２０１０年第１６期 关于水轮发电机线圈的更新改造 魏学智 （临夏州夏能水利水电开发有限公司，甘肃临夏７３１１００） 摘要：在日常的夏季运行中发电机庭转子温度过高影响到轴瓦温度，从而严重影响电站的安全正常运行。电站从实际经济效益和安装 周期方面考虑，最终采用更换定转子线圈的方法成功解决了长期困扰电站安全运行的事故隐患，为老电站的改造提供了一定的借鉴经验。 关键词：水轮发电机；线圈；更新改造 甘肃省临夏市是“丝绸之路”上的一座古城，黄河一级支 ５００ｋＷ水轮机电机定子铁损测验报告 流的大夏河横贯全市，水利资源十分丰富。西川水电厂位于临 （１）电机参数 夏市境内的大夏河干流上，距临夏市区ｌＯｋｍ。新中国成立以 ①定子铁芯总长：３５５ｍｍ，通风槽数：６，每个通风槽数 后，全市人民在党和的领导下，于１９５１年９月建成了临 长度：１０ｒａｍ。②定子外径：１ ４３０ｒａｍ，定子内径：１ １５０ｒａｍ，定 夏第一座小水电站——西川民生电站，也是甘肃省第２座电 子槽形深度：７８ｍｍ。③矽钢片选用型号：Ｗ４６５—５０。 站，装机１６０ｋＷ，使临夏城区居民第一次用上了电灯。１９６６年 （２）计算结果 在西川民生电站的基础上改建成了西川Ｉ电站，并先后在１９７６ ①定子铁芯净长：Ｌ，＝０．９３×（３５．５０—６×１）＝２７．４４ｅｒａ； 和１９８９年经过３次改扩建；现装有４台卧轴混流式机组。电 ②定子铁芯轭部面积：Ｓ＝２７．４４×【０．５０×（１４３一ｌ１５）一７．８０】 站水头１８ｍ，额定装机容量４×５００ｋＷ。电站累计发电约５亿 ＝１７０．１０ｃｍ￣③每匝感应电动势：Ｅ＝２．２２×１７０．１０×０．０１＝３．７７Ｖ； ｋＷ・ｈ，为临夏水电事业的发展和经济建设作出过巨大的贡献。 ④次级测量线圈电压：Ｕ２＝Ｗ２×１次级线圈匝数，Ｗ２取８匝， １存在的问题 Ｕ／＝３０．２０Ｖ；⑤初级线圈电压：ＵＩ＝Ｉ．１０×Ｅ×Ｗ１初级线圈匝 西川电站２ 机组，系１９６７年重庆水轮机厂生产的三 数，Ｗ１取２４匝，Ｕｌ＝９０．５０Ｖ；⑥初级励磁电流估算： 支点机组，发电机型号：ＴＳＷ５００—１６／１４３０，额定电压 Ｉ￣＝Ｉ／Ｗ１×ａ×Ｗ×３．１４×ｆ１４３—６．２０）＝４４．７０Ａ；⑦定 ：铝 苞．诤重： ６．３０ｋＶ，容量５００ｋＷ，绝缘等级为Ｂ级；水轮机型号： Ｇ＝３．１４ｘ（１４３－６２０）×１７０．１０×７５５×０．００１＝５５１．７０ｋｇ ＨＬ１２３一ＷＪ一８４，水头１８ｍ，流量３．８４ｍＳ／ｓ，轴向水推力３．７８ｔ。 （３）测试结果 ２ 机组经过近４０ａ的运行，机组早已超过２５ａ的设计寿命， 初级电压初级电流损耗功率初级电压槽底齿部铁芯室温时间 达到报废标准。在日常的夏季运行中机组在未满发无功的 （×ＩＶ）（×１Ａ）（×３０Ｗ） （×ＩＶ）（℃）（℃）（℃）（℃）（ｍｉｎ） ３０ ４３ ２６．７０ １４．６０ １４．６０ １４．８Ｏ ｌ４ ９：Ｏ０ 情况下发电机定子线圈温度均在１０５℃以上，当增大转子 （４）结论 励磁电流增加无功时转子逐渐发热，转子热量通过发电机 该电机铁芯片选用Ｗ４６５—５０硅钢片，经计算，该定子 轴把热量传给前后导轴承，前后导轴承温度也随着上升。在 铁芯的损耗为１．４５Ｗ／ｋｇ（国家标准１．９５Ｗ／ｋｇ，允许＋３０％）。 夏季无功不能超过１５０ｋＶａｒ，否则前后导轴承温度会超过 国家标准规定：铁芯各槽齿的最大温差小于３０℃，最高温 ６０＂１２而无法正常运行，而且白天经常用两台轴流风机对前 升小于４５Ｋ。制造良好的铁芯，一般最大温差小于１０℃，最 后导轴承进行吹风冷却。通过前后导轴承对地绝缘电阻的 高温升小于２５Ｋ。片间松动引起的电磁嘈音没有或很小。 测试，不存在因轴电流导致轴承温度升高的问题，运行存在 通过试验说明：发电机定子铁芯不存在铁芯老化问题，铁芯 极大的安全隐患，严重的威胁着电站的安全生产。 的损耗完全符合国家标准的规定范围之内。并且根据兰州 ２解决方法 电机厂技术人员的经验，转子铁芯在运行中比定子铁芯的 通过对多个发电机生产厂家的技术咨询，有两种解决 运行温度低，更不可能老化。在换线圈的过程中将原来的Ｂ 方案：①整体换发电机，造价４８万元。旧发电机基础的凿出 级绝缘改为Ｆ级绝缘，绝缘层变薄的同时线圈截面增大约 及新发电机安装大约一个半月时间，改造成本高而且对电 ７％～８％，最后认为换定转子线圈完全可以解决定子线圈 站的经济效益有一定的影响。②在定转子绝缘未老化的情 温度及轴承温度居高不下的问题。 ’ 况下换发电机定、转子线圈，成本１６万元，发电机安装约 ４实施结果 ７ｄ时间。第２种方案的成本低而且安装周期短，对电站来 根据兰州电机厂试验结果西川电站实施了发电机定转 说有相当的经济效益，但并不一定成功，因为不排除发电机 子线圈的更换工作。并于２００９年５月ｌ２日完成改造后发电 定、转子铁芯老化的可能，最后决定先做发电机定转子铁芯 机的安装。并进行了试运行，运行结果为：发电机定子线圈温 铁损试验，然后作出最终的解决方案。 度在夏季气温最高时（室温３２℃）均在８４ 以下，而且满发 ３试验情况 无功时发电机前后导轴承温度均在５０℃以下，从而解决了事 于２００９年４月４日委托兰州电机厂做发电机定转子 故隐患，提高了安全生产的可靠行，节约了相当的资金，此电 铁损试验，试验报告如下： 站成功解决经验在小的旧电站改造中值得推广和借鉴。 叫 囝农业甜技５饭是
