劉 偉，黃紹波，謝志輝，任東濱

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600MW汽輪發(fā)電機定子繞組端部烘焙工藝優(yōu)化研究

劉 偉，黃紹波，謝志輝，任東濱

（東方電氣集團東方電機有限公司，四川德陽 618000）

本文主要介紹了東方電機有限公司600MW汽輪發(fā)電機綁扎式固定完成后經(jīng)過不同烘焙時間固化，機組直流泄漏電流、絕緣電阻、端部固有振動頻率等性能的對比，提出最優(yōu)的烘焙時間，從而縮短產(chǎn)出時間，優(yōu)化工藝等要求。

汽輪發(fā)電機；定子繞組；烘焙；直流泄漏電流；固有頻率

0 前言

由于我公司汽輪發(fā)電機組交貨周期壓力逐漸增加，進行下線并綁扎后的烘焙固化時間較長，影響了汽輪發(fā)電機組的產(chǎn)出周期。合理縮短烘焙固化時間能夠部分緩解由于生產(chǎn)周期長造成的交貨壓力。

為提出合理的烘焙時間，開展了汽輪發(fā)電機端部絕緣材料在不同溫度、不同烘焙時間下固化后的力學性能和電性能測試。其絕緣材料包含汽發(fā)端部綁扎用聚酯樹脂浸漬環(huán)氧玻璃網(wǎng)狀無緯綁扎帶H200-W、多膠云母帶手包絕緣和定子繞組端部適形材料不飽和聚酯玻璃纖維模塑料DMC等。

在對以上材料的烘焙溫度、烘焙時間及其達到的性能試驗數(shù)據(jù)進行分析后，提出的烘焙方案如下：

方案一：

（1）上層線圈下線完，烘焙固化端部固定材料，烘焙要求如下：

① 90℃±5℃，2h；

② 130℃±5℃，24h。

（2）鼻端絕緣包扎完，進行烘焙處理，烘焙要求：

① 90℃±5℃，8h；

② 130℃±5℃，32h。

（3）定子繞組綁扎完后，澆浸環(huán)氧浸漬膠后烘焙固化維持100℃±5℃，12h。

方案二：

（1）上層線圈下線完，烘焙固化端部固定材料，烘焙要求如下：

① 90℃±5℃，2h；

② 130℃±5℃，24h。

（2）鼻端絕緣包扎完，進行烘焙處理，烘焙要求：

① 90℃±5℃，8h；

②130℃±5℃，24h。

（3）定子繞組綁扎完后，澆浸環(huán)氧浸漬膠后烘焙固化維持100℃±5℃，12h。

1 絕緣性能測試

1.1 外觀

烘焙后觀察外觀，縮短烘焙固化時間后的定子端部手包絕緣未見烤糊的地方（顏色為土黃色），見圖1和圖2。

圖1 A機縮短烘焙時間后的定子端部外觀

圖2 C機縮短烘焙時間后的定子端部外觀

1.2 定子繞組直流耐壓及泄漏電流

不同烘焙固化時間的機組在絕緣性能試驗時泄漏電流比較，見表1。

表1 不同烘焙固化時間的機組的直流泄漏電流測試比較

標準：在2.5N試驗電壓下，三相泄漏電流小于50μA，且三相泄漏電流最大值與最小值的差值要小于最小值的50%。

1.3 三相極化指數(shù)

不同烘焙固化時間的機組的絕緣電阻測試比較見表2。

表 2

標準：用5000V兆歐表測試1min絕緣電阻應(yīng)大于200MΩ，且P.I≥2.0。

1.4 定子鼻端絕緣外移電位

標準：在22kV(DC)額定電壓下，泄漏電流值不大于14μA。

不同烘焙固化時間的機組的鼻端絕緣外移電位實測值比較見表3。

表 3

2 端部固有頻率測試

2.1 簡介

汽輪發(fā)電機定子端部繞組的固有頻率應(yīng)避開95Hz~112Hz，以確保發(fā)電機安全穩(wěn)定運行。

2.2 試驗方法

本試驗采用“單點激勵多點響應(yīng)”錘擊法，通過力錘對端部繞組施加脈沖力，加速度傳感器采集振動響應(yīng)信號，由接口箱將激振力和振動響應(yīng)信號進行調(diào)理后送入計算機，計算機采集該激振力與振動響應(yīng)信號，通過模態(tài)分析軟件對測試數(shù)據(jù)進行分析處理，獲得模態(tài)參數(shù)：固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。

2.3 汽端及勵端測點布置

沿端部繞組圓錐內(nèi)表面外圈布置各21個測點,示意如圖3所示。

圖3 固有頻率測點布置示意圖

2.4 試驗結(jié)果

定子端部繞組200Hz以下各階振動模態(tài)頻率和阻尼比見表4。

表4 定子汽端繞組固有頻率值

2.5 結(jié)果分析

對比五臺60萬機組（A、B、C、D、E），端部烘焙時間為60h、32h、24h機組的直流耐壓及泄漏電流、手包絕緣外移電位、絕緣電阻等各項性能均能滿足標準及新產(chǎn)品出廠檢查要求。發(fā)電機端部繞組汽、勵兩端橢圓振型的固有頻率均避開了95Hz～112Hz范圍，滿足GB /T 20140-2006的要求。

表5 定子勵端繞組固有頻率值

3 結(jié)論

通過對比五臺60萬汽發(fā)機組在不同烘焙時間（60h、32h、24h）下固化后，機組的直流耐壓及泄漏電流、手包絕緣外移電位、絕緣電阻、端部固有振動頻率等性能分析，最終確定了如下烘焙方案。

鼻端絕緣包扎完，進行烘焙處理，烘焙要求：

① 90℃±5℃，8h；

② 130℃±5℃，32h。

烘焙固化時間由原來的60h縮短為32h，縮短烘焙時間后生產(chǎn)的60萬汽發(fā)機組各項性能均能滿足標準及新產(chǎn)品出廠檢查要求，同時能縮短機組的生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品能耗，提高設(shè)備利用率。緩解由于生產(chǎn)周期長造成的交貨壓力。

表6 引線固有頻率測試結(jié)果 Hz

[1] 王玉田, 袁曉紅. 大型發(fā)電機定子繞組端部固定方法[J]. 大電機技術(shù)，2011(2): 4-6.

[2] JB/T 8990-1999, 大型汽輪發(fā)電機定子端部繞組模態(tài)試驗分析和固有頻率測量方法及評定[S].

[3] 王紹禹, 周德貴. 大型發(fā)電機絕緣的運行特性與試驗[M]. 北京水利電力出版社, 1992.

Study on the Heating Process of 600MW turbine Generator Stator End Winding

LIU Wei, HUANG Shaobo, XIE Zhihui, REN Dongbin

（Dongfang Electric Machinery Co. Ltd, Deyang 618000, China）

This paper mainly introduces various properties of 600MW turbo-generator after the end winding is fixed, such as DC leakage current, insulation resistance, natural vibration frequency, after different heating process time on the stator end winding, then find out the optimal heating time to reduce the production time and to optimize the manufacturing process.

turbine generator; stator winding; heating; DC leakage current; natural vibration frequency

TM311

A

1000-3983(2016)05-0019-03

2015-10-14

劉偉（1986-），畢業(yè)于西安交通大學電氣工程與自動化專業(yè)，現(xiàn)從事大型高壓同步發(fā)電機絕緣技術(shù)研究與應(yīng)用工作，工程師。

審稿人：滿宇光