惠州抽水蓄能电站发电机定子拉紧螺杆绝缘分析

第41卷第8期2018年8月水电姑秕电故农Mechanical & Electrical Technique of Hydropower StationVol.41 No.8Aug.201847抽水蓄能电站发电机定子穿心螺杆绝缘研究宋轩，郑越，李坤鹏(河南国网宝泉抽水蓄能有限公司，河南新乡453636)摘要：根据宝泉抽水蓄能电站（以下筒称宝泉电站)在进行发电机开路试验时出现的定子铁心烧损现象，对定子 穿心螺杆绝缘结构进行分析研究，并对其结构进行优化处理，通过应用改进措施，有效解决了机组定子穿心螺杆绝 缘降低现象，为电站后期稳定运行提供保障,同时也为其他电站和设计单位解决相似问题提供依据。

关键词：水轮发电机;定子;穿心螺杆;绝缘结构中图分类号:TM305.2 文献标识码:B文章编号:1672-5387(2018)08-0047-04DOI：10.13599/ki.11-5130.2018.08.0141引言发电机定子穿心螺杆主要是用来固定定子铁心的，由于水轮发电机组正常运行时定子穿心螈杆处于交变的磁场中，会产生一定的感应电压，定子铁心、机座及定位筋等部件属于接地设备，如果绝缘损坏，将会形成导通回路,在螺杆感应电压下形成环流造成螺杆、铁心等部件绝缘的损坏、部件过热甚至烧损[1气从而造成发电机事故。

本文根据宝泉电站在进行发电机开路试验时出现的定子铁心烧损现象，对定子穿心螺杆绝缘结构进行分析研究，并对其进行优化处理，避免事故再次发生，为本电站稳定运行提供保障，同时为其他电站和设计单位对定子穿心螺杆绝缘的设计和选择賊一定的参考价值。

2存在的问题该电站发电机组在进行开路拭验过程中，当定 子电压升至1.25倍额定电压时，发电机风洞内部 发出异味，同时有火星从发电机内部并经过空气冷 却器通风沟喷出，立即停机,此时监控系统监视到 发电机定子铁心温度测点一处显示116丈（未达 到报警和跳机值)。

经检查，该电站4号机组出现 定子铁心烧损现象，有19根穿心螺杆接地。

浅析发电机定子穿芯螺杆绝缘不合格原因及对策发表时间：2018-12-27T16:19:05.863Z 来源：《防护工程》2018年第29期作者：王小宁[导读] 本文从发电机安装过程中的部分缺陷入手进行分析，探讨相关解决措施，为发电机定子穿心螺杆绝缘问题的处理提供可行的解决方案。

大唐甘肃发电有限公司碧口水力发电厂甘肃陇南 746412摘要：随着我国环境保护力度的持续加大，水力发电厂的环保优势得以凸显，水力发电将在我国电力市场发挥日益重要的作用。

本文从发电机安装过程中的部分缺陷入手进行分析，探讨相关解决措施，为发电机定子穿心螺杆绝缘问题的处理提供可行的解决方案。

关键词：定子；穿心螺杆；绝缘问题；对策1电站概述苗家坝水电站位于甘肃文县境内，是白龙江流域梯级开发中的一座大型水电工程，枢纽建筑物主要由混凝土面板堆石坝、溢洪洞、泄洪排沙洞、引水发电洞及岸边厂房等组成。

电站正常蓄水位800m，死水位795m，汛期临时排沙水位795m，总装机容量240MW（3×80MW），保证出力43MW，设计年发电量9.24亿kW·h，装机年利用小时3850h，水库正常蓄水位库容2.68亿m3。

工程规模属二等大（2）型。

主要建筑物挡水坝级别为1级，其它主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。

2定子穿心螺杆绝缘问题概述电站机组采用SF90-30/7600型发电机。

其中，发电机定子主要由定子机座、铁芯和绕组组成，定子铁芯采用高导磁、低损耗、无趋向的50W270优质硅钢片冲制而成，全圆324槽，由27拼冲片组成。

铁芯外径为φ7600mm，内径φ6790mm，铁芯高度为1500mm。

铁芯轴向均匀设有高度为6mm的通风槽33个。

定子铁芯压紧采用穿芯螺杆结构，由162根Φ16mm高强钢穿芯螺杆拉伸紧固，穿芯螺杆穿过铁芯Φ22mm孔时，每隔3个通风槽的垂直距离处放设有一根法兰型绝缘套管，共放置9个，穿芯螺杆无绝缘套管部分与铁芯间存在3mm单边空气间隙。

