劉 韋，王新華，王 偉

（1.寶雞市馮家山水庫管理局，陜西 鳳翔 721405；2.煙臺萊山區(qū)水利局，山東 煙臺 264003）

馮家山一級電站是馮家山水庫樞紐工程的一部分，位于渭河一級支流千河下游，地處陜西寶雞。水電站為壩后式，1989年建設(shè)，裝機(jī)2臺，容量2×1250kW，設(shè)計(jì)水頭17.5m，設(shè)計(jì)流量15m3/s。水輪機(jī)由重慶水輪機(jī)廠生產(chǎn)，型號HL123-LJ-120，單機(jī)額定出力1135kW。發(fā)電機(jī)配套為TSL260/42-24型，豎軸懸掛式結(jié)構(gòu)，總重21.62t，轉(zhuǎn)子重10.85t，額定電壓6kV，轉(zhuǎn)速250r/min，永磁機(jī)勵(lì)磁，勵(lì)磁電壓108.5V。

2007年4月，機(jī)組運(yùn)行過程中，雜物進(jìn)入1#水輪機(jī)，導(dǎo)致出力由900k W迅速下降至400kW，過水流量由7m3/s減少至4m3/s左右，同時(shí)在停機(jī)過程中剪斷銷被剪斷兩根。經(jīng)檢修后機(jī)組可勉強(qiáng)運(yùn)行，但水導(dǎo)軸承磨損漏油，水機(jī)盤根漏水嚴(yán)重，振動(dòng)顯著增大，并多次發(fā)生部件緊固螺栓松動(dòng)。

2008年5月，機(jī)組運(yùn)行過程中，1#發(fā)電機(jī)的導(dǎo)瓦溫度故障報(bào)警，1#發(fā)電機(jī)定子中冒出膠木氣味，并伴有閃光和火花，同時(shí)轉(zhuǎn)子滑環(huán)與碳刷間也發(fā)生放電現(xiàn)象。對該發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)定子局部有明顯燒傷痕跡，下導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承偏磨。用兆歐表測發(fā)電機(jī)定子絕緣電阻為30MΩ，轉(zhuǎn)子絕緣電阻為5MΩ，絕緣滿足要求。但轉(zhuǎn)子與定子間隙狹小，無法進(jìn)一步鑒定設(shè)備損壞程度，需要對水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行解體檢查，確認(rèn)故障原因，制定科學(xué)的檢修方案。

通過對水輪發(fā)電機(jī)組存在故障現(xiàn)象的分析，初步判斷電機(jī)發(fā)生了掃膛事故，具備大修條件。大修施工分解體、修理、回裝三個(gè)階段進(jìn)行，大修中嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1 機(jī)組解體檢查及掃膛原因分析

機(jī)組解體前應(yīng)準(zhǔn)備好有關(guān)圖紙、技術(shù)文件和試驗(yàn)資料，并組織學(xué)習(xí)，按檢修范圍和機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，由上到下，由里到外進(jìn)行解體，對相關(guān)零件按照方位標(biāo)注記號。部件解體后，進(jìn)行全面檢查，查找設(shè)備缺陷，掌握設(shè)備技術(shù)情況，分析故障原因，為零件修復(fù)提供依據(jù)。

機(jī)組解體吊出轉(zhuǎn)子后，從發(fā)電機(jī)端向水輪機(jī)方向看，在坐標(biāo)第三象限的x軸線下部30°～45°之間定子繞組中部有6個(gè)線槽機(jī)械擦傷，上部有幾條明顯的擦痕，擦傷處中間的兩個(gè)槽，槽楔燒毀，線棒外層絕緣燒傷，但無放電痕跡；定子磁極磨損部位局部已出現(xiàn)高溫?zé){(lán)現(xiàn)象；轉(zhuǎn)子僅有幾個(gè)高點(diǎn)擦傷，磨損部位無燒傷、放電痕跡，轉(zhuǎn)子擋風(fēng)板上的灰垢嚴(yán)重，其余完好。經(jīng)檢查發(fā)電機(jī)定子及轉(zhuǎn)子的燒傷痕跡為機(jī)械擦碰所致，確認(rèn)發(fā)電機(jī)發(fā)生了掃膛事故，掃膛面積為順圓周長度約200mm，上下高度約6mm。

對水輪機(jī)解體檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)水機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)夾有三塊石塊及一個(gè)廢輪胎，這些雜物導(dǎo)致機(jī)組水力及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不平衡，機(jī)組振動(dòng)增加。過大的振動(dòng)，使機(jī)組處于極危險(xiǎn)的狀況，引起零部件疲勞破壞，各部件的緊固連接件松動(dòng)，從而加劇了連接部位的振動(dòng)，使機(jī)組軸線傾斜或曲折，造成碳刷冒火花，定子與轉(zhuǎn)子相互擦碰，最終導(dǎo)致定子掃膛事故的發(fā)生。

2 損傷部件處理方法及工藝措施

損傷部件的檢修應(yīng)結(jié)合解體后的實(shí)際情況，采用合理的工藝措施，嚴(yán)格按照檢修規(guī)程進(jìn)行修復(fù)。

2.1 檢修注意事項(xiàng)

1）進(jìn)出定子內(nèi)部時(shí)，不可踩踏定子繞組部接頭，定子兩端的繞組應(yīng)用氈墊和膠皮蓋好；

2）凡是拆下來的零件和對號裝設(shè)的電氣接頭，均應(yīng)編號并登記；

3）不可采用鐵器等硬物敲打發(fā)電機(jī)絕緣部分；

4）焊接繞組接頭時(shí)，高溫碳棒的放置應(yīng)牢靠，不可觸及繞組絕緣，不可兩極接觸，不可放在行人來往處。

2.2 定子擦傷處理

1）若定子線棒絕緣輕度磨損，可將損壞的絕緣清理干凈，在損壞處包裹原質(zhì)絕緣帶，涂以原質(zhì)絕緣漆，并將槽楔緊固。這些工作完成后，在定子表面噴一層1321灰色防油絕緣漆。

