中小型老电站水轮发电机增容改造的体会.docVIP

中小型老电站水轮发电机增容改造的体会 　　中小型老电站水轮发电机的增容改造，是我国现有中小型水力发电站充分挖掘潜力，开发水力资源，提高电站经济效益的有效途径，同时也是解决老机组安全问题的根本措施。现就笔者在技改增容过程中得到的一些方法和体会，介绍如下。　　1 老电站机组改造电站的一般提出的基本要求：　　水轮机：　　● 在额定水头基本不变的情况下，通过提高转轮效率和加大过流量使水机出力增加20%-25%，各项性能指标符合相关标准要求。　　● 尽可能的少更换水轮机另部件，一般只更换转轮、导叶臂和部分尾水锥管。　　● 增容后保持机组稳定运行的条件下，转轮的抗汽蚀和磨损性能有比原先有所改善。　　● 为满足发电机改造的需要，增容后保持机组转速不变。　　发电机：　　● 通过改造发电机在额定工况下出力增加200%-25%，其定子和转子温度控制在B级绝缘允许的极限温度内，各项电气安全性指标达到新机的要求。　　● 一般只更换定子线圈和改造转子线圈。　　● 定子和转子线圈采用F级级绝缘。　　2 因为制宜改造水轮机的转轮是机组增容改造的关键　　水轮机的转轮是水电站实现水能转变成机械能的关键部件，不同的水头，不同的流量就要用不同的转轮。而且同一只转轮在过流量发生变化时其效率也发生变化，如果忽视转轮改造，会导致效率下降，不但不能提高电站经济效益，反而会带来一些负面影响，如发生振动、气蚀等。因此，笔者在进行电站增容改造过程中，根据电站水头、流量等条件进行详细分析，在保证各项参数相适应情况下更换效率高、大过流量的转轮，以满足增容要求。同时选择新型转轮的流道和转轮直径与原机组基本相同。对反击式水轮机通过调整叶片角度、修整叶片流线的方式、改变叶片的数量来满足增大过流量加大机组出力；对混流式水轮机采用更换水轮机转轮，达到加大过流量增加机组出力；对冲击式水轮机采用改变喷针冲击角度或冲击口径，改进叶轮加大流量，达到增加出力。根据我厂改造水轮机转轮的经验，一般出力可增加20%以上。　　3 发电机增容改造的关键是改变定子绕组的线规　　要使发电机达到增容目的，对原绕组必须进行改变，必须增大定子绕组线规，达到降低定子绕组电阻，使定子绕组电阻发热总量不高于原绕组，以此来达到电机增容。由于发电机定子槽尺寸裕度限制，对增容所需增大线规存在一定局限性。对此，在改造过程中，笔者采用以下技术措施：一是改变绝缘浸漆工艺，提高绝缘等级为F级，采用耐电压高介质损耗低的绝缘材料，减薄了绝缘层厚度，腾出空间。二是采用特有烘漆工艺填充线圈间和线圈与铁芯的空隙，增加线圈的散热能力减少绝缘温降。对于小型机组还可通过改变励磁方式，去掉电机附加绕组线圈，改为静止可控硅励磁。通过上述三项技术措施，一般发电机均可增加一个容量等级。　　4 发电机转子的改造　　由于当发电机容量增加200%-25%时，其空载励磁功率并没有增加，励磁只需增加由于定子电流增加引起的电枢反应去磁作用增加的部分励磁功率即可，一般只需增加10%左右的励磁功率。转子线圈常采用翻新改造的方案。将原旧线圈退火处理，一方面软化铜排，另一方面烧去旧绝缘。转子线圈重新热压，并将其绝缘等级提高为F级。由于老匝绝缘厚，一般线圈翻新时可增加工厂10%-15%的匝数。通过增加匝数，提高绝缘等级措施后，转子绕阻一般可扩容200%～25%。若原机组转子温升高或扩容要求在30%以上可采用更换线圈并增加匝数和铜排宽度的方法解决。　　5 发电机改造的技术参数和烘漆工艺　　发电机增容后，一些性能参数都将随着改变，因此必须通过电磁计算提供技术参数供发电站进行短路计算、继电保护计算及调整各种保护整定值。笔者在增容改造中，对每台电机都经过试验和计算提供给用户。如励磁电流、电压、发电机效率、定子线负荷、热负荷、定转子气隙磁密度、允许温升、短路比、定子漏抗、纵轴、横轴同步电抗和瞬变、超瞬变同步电抗和负零序电抗等。　　发电机增容改造中浸漆烘焙工艺也是发电机增容的关键技术措施之一。发电机在运行过程中，定子线圈端部要承受很大的电磁力，如果浸漆不透，烘焙不干，定子线圈端部要受到很大的电磁力，会发生扭曲变形，造成匝间短路、破压甚至造成整台发电机报废的重大事故。在浸漆工艺上采用了强迫流动浸漆工艺，使浸漆透彻，在烘焙上采用循环热风打入电机进行循环加热，达到整个电机线圈受热均匀、固??程度高的工艺要求，保证烘漆质量。　　6 体会　　中小型老电机增容扩建改造是一项改造老电站的最经济有效的方法，是中小型电站改造发展方向。应予以大力提倡推广。它与新增机组增容改造有不可比拟的优越性，主要有：　　1)机组增容改造费用一般为1000元/KW～2000元/KW，而新增装机则需投资5000元/kW～10000元/KW。