某水电站定子铁芯拉紧螺杆绝缘不合格分析及处理罗帅发布时间：2021-10-22T08:08:08.585Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第12期作者：罗帅李云于奥达王朕苏贤杰[导读] 结合某水电站2号机组C级检修中，发电机定子铁芯拉紧螺杆绝缘降低的情况，分析了绝缘降低的原因及危害，提出了快速处理的方法及实施方案，并为同类型机组提供了防范措施，以供同类型水电站参考。

罗帅李云于奥达王朕苏贤杰国网绿源水力发电检修公司辽宁丹东 11800摘要：结合某水电站2号机组C级检修中，发电机定子铁芯拉紧螺杆绝缘降低的情况，分析了绝缘降低的原因及危害，提出了快速处理的方法及实施方案，并为同类型机组提供了防范措施，以供同类型水电站参考。

关键词：定子铁芯拉紧螺杆绝缘水电站一、引言该水电站共装设两台混流立式水轮发电机组,水轮机型号为哈尔滨电机厂制造的：HLA883-LJ-400型水轮发电机，最大水头为107.5m，额定水头为97m，最小水头为85m，发电机型号为哈尔滨电机厂制造的:SF140-32/9000型发电机，额定容量为160MV A。

2021年3月对其2号机组进行C级检修，期间对132根定子铁心拉紧螺杆进行绝缘电阻测量时发现，有7根绝缘电阻为零，经处理全部测量合格，确保了发电机组的正常运行。

为了方便阐述，2号发电机组数据见图一。

二、缺陷概况2021年3月对某水电站2号机组进行检修，按照机组检修项目对2号机定子铁芯拉紧螺杆的对地绝缘电阻进行了测量。

经用KYORITSU 3132A兆欧表500V档位测量，5#、13#、25#、41#、52#、63#、108#号定子铁心穿心螺栓绝缘电阻不合格，绝缘不合格螺杆位置呈现不规则形态，低于厂家质量标准，据要求，拉紧螺杆绝缘电阻值需大于5MΩ。

如此多的拉紧螺杆绝缘不合格势必会严重影响机组的安全运行，存在较大的安全隐患，因此7根拉紧螺杆需进行处理。

三、原因分析1.拉紧螺杆安装时造成根据现场实际情况，分析铁芯拉紧前穿心孔内清扫不彻底，留有少量的铁屑、焊渣或金属微粒在机组运行产生的震动中和磁场的作用下产生磁化，使铁芯与穿心螺杆形成导电通道，导致绝缘降低。

大型水轮发电机定子线棒绝缘结构与关键性能分析冯超;刘世泽;岳文亭【摘要】本文主要分析了大型水轮发电机定子线棒绝缘结构及其对提高线棒性能的作用.首先分析了定子线棒绝缘结构,其中导线角部电场优化提高了线棒击穿性能、降低了线棒介损,防晕结构优化设计提高了线棒及绕组耐电晕性能.其次深入分析了定子导线的内屏蔽技术与介质损耗因数、电容量和局部放电的关系.最后对绝缘结构承受的热机械应力、电机械应力进行了分析并介绍了检测方法.本文为优化大型水轮发电机定子线棒绝缘结构设计和提高其性能提供了重要的参考依据.%Insulation system and its effect on increasing performance for large hydro-generator stator bar are discussed in this paper. Insulation systemfor stator bar is analyzing first. The corner electric field optimization increases the breakdown level and decreases the dissipation factor. Anti-corona structure optimization design increases the anti-corona performance. Secondly, conductor inner-shield technology dependent of dissipation factor, capacitance and partial discharge is analyzed deeply. At last, insulation system endurance with thermal-mechanical stress and electric-mechanical stress is discussed and testing method is introduced. This paper can provide important reference for insulation system design optimization and increasing its performance.【期刊名称】《大电机技术》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】5页(P15-18,27)【关键词】水轮发电机;定子线棒;绝缘结构;性能试验【作者】冯超;刘世泽;岳文亭【作者单位】水力发电设备国家重点实验室(哈尔滨大电机研究所),哈尔滨 150040;国网甘肃省电力公司刘家峡水电厂,甘肃永靖 731600;国网甘肃省电力公司刘家峡水电厂,甘肃永靖 731600【正文语种】中文【中图分类】TM303.4以三峡水电站、溪洛渡水电站、向家坝水电站为代表的大型电站机组的单机容量均达到或超过700MW，而发电机容量越大、额定电压越高，对发电机绝缘系统的考验越严峻。

