[摘（zhāi）要] 本文重點研究大型空冷水輪發電機（jī）定子線圈製（zhì）造工藝（yì）。根（gēn）據線（xiàn）圈（quān）特點，製定成型、焊接、主絕（jué）緣固化等序操作工藝，並在三（sān）峽右岸定子線圈下線、試驗過程中（zhōng）證明了新工藝的實用性。

[關鍵詞（cí）] 水輪發電（diàn）機；空冷；定子線圈；製（zhì）造工藝

1 引言

      散熱是製約（yuē）特大容量電（diàn）機製造的一個主要（yào）障礙，因此曆史上大容量水輪（lún）發電機多采用（yòng）水內部冷卻，如1962 年投入運行的我國自行研究的10MW 發電機組。近期三峽左岸水（shuǐ）輪發電機組等均采用了定子繞組水內部冷卻。

      采取水內（nèi）冷結構的水輪發電機不僅設計、製造難度大，且要有獨立的水循環係（xì）統，給維護、保養帶來不便，且在運行過程中存在一定安全隱患。近年來隨著科技（jì）進步、材料更新及發電機絕緣技術的發展，哈爾濱電機廠有限責任公司相（xiàng）繼研製（zhì）出三峽右岸、龍（lóng）灘、拉（lā）西瓦等700MW 空冷水輪發電機組，其定子線圈采用（yòng）空氣冷（lěng）卻，大大（dà）提高了運行可靠性，簡化了機組的維護、保養，但相應（yīng）給生（shēng）產製造提出了新課題（tí）。

2 700MW 空（kōng）冷（lěng）水輪（lún）發（fā）電（diàn）機定子線圈特（tè）點及製造難點（diǎn）

       三峽右岸機（jī）組是目前國內單機容（róng）量最大、額定電壓最高的空冷水（shuǐ）輪發電機，額定電壓20kV，額定容量700MW 。定子線棒（bàng）導線采（cǎi）用空冷結構， 采用80-1.9×6.7/2.11×6.91 雙滌綸玻璃絲包燒結銅扁（biǎn）線，定子鐵心長度3200mm ， 導線截麵（miàn）尺寸14.42mm×87.91mm，引線為“L”型連接板結構，主絕緣為模壓固化工藝。

      三峽（xiá）右岸定子線圈雖然沒（méi）有空芯線（xiàn），但（dàn）與普通中小型發（fā）電機定（dìng）子（zǐ）線圈（quān）相（xiàng）比還具有以下特點（diǎn）：定子線圈直線長（3460mm）、截麵尺寸（cùn）大（導線高寬比大（dà）於6），主（zhǔ）絕緣薄，外形尺（chǐ）寸精（jīng）度要求高。圖1 為三峽右（yòu）岸定子線圈截麵圖。在生產製造過程中有以下難點（diǎn）：

（1）導線成型（xíng）過程中轉角股線（xiàn）易瓢；

（2）線圈引（yǐn）線為“L”型導（dǎo）電塊一體封焊結構，幾何尺寸難以保證；

（3）由於高寬比大，主絕緣壓製（zhì）過程中（zhōng），截麵尺寸難控（kòng）製；

（4）主絕（jué）緣采用“均壓層”結構，其工藝操作要求苛刻；

（5）電氣性能要求水平高，高於常規產品。

3 解決方案及工藝操作

     3.1 導線（xiàn）成型壓製

      由於大型空（kōng）冷水輪發電機定子線（xiàn）圈股（gǔ）線（xiàn）多，高寬比大，按原有成型工藝操作，線圈出現股線成型不到位、不完（wán）全及股線瓢等問題。成型過程中不僅（jǐn）造成股（gǔ）線絕（jué）緣損（sǔn）傷，批量成型後還出（chū）現線圈成型一致（zhì）性不好的問題。為能保證線圈成型質量，在（zài）成（chéng）型序采用專用成型工具，用成（chéng）型模具保證線圈一致性，排除人為因（yīn）素的幹擾，圖2 為成型模定位截麵圖。

