的主要情况：(1)下游侧铁心齿压板(小齿压板)移动情况（照片1）：下游侧铁心齿压板(小齿压板)整体性地向外径方向移动大约2～5mm，局部性最大移动量有20mm左右。(照片1)+Y方向偏+X方向的0°～45°的范围的移动量最大。(2)拆冲片后对基座进行检查，发现定位筋座焊接部位的中间环板的一部分有裂纹。(a)焊接部位的裂纹数：28处（部分焊缝直接脱开）(2)拆冲片后对基座进行检查，发现定位筋座焊接部位的中间环板的一部分有裂纹。(b)中间环板裂纹数：5处；(2)拆冲片后对基座进行检

6、查，发现定位筋座焊接部位的中间环板的一部分有裂纹。(c)部分焊缝出现虚焊情况；裂纹分布情况，+Y方向偏+X方向0°～45°的范围内最多。-Y方向也部分地有裂纹痕迹。(3)鸽尾键固定螺栓头部损伤鸽尾键固定螺栓头部，在定子机座+Y方向偏+X方向0°～45°的范围内损伤很严重，+Y方向偏-X方向0°～45°的范围也有部分螺栓的头部损伤。(4)铁心变形内周、+Y方向偏+X方向0°～45°的范围内最大；半径方向上最大有-8mm左右。上面所讲到的(1)～(4)，都集中发生在+Y方向偏+X方向0°～45°的范围。(5)上游侧齿压板(大齿压板)压指焊缝开裂上游侧齿

7、压板(大齿压板)压指，部分焊缝开裂。断裂集中在+Y方向偏±X方向0°～±45°范围内。(6)铁心波浪变形铁心部分地发生了波浪变形⒉⒈⒉１＃机定子机座的检查结果调查项目调查结果1鸽尾键固定螺栓断裂面疲劳损伤2螺栓的尺寸、材质检查材质没有问题。六角螺栓的尺寸不规范。此构造的螺栓其头部容易集中应力。3鸽尾键内径尺寸大体正圆没有问题。No.49、51定位筋座变形不能测量。4定位筋座内径尺寸大体正圆没有问题。。No.47定位筋座受焊接部分裂纹的影响5铁心冲片尺寸尺寸精度不良。6鸽尾键尺寸宽度尺寸不良现象较多。7鸽尾键表面检查由于振动，与铁心的接触面有铁锈。8

8、铁心压紧力拆卸时没有测量。组装时9kg/cm2。设计为12kg/cm29铁心内径测量（组装时）(电站拆卸前)组装时:没有问