水轮发电机组定子穿心螺杆绝缘不合格处理摘要：本文介绍了水轮发电机组定子穿心螺杆绝缘不合格的危害，并对金安桥水电站3号机定子穿心螺杆绝缘不合格处理进行介绍，为水轮发电机定子穿心螺杆绝缘不合格处理提供借鉴。

关键词：定子；穿心螺杆；绝缘；铁芯1引言定子穿心螺杆位于旋转磁场中，将产生感应电流，穿心螺杆与定子铁芯绝缘电阻为零时，一方面可能引起定子铁芯片间在铁芯背部由绝缘损坏的螺杆引起短路，此短路与定位筋部位短路行成回路，引起烧熔铁芯现象；另一方面，产生的电流将与定子铁芯行成电流回路，严重时将引发穿心螺杆过热、烧坏穿心螺杆绝缘。

2概述金安桥水电站定子铁芯采用高导磁、低耗、优质硅钢片叠压而成，铁芯堆积高度为2900mm，全圆由64张冲片叠成，设计内径φ15220mm，外径φ16200mm；铁芯两端叠成阶梯形，浮动双鸽尾筋结构固定；铁芯采用256根穿心螺杆进行压紧，穿心螺杆为高强度非磁性钢42CrMo4制成，穿心螺杆上端为蝶形弹簧结构；定子上、下两段铁芯冲片为刷胶粘接方式，其压紧采用分段预压并整体压紧。

2021年金安桥水电站3号机组检修期间，发现定子穿心螺杆共计67根存在绝缘不合格现象，因此对3号机组定子67根穿心螺杆进行处理，提升其绝缘性能，确保机组能长期安全稳定运行。

3处理工序3.1对绝缘不合格的穿心螺杆进行处理，为避免定子铁芯松动时存留螺杆受力超限，采取间隔处理，即最少间隔一根，拆卸、处理及紧固完成一根后再进行下一根。

圆周可均布2～4个工位同时进行，工位间最少需间隔两个齿压板。

3.2处理绝缘不合格的穿心螺杆时，需将保护工装安装在穿心螺杆上端，并用两颗M24螺母固定在相邻穿心螺杆上端，下端采用手动力矩扳手或电动力矩扳手进行松动穿心螺杆下端M24六角头螺母。

3.3将穿心螺杆下端M24六角头螺母松下后，使用白布蘸酒精将穿心螺杆外圆及螺纹段清理干净并晾干、使用面团对作业部位清理后使用检修气对螺栓孔吹气清理、对绝缘套管清理、更换或补充。

水轮发电机定子穿芯螺杆绝缘降低原因分析及处理李慧兰【摘要】介绍了某水电站19号发电机定子穿芯螺杆绝缘降低的情况,针对该问题,分析了穿芯螺杆绝缘降低的原因、危害,提出了具体的处理方法和防范措施,事实也证明了该方法是有效的.【期刊名称】《水电与新能源》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】2页(P58-59)【关键词】定子穿芯螺杆;绝缘降低;原因分析;处理方法【作者】李慧兰【作者单位】长江电力检修厂,湖北宜昌 443006【正文语种】中文【中图分类】TM303.3:TM307某水电站ALSTOM发电机组定子铁芯由32万余张0.5 mm厚的硅钢片叠装而成，叠片以1/3方式交错重叠，共46段叠片堆，47个通风槽。

铁芯内部用270根M20的穿芯螺杆压紧。

铁芯叠装时分7段压紧，下齿压板为分块式，共135块，整个铁芯用穿芯螺杆和非导磁端压板压紧成整体后固定在基座上。

在铁芯与螺杆之间设有绝缘套管，在通风沟孔处加绝缘垫圈，以起到有效绝缘和避免螺杆与铁芯之间的金属相撞的作用。

每次机组大修时应全面检查定子铁芯是否有异常情况，特别应检查铁芯拉紧螺栓和调节螺栓是否有松动，检查穿芯螺杆上的环氧绝缘套管及环氧垫有无损坏或老化[1]。

电站在2015-2016年机组按期大修期间，在转子回装后，按检修规程要求，电气试验人员对19号机组定子铁芯穿芯螺杆进行了绝缘检查试验(所用试验仪表为FLUKE1520，500 V档位，按厂家资料要求，穿芯螺杆对地绝缘电阻值≥15 MΩ)，试验中发现部分穿芯螺杆的绝缘电阻值降低甚至有个别出现绝缘为零的情况，之后，试验人员反复对出现问题的穿芯螺杆进行测试，测试值仍然不合格。

