龔嘴水電站機組定子端箍裝配工藝改進

冉垠康

(國電大渡河流域水電開發有限公司檢修安裝分公司，四川樂山614900)

1 概述

四川大渡河龔嘴水電站分別于2009～2010、2010～2011年完成了對7號水輪發電機機組和4號水輪發電機機組(以下簡稱7F和4F)的增容改造工作，而其采用的端箍裝配方案恰好不同，筆者以這兩臺機組為例進行了說明。

2 端箍裝配原理

定子端箍在水輪發電機機組中的作用是用于固定定子繞組。定子繞組端部用玻璃絲帶固定在端箍上，端箍固定在三角形支架(又稱支撐板)上，三角形支架又用螺釘及角鋼固定在定子鐵芯的齒壓板上。端箍裝配主要有三個要點:(1)四川大渡河龔嘴水電站水輪發電機定子端箍采用的是管型端箍，包括32根管型端箍環和32個端箍接頭，其中每8根管型端箍環可組成一個整圓，亦即每臺機組需要4個端箍圓來固定線棒，管型端箍環之間通過端箍接頭連接，其特征為:所述管型端箍環與端箍接頭之間采用可拆卸連接，在安裝過程中可依靠管型端箍環上的調節長槽調整端箍環在下料過程中產生的長度誤差以及在安裝過程中出現的偏差;(2)端箍是固定在支撐板上的，支撐板共有4種型號，每種型號40塊，分別用在4個端箍圓上，其特點是支撐板能夠在同一個端箍圓中自由移動，但是需盡可能地保證40個支撐板能夠平分端箍環上的壓力;(3)端箍的作用是用于固定定子繞組的，固定的方式是將定子繞組端部用玻璃絲帶綁扎在端箍上。為保證綁扎密實、無間隙，按照工藝要求，繞組與線棒間需墊加至少一層適型氈，亦即在保證端箍組圓的情況下還需保證端箍與繞組間有一定的間隙(2～3mm)來加墊適型氈(圖1);(4)端箍組圓成功與否，重點在于支撐板的定位是否準確。當支撐板定位成功后，端箍組圓也就水到渠成。

圖1 端箍、支撐板、線棒三者位置關系圖

3 裝配方案

龔嘴水電站所采用的端箍裝配方案有兩種。無論過程如何，結果必須符合以下兩點要求:(1)端箍組圓;(2)端箍與定子繞組間預留有2～3 mm間隙。

3.1 方案一

(1)在定子圓上均勻預裝30根定位線棒(龔嘴水電站定子線圈采用的是波繞組)，見圖2。

(2)對端箍支撐板和角鋼進行組裝。

圖2 定位線棒預裝

(3)將組裝好的支撐板用白布帶固定到端箍上。對組裝過程有以下幾點要求:①每根端箍應均勻分布5個支撐板，以滿足8根端箍平分40個支撐板的設計要求，使得支撐板能夠平分端箍環上的壓力;②端箍有2種型號，而支撐板卻有4種型號，組裝過程需按照圖紙中的設計要求一一對應。

(4)將端箍抬起并慢慢靠近已固定的定位線棒，以保證端箍與線棒之間的距離在2～3mm左右(圖3)。

圖3 調整線棒與端箍間的間隙

(5)端箍與線棒間的間隙一旦確定，立即將端箍上的支撐板點焊到定子齒壓板上(圖4)。

圖4 確定間隙、固定支撐板

(6)依照該辦法，確定所有端箍位置并組圓成功。

3.2 方案二

(1)在定子圓上均勻預裝30根定位線棒。

(2)對端箍支撐板和角鋼進行組裝。

(3)4個端箍圓所采用的端箍型號只有2種，從這2種型號中分別選1根端箍作為定位端箍待用。

(4)按照圖紙設計要求，將各型號的定位端箍放在對應的支撐板上，每根定位端箍下應放5～6個支撐板。

(5)將端箍貼緊定位線棒，支撐板貼緊端箍并用直尺測量出各支撐板前沿至鐵芯凹槽面的距離(圖5)。

圖5 測量支撐板前沿至鐵芯凹槽面的距離

(6)根據測量值計算出各端箍圓上支撐板至鐵芯凹槽面的平均距離(4個平均值)。

(7)該平均距離是在線棒與端箍無間隙的前提下得出的值，而工藝要求卻是線棒與端箍間需要2～3mm的間隙，因此，我們在這個平均值的基礎上加3mm，亦即是支撐板在齒壓板上的實際位置。

(8)根據理論所得數據分別加工4個模具，使得當支撐板貼緊模具時支撐板到鐵芯凹槽面的距離恰好等于理論數據值。

(9)利用模具將所有支撐板均點焊到齒壓板上并完成端箍組圓。

4 分析

4.1 方案一

圖6 用模具確定支撐板位置

方案一采用的是循序漸進的方法，以端箍與線棒間的間隙要求為前提在安裝過程中進行實際比對，以達到成功組圓的目的。該方案的優點與缺點同樣明顯(圖6):

(1)優點:端箍與線棒間的間隙在安裝過程中進行過實際比對，極少出現端箍與線棒間無間隙的情況。

(2)缺點:①端箍與線棒間的間隙調整過程全系人為操作，需要人數較多，人為因素較大。②端箍與線棒間的間隙在安裝過程中進行過實際比對，易出現間隙較大的情況。③每根端箍的安裝都需要采取同樣的方法，安裝過程較繁瑣，安裝周期較長。④由于端箍與線棒間的間隙偏大，使得端箍圓被變相地擴大，從而導致端箍接頭處出現搭接面較小的情況。

4.2 方案二

方案二采用的是以結果求過程的安裝方式，其優缺點如下:

(1)優點:①端箍與線棒間的間隙調整過程是以理論值加模具的方式進行的，需要人數較少，人為因素影響較小。②支撐板的定位較為方便，效率高，安裝周期短。

(2)缺點:①所求得的理論平均值只是一個參照值，其不能保證端箍與線棒間的每個點都有2～3mm的間隙，且易出現間隙偏小或端箍與線棒貼緊的情況。②由于端箍與線棒間的間隙偏小，使得端箍圓被變相地縮小。當端箍圓組裝到最后一根端箍時，可能會出現端箍長度大于兩接頭間弧線長度的情況。③由于端箍與線棒間的間隙易出現偏小或端箍與線棒貼緊的情況，因此，方案二的主要安裝時間都花在了對支撐板位置進行重新調整上。

4.3 綜合分析

方案一被成功地運用在龔嘴水電站7F機組增容改造工作中，安裝工期為4d;方案二則被用在4F機組增容改造中，安裝工期為2.5d。首先，在效率上方案二要優于方案一;其次，方案一在施工過程中，僅施工人員至少就需要5～7人，其中還不包括電焊等配合人員;而方案二在人員需求上則有較大的波動，少則2～3人，多則5～7人，人力資源需求上要小于方案一。雖然方案二在人力需求和效率上均強于方案一，但方案一對于方案二也并非毫無優勢可言，方案二的“理論值”安裝方法也導致了方案二不能很好地彌補線棒成型不好、端箍圓度不好、人為因素所帶來的誤差，使得支撐板位置定位不夠精確，后期還需花大量的時間用于重新調整支撐板位置。

方案一及方案二在優劣上均各有千秋，不能從根本上定性孰優孰劣，只有根據施工過程中的實際情況來選取合適的方案才是最優的方案。

5 結語