2）若定子線棒絕緣損壞嚴(yán)重，則需更換線棒。先拆除舊線棒接頭絕緣和銅并套，再應(yīng)用直流電焊機(jī)加熱線棒，使其變軟取出，線棒溫度控制在80～100℃之間。更換線棒后應(yīng)進(jìn)行電氣預(yù)防性試驗(yàn)，耐壓合格后才能進(jìn)行定子線圈排線。定子排線上、中、下線棒間應(yīng)加墊，排線結(jié)束后，對定子繞組進(jìn)行泄漏電流和交、直流耐壓試驗(yàn)，整組耐壓試驗(yàn)應(yīng)合格。

3）硅鋼片之間的絕緣損壞，可使鐵心短路，造成鄰近線棒的絕緣過熱而擊穿，應(yīng)做鐵心發(fā)熱試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果再做處理。2500V兆歐表測1#發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣電阻滿足要求，萬用表測擦傷的硅鋼片之間的絕緣，各片間絕緣也良好，確定定子線棒和鐵心屬輕度磨損，故決定對損壞的線棒及硅鋼片采用絕緣漆處理。

先清除燒毀的槽楔，用0.3～0.4MPa的干燥壓縮空氣吹凈定子繞組灰塵、雜物，再用酒精擦掉繞組上的臟污與油垢。將燒傷的線棒外層絕緣略微撬開，并將損壞的絕緣清理干凈，在損壞處包裹原質(zhì)絕緣帶并涂以原質(zhì)絕緣漆。將定子擦傷處表面徹底清除干凈，并清理硅鋼片疊層間失效的絕緣漆，深度1mm，再噴一層原質(zhì)絕緣漆，低溫烘干。定子絕緣處理完后，用專用工具打入槽楔，并檢查槽楔緊固情況，必要時(shí)可加墊打緊槽楔。最后在定子表面噴一層1321絕緣漆，分3次噴涂，每次厚度約40μm，漆膜不宜過厚，以免影響冷卻效果。

2.3 轉(zhuǎn)子磨損處理

500V兆歐表測1#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣電阻滿足要求，故轉(zhuǎn)子屬輕度磨損，決定對轉(zhuǎn)子繞組同樣采用絕緣漆處理。清除1#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子擋風(fēng)板上的灰垢、雜物，用壓縮空氣吹凈轉(zhuǎn)子繞組，用酒精擦掉繞組上的臟污與油垢。轉(zhuǎn)子磨損較輕處用砂紙打磨，消除毛刺，清掃干凈，表面涂原質(zhì)絕緣漆。轉(zhuǎn)子磨損較重處，在線匝之間墊以刷有硅有機(jī)漆作粘合劑的云母板，匝間絕緣全部處理后，將繞組進(jìn)行整形，表面涂原質(zhì)絕緣漆。繞組處理完畢后，在轉(zhuǎn)子表面噴一層1321絕緣漆。

2.4 發(fā)電機(jī)電氣試驗(yàn)

發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的絕緣漆烤干后，回裝前應(yīng)對定子和轉(zhuǎn)子的繞組進(jìn)行電氣預(yù)防性試驗(yàn)。1#發(fā)電機(jī)定子繞組額定電壓應(yīng)達(dá)到6kV，繞組局部修復(fù)，大修后定子絕緣電阻應(yīng)大于6MΩ，吸收比應(yīng)不低于1.3，交流耐壓試驗(yàn)電壓應(yīng)達(dá)到9k V，并持續(xù)1min；轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電壓應(yīng)達(dá)到108.5V，轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻應(yīng)不低于0.5MΩ，交流耐壓試驗(yàn)電壓應(yīng)不低于1000V。經(jīng)試驗(yàn)，1#水輪發(fā)電機(jī)絕緣滿足相應(yīng)技術(shù)等級要求，耐壓試驗(yàn)合格。

3 機(jī)組回裝的質(zhì)量控制

機(jī)組回裝按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制安裝質(zhì)量。

1）確立安裝質(zhì)量控制流程，明確影響安裝質(zhì)量的主要因素，包括人員、材料，設(shè)備施工順序和方法等。安裝質(zhì)量控制流程明確后，進(jìn)一步完善質(zhì)量監(jiān)督組織和制度，建立相應(yīng)的檢驗(yàn)方法和工作程序。

2）抓好質(zhì)量檢驗(yàn)，對每一個(gè)施工和安裝的工序都根據(jù)制定的施工細(xì)則和操作規(guī)程，按照行業(yè)質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正。

3）對違反施工和操作規(guī)程，不按施工圖紙施工，原材料不合格者，必須停止施工，糾正后才能繼續(xù)施工。發(fā)生質(zhì)量問題（事故）必須立即上報(bào)主管部門，同時(shí)組織力量調(diào)查處理。

4 結(jié)語

機(jī)組回裝后試運(yùn)行正常。投入正常生產(chǎn)以來，運(yùn)行工況穩(wěn)定，機(jī)組振動(dòng)、大軸擺動(dòng)、軸承瓦溫等符合運(yùn)行要求，定子運(yùn)行溫度正常，氣隙無明顯變化，表明此次大修取得了預(yù)期效果。

[1]葉元端. 水力機(jī)組及輔助設(shè)備檢修[M]. 北京: 水利電力出版社, 1993.

[2]羅云霞, 虞放. 電氣一次設(shè)備維護(hù)與檢修[M]. 北京: 中國計(jì)劃出版社, 1999.

[3]GB/T8564-2003. 水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范[S].