检修人员随即展开分析、处理工作。

1.1 定子穿芯螺杆绝缘下降的主要因素发电机机组在长期运行中，引起铁芯穿芯螺杆绝缘降低甚至为零的因素有很多，一般情况有以下三个方面。

1)穿芯螺杆上的绝缘部件受潮以及穿芯螺杆表面受到粉尘、油污等的污染，导致绝缘降低，这也是穿芯螺杆绝缘降低的最常见原因。

水轮发电机定子线圈端部钎焊及绝缘工艺分析摘要：文章针对水轮发电机条式线圈端部结构以及并头绝缘、钎焊等相关技术进行详细分析，研究结果显示，接头采用银铜钎焊工艺具有一定优势，不仅机械强度较高，且具有较好的导电性能，加热时间较短，不会对绝缘产生较大的影响，操作较为便捷。

不仅促使工艺得以简化，同时工时以及成本也能够得以节约，发电机定子线圈焊接品质也会有所提升。

关键词：水轮发电机；定子线圈；钎焊；绝缘工艺文章以我公司生产水电机组SF-J25-10P/4250为例，将立式水轮发电机定子分为两瓣，保证3.38米的内径，25MW的单机容量，属于条式波绕组结构，在端部位置借助并头板式钎焊进行连接，使用云母带加包合搭接长度作为接头，将其放入到绝缘盒结构当中。

机组运行过程中，会有大量热量产生，对绝缘的寿命会造成严重影响，同时也会对发电机出力进行限制，并头钎焊的质量会对接头以及线圈造成直接影响，导致引线出现局部烧断现象，中断正在运行的机组，使电站遭受到巨大损害。

基于此，就需要将并头钎焊划为特殊工序中，对其品质进行严格控制，提升钎焊品质，为发电机正常运行提供一定基础。

一、绕组并头的结构以及特点分析在水轮发电机中，其条式波绕组直接连接于槽上以及下线棒的端头位置，这也是此种定子类型机组最为常用的并头套。

盒型并头套以及无底直并头套是直并头套最为直接的连接方式。

股线与并头套直接对接，并连接于铜板，实现端头股线搭接。

在绿叶电站内就是使用盒型并头套以及铜板进行连接，在具体操作上，就是在线棒上、下层端头位置直接与铜板进行连接，选择使用的为斜并头套结构。

极间连接线在与同一相但不同极性下同层线棒端头进行连接时，选择使用铜母线。

二、焊接性探究绕组并头选择使用钎焊方式，为有效提升其品质，就需要控制好加热温度以及焊接的整体时间。

如果温度较高，且钎料出现过强的流动性，增加对母材的溶蚀，就会导致过烧，促使钎焊金属粒增大，焊缝组织也会有疏松现象，严重影响其强度。

SFWG15—685700型发电机定子绝缘事故原因分析【摘要】介绍SFWG15—68/5700型灯泡贯流式水轮发电机定子绝缘事故的情况，分析研究认为发电机上游侧端部铁心片拱出其主要原因是：（1）机组内部通风道设计不合理；（2）设计燕尾筋数量不够；（3）空冷系统效果差。

针对问题，采取相应的技术改造措施进行技改，保证机组安全稳发满发。

【关键词】定子铁心片拱出切割线棒绝缘击穿原因对策1 前言三明斑竹水电厂安装有三台灯泡贯流式水轮发电机，型号为SFWG15—68/5700，额定容量SN=16666KV A，额定功率PN=15000KW，额定电压UN=6300V，额定电流IN=1527.4A，额定功率因数COSΦ N=0.90（滞后），额定转速NN=88.2r/min，额定励磁电压UfN=227V，额定励磁电流Ifn=866A，定子绕组接法Y（波绕），绝缘等级：F级，由克瓦纳杭州发电机厂制造。

1998年5月21日，#2发电机安装完毕，投产运行，在运行中发现有功和无功不能同时带满，运行中机组定子铁心上游侧在带满负荷时，温度长期在110℃—123℃之间（因各槽温度不同），上游侧和下游侧定子铁心温差高达30℃—50℃。

#1机投入运行以来，也存在着#2机同样的缺陷，特别是#1机在夏天运行时，有功带至7000KW时，定子铁心上游侧温度超过120℃，（注：F级绝缘的机组定子，厂家要求定子温度不许超过120℃）。

因此，#1机在正常情况下运行，只能带7000KW 以下的负荷。

2 事故情况1999年4月6日#2机C相接地，经过检查发现#2机定子铁心硅钢片靠上游侧第一层到第四层成阶梯形整圈拱出，其中第一层铁心硅钢片拱出4.5—9mm不等。