     由於線圈整體固化後極易變形，因此設計、製作了導線專用冷（lěng）卻裝（zhuāng）置，以（yǐ）保證在卸模後線圈幾何形狀的一致性。

     3.2 導線封焊（hàn）

     三峽右岸等 700MW 空冷定子線（xiàn）圈，並沒（méi）有采（cǎi）用原有並頭板焊接（jiē）設計，而是（shì）在（zài）定子線（xiàn）圈引線上焊接導電塊，待上下層線圈下線（xiàn）後在導電塊對接處進行焊接。為（wéi）保證線圈下線後導電塊焊接麵積滿足設計（jì）要求，對線圈升高、節距、總長等（děng）幾何尺寸要求十分（fèn）苛刻。經試驗摸索，采用成型模（mó）定位，線圈引線、導電塊一次封焊成型工藝並設計、製作了引線封焊專用夾具，用來保證焊接後線圈幾何尺寸。圖3 為封焊專用夾（jiá）具截麵圖。

     3.3 導線均壓（yā）層處理

     為提高線圈（quān）耐壓水平，大型空冷水輪發電機定子線圈導線，采用了“均壓層”結構（gòu），即線圈進行絕緣包紮（zhā）前對線（xiàn）圈（quān）導線進行處理，處理前要根據電（diàn）磁計算等確立導線的R 角，及相（xiàng）應的漏銅點間距（jù）。絕緣前導（dǎo）線處理相對複雜，此種工藝要求一致性要好，為（wéi）此操作要嚴格按工藝操作，由專（zhuān）人、專用工具檢查R 角。導電層塗刷要均勻，厚度一致，並由絕緣包紮操作（zuò）者（zhě）互檢導線尺寸，發現不合格產品立即返修。通過試驗，很好地（dì）保證了線圈導線質量。

     3.4 絕緣包紮（zhā）

     絕緣包紮是（shì）線（xiàn）圈製造的特殊工序，包紮時雲母帶的柔軟性、帶子的張（zhāng）力、包帶均（jun1）勻性、對線圈的性能都有影響（xiǎng）。

      在（zài）進行主絕緣包紮時發現：普（pǔ）通包帶機包紮後，按理論計算，若滿足絕緣層（céng）數，則包紮後尺寸偏大，線圈模壓後出（chū）現尖角。隨後又在進（jìn）口數控包帶機上試驗，經反複調整程序，同時對轉角處絕緣進行特殊處理，最終使（shǐ）主絕緣（yuán）層數滿足了設計要求，主絕緣包（bāo）紮後尺寸符合圖紙要求，模壓後也沒有出現明顯尖角、圓角現（xiàn）象，杜絕絕緣發偏現象。另（lìng）外絕緣包紮（zhā）前要控製好雲母（mǔ）帶的預熱溫度，保證包紮的緊密度。

     3.5 主（zhǔ）絕緣（yuán）固化

      為保證線圈在下線過程中滿（mǎn）足升高（gāo）±1.5mm、節（jiē）距±2mm 的要求，模壓序重新設計製作了導電卡子，使其不僅具有良好的導電性能（néng），同時還兼有定位的功能，保證線圈升高、節距符合設計要求。成品（pǐn）線圈（quān）在校（xiào）驗模上試下線效（xiào）果良好。圖4 為拉西瓦（wǎ）定子線圈試下線照片（piàn）。

      為保證模壓時線圈直（zhí）線與端部及轉角部位溫度一（yī）致，避免線圈外觀（guān）尖角（jiǎo）、圓角尺寸超差。一（yī）方麵對模壓設備進行相應（yīng）調（diào）整，另一方麵在（zài）溫度、加壓方式上摸（mō）索模壓工藝。

      同時還根據線圈形狀設計（jì）製作了線圈模壓後冷卻專用工具。該工具為多點（diǎn）支撐平台（tái），配有專用卡（kǎ）子。操作簡單，實用性強，隻需要將卸模後線圈吊裝到冷卻工具上，固定好（hǎo）直線部位，端部卡子就（jiù）能有效保證線圈幾何（hé）形狀符合要求。

      經過以（yǐ）上試驗（yàn）確定了合理的工藝操（cāo）作方法，消（xiāo）除了主絕緣模壓過程中的溫差，保證了線圈外（wài）觀質量並通過80kV，1min 耐壓（yā）試驗。表（biǎo）1 為3 支三峽右岸下層定（dìng）子（zǐ）線（xiàn）圈電氣性能數據。

4 小結
 

      通過三峽右岸、龍（lóng）灘、拉西瓦等（děng）產品的生產製造，總結出一套適（shì）合於700MW 空冷水輪發電機定子線圈的製造工藝。經三峽右岸定子線圈（quān）工地下線驗證（zhèng），各項性能均達到設（shè）計要求，證明了700MW 空（kōng）冷水輪發電機定子線圈製造工藝（yì）的可行性，為今後生產大型空冷水輪發電機定子線圈提供（gòng）了（le）寶貴經驗。