0 引言

磁极是抽水蓄能电站发电电动机机组转动部分的重要组件，其主要功能是：通电后产生磁场，通过转子与定子的相对旋转完成磁能、动能与电能的转换^[1-2]。在机组运行过程中，磁极线圈通电受热产生膨胀力，易导致磁极上下端部固定线圈绝缘块的T形块沉头螺钉松动或断裂，影响机组的稳定运行。本文以内蒙古呼和浩特抽水蓄能电站（以下简称呼蓄电站）300 MW机组磁极线圈为例，介绍其径向固定结构优化措施，为同类型问题处理提供参考。

1 电站及设备概况

呼蓄电站位于内蒙古呼和浩特市东北的大青山区，距离呼和浩特市中心约20 km，电站枢纽建筑物由上水库、水道系统、地下厂房系统和下水库等组成。电站厂房为地下式，厂房内布置4台300 MW立式单级可逆式蓄能发电机组，设计年平均发电量20.075亿kWh，年抽水需电量26.767亿kWh。

每台机组发电机部分共有12块磁极，每个磁极由铁心、极身绝缘、线圈、绝缘块、T形块、沉头螺钉6部分组成。

2 存在的问题

呼蓄电站4台机组从2014年陆续投产，2018年在机组C修过程中，发现4台机组固定磁极线圈的绝缘块压板均有不同程度松动。

通过现场测试及分析，确定发电机组磁极线圈固定结构方式存在问题，导致固定线圈绝缘块的T形块沉头螺钉松动。发电机机组磁极线圈固定结构采用沉头螺钉固定钢压板、钢压板再压住线圈的径向固定方式。该方式下，螺钉不但要承受装配过盈量预紧力，还要承受机组在热状态下磁极线圈的热膨胀，一旦螺钉疲劳断裂，就会有钢压板和绝缘块脱出的危险。

3 解决措施 3.1 解决方案

为解决沉头螺钉受力松动或断裂问题，呼蓄电站制订了发电电动机磁极线圈径向固定结构优化方案，将磁极上下端部绝缘块T形块原有的固定方式由径向改为轴向，并在磁极两侧的T形块上增加销钉；将固定磁极线圈的把合螺钉更换为自制螺钉，并增加螺钉紧量。自制螺钉直径12 mm、长60 mm，机械性能屈服强度≥800 MPa，抗拉强度≥950 MPa。

磁极线圈原有固定结构如图 1所示，磁极线圈固定结构优化后如图 2所示。

3.2 实施步骤 3.2.1 前期准备

将场地内无关部件进行彻底清理，保证吊运通道畅通无阻；机组停机后将机组外罩、上机架盖板、上下挡风板拆除，吊装至指定位置；测量转子磁极标高。

3.2.2 发电电动机磁极线圈拆卸

将转子磁极线圈阻尼环连接片、极间连接线、转子引线连接螺栓及磁极线圈固定单件拆除，并编号记录；用拔键器卡住磁极主键将其拔出，依次将副键及所有磁极键拔出并编号；使用吊装工具将磁极线圈缓慢吊出，转运到安装场地^[3]。

磁极线圈上下端部极身绝缘层使用透明中性硅酮胶粘合，将钻孔位置的极身绝缘层开一个大于钻孔孔径的圆孔；铁心与线圈之间的间隙采用防火泥封堵；使用精密台型钻在磁极线圈上下端部绝缘块上钻出螺钉孔，并使用丝锥进行攻丝；磁极线圈两侧T形块预装好后，在T形铁块和铁心上一次性钻出销钉孔；测量磁极线圈两侧T形块与线圈之间的绝缘块厚度，使用数控机床加工并安装到位；磁极线圈两侧T形块安装完成后，将销钉装入与T形块焊接在一起^[4]。

3.2.3 发电电动机磁极回装

使用吊装工具将磁极线圈按照拆卸时编号顺序依次挂装到转子上，对号装入磁极键并预紧，然后安装磁轭上磁极线圈固定单件及阻尼环连接片、磁极极间连接线、转子引线；焊接磁极垫条；测量磁极线圈与磁轭之间距离，加工绝缘块的厚度，然后将其装到磁极线圈的上下端部。

回装完毕后分别进行转子磁极整体耐压试验，转子滑行、过速试验，转子负荷试验，各项指标均符合技术指标要求^[5-7]。

4 结语

针对呼蓄电站发电电动机机组固定磁极线圈的绝缘块压板不同程度松动问题，将磁极线圈上下端部绝缘块T形块固定方式由径向改为轴向后，消除了磁极线圈通电受热产生膨胀力导致固定线圈绝缘块的T形块沉头螺钉松动或断裂的故障隐患，保证了机组的安全运行，可为其他机组改造参考。