这些拱出的硅钢片把槽内下层线棒的绝缘全部破坏，造成下层线棒全部不能使用。

检查#1、#3机定子，发现上游侧第一层至第四层铁心硅钢片有不同程度的拱出。

经与厂家协商后，由厂家负责对三台机组定子进行技术改造。

抽水蓄能电厂发电电动机定子典型故障分析格桑巴珠发表时间：2019-05-24T11:12:18.593Z 来源：《电力设备》2018年第34期作者：格桑巴珠[导读] 摘要：对故障部件的维修总结、故障分析、改造范围和技术方案的论证、改造工期研究、试验及验证、发电动机定子关键技术的研究和实施等一系列工作积累了少许经验，可供后续同类设备改造工程参考借鉴。

（国网西藏电力有限公司羊湖抽水蓄能发电公司西藏拉萨市 850000）摘要：对故障部件的维修总结、故障分析、改造范围和技术方案的论证、改造工期研究、试验及验证、发电动机定子关键技术的研究和实施等一系列工作积累了少许经验，可供后续同类设备改造工程参考借鉴。

关键词：发电电动机；定子；故障分析电力是关系到人们日常生活和国民经济快速发展的支柱性行业，将定子系统应用到电力中具有举足轻重的作用，有助于确保电力供应的稳定性。

近年来，我国电力资源消耗量呈现出逐年下降的趋势，以燃煤为原料的发电厂在电力企业中占据主导地位。

锅炉产生的高温高压蒸汽有助于带动汽轮机的转动，发电机能将汽轮机产生的机械快速转化为电能。

定子系统作为一类供给同步发电机电源的系统，是构成发电机的重要组成部分，其安全可靠运行，对确保发电厂和发电机正常运转具有重要作用。

1 发电厂发电机定字常见故障分析发电机在实际运行过程中经常会出现无法起压的情况，分析发电机起压情况可知，与剩磁过少有直接关系，并且系统在实际维修过程中还会出现严重的接线错误现象，影响设备启动瞬间电流传输效果，剩磁消失现象明显，导致发电机在实际运行过程中无法完成电压建立工作。

1.1发电机失磁发电机在实际使用过程中发电机失磁现象较为常见，该种现象产生受发电机运行中的校正器电流增大影响较大，导致电子电压表出现异常指示情况。

若指针为0时，会促使汽轮机转速频率增加，进而引发发电机出现严重的异常转动现象。

1.2发电机转子两点接地发电机作为一类电气设备，是发电厂中的重要组成部分，在实际使用过程中，主要是通过煤炭燃烧来提供能量，并将能量转化为电能。

某抽水蓄能电站发电电动机定子绕组交接试验及结果分析杨柳;邓德智;徐三敏【期刊名称】《水电与抽水蓄能》【年(卷),期】2017(3)B09【摘要】大型发电电动机在投运前，须对其定子绕组进行交接试验，以掌握定子绕组的绝缘状况，了解定子线棒焊接头的焊接质量，及时发现定子绕组在安装过程中绝缘内部隐藏的缺陷及线棒焊接头接触不良等问题，确保绝缘系统的稳定性和发电电动机的安全运行。

本文首先介绍了某抽水蓄能电站1号发电电动机定子绕组交接试验的项目，包括绝缘电阻的测量、吸收比和极化指数的测量、直流电阻的测量、直流耐压试验和泄漏电流的测量、交流耐压试验。

然后，结合现行标准，对上述各试验项目的试验结果进行了分析。

分析结果表明，定子绕组交接试验各项目所检测参数符合标准要求，该抽水蓄能电站I号发电电动机定子绕组绝缘状况良好，定子线棒焊接头接触情况良好，满足投运条件。

【总页数】6页(P33-38)【作者】杨柳;邓德智;徐三敏【作者单位】[1]国网新源控股有限公司技术中心,北京市100161;[2]国网新源浙江仙居抽水蓄能有限公司,浙江省仙居县317300【正文语种】中文【中图分类】TV734.22【相关文献】1.抽水蓄能电站发电电动机定子局部放电在线监测系统选型及应用总结 [J], 吴建辉;潘凌;孙晓霞;凌海涛2.天荒坪抽水蓄能电站发电电动机定子r绕组端部磨损松动处理 [J], 陆胜;常玉红;李建光;朱庆龙3.天荒坪抽水蓄能电站发电电动机定子绕组端部磨损松动处理 [J], 陆胜;常玉红;李建光;朱庆龙;4.发电电动机定子绕组4支路技术r在荒沟抽水蓄能电站的应用 [J], 何雪飞;朱南龙;何万成5.抽水蓄能电站发电电动机定子局部放电在线监测系统选型及应用总结 [J], 吴建辉; 潘凌; 孙晓霞; 凌海涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。