[摘要（yào）] 本文重點（diǎn）研究大（dà）型空（kōng）冷水輪（lún）發電機定子（zǐ）線圈製造工藝。根據線圈特（tè）點，製定（dìng）成型、焊接、主絕緣固化等（děng）序操作工藝，並在三峽（xiá）右岸定子線圈下線、試驗過程中證（zhèng）明了新（xīn）工（gōng）藝的實用性。

[關鍵詞] 水輪發電機；空冷；定子線圈（quān）；製造工（gōng）藝

1 引言

      散熱是製約特大容量電機製造的一個（gè）主要障礙（ài），因此曆史上大容量（liàng）水輪發電機多采用（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（jìn）期三峽左岸水輪發電（diàn）機組等均采用了定子繞（rào）組水內部（bù）冷卻。

      采取水內冷結構（gòu）的水輪（lún）發電（diàn）機不僅設計、製造難度大，且要有獨立的水循（xún）環係統，給維護、保（bǎo）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（zhe）科技進步（bù）、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繼研製出三峽右岸、龍灘、拉西瓦等700MW 空冷水輪（lún）發電機組，其（qí）定子線圈采用空（kōng）氣冷卻，大大提（tí）高了運行可靠性，簡化了機組的維護、保養，但相應給生產製造提出了新課題。

2 700MW 空冷水輪發電機定（dìng）子線圈特點及製造難點

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

      三峽右岸（àn）定子線圈雖然（rán）沒有空芯線，但與普通（tōng）中小型發電機定子線圈相比還具有以下特點：定（dìng）子線圈直線長（3460mm）、截（jié）麵（miàn）尺（chǐ）寸大（導線高寬比大於（yú）6），主絕緣薄，外形尺寸精度要求高。圖1 為三峽右岸定子（zǐ）線圈截麵圖。在生產（chǎn）製造過程中有以下難點（diǎn）：

（1）導線成型過程中轉角股（gǔ）線易瓢；

（2）線圈（quān）引（yǐn）線（xiàn）為“L”型導電塊一體封（fēng）焊結構，幾何尺寸難以保證；

（3）由（yóu）於高寬（kuān）比大，主（zhǔ）絕緣壓製過程中，截麵尺寸（cùn）難控製；

（4）主絕緣采用“均壓層”結構，其工藝操作（zuò）要求苛（kē）刻（kè）；

（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 導線成型壓製

      由於大型（xíng）空冷（lěng）水輪發電機定（dìng）子線圈股線多，高寬比大，按原有（yǒu）成（chéng）型（xíng）工藝操作，線圈出現股線成型不到位、不完全及股線瓢等問題。成型過程中不僅造成股（gǔ）線絕緣損傷，批量成型後還出（chū）現線圈成型一致性不（bú）好的問題。為能保證線圈成型質量，在成型序采用專用成型工具，用成型模具保證線圈一致性，排除人為因素的幹擾，圖2 為成型模定位截麵圖。

     由於線圈整體固（gù）化後極易變形，因此設計、製作了導線專用冷卻裝置，以保（bǎo）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（dìng）子線圈，並沒有采用原（yuán）有並頭板焊接設計，而是在定子線圈引線上（shàng）焊接導電塊，待上下層線（xiàn）圈下線後在導電塊對接處進行焊接。為保證（zhèng）線圈下線後（hòu）導電塊焊接麵積滿（mǎn）足設計要求，對線圈升高、節距、總長等幾何尺寸（cùn）要求十分苛刻。經試驗摸索，采用成型模定位，線圈引線、導電（diàn）塊一次封焊成型工藝並設計（jì）、製作了引線封（fēng）焊（hàn）專用夾具，用來保證（zhèng）焊接後線圈幾何尺寸。圖3 為（wéi）封焊專用夾具截麵圖。

     3.3 導線均壓層處理（lǐ）

     為提高線（xiàn）圈耐壓水平，大型空冷水輪發電機（jī）定子線圈導線，采用了“均壓層”結構，即（jí）線圈進行絕緣包紮前對線圈導線進行處理，處理前要（yào）根據電磁計算等確立導線的R 角，及相應的（de）漏銅點間距。絕緣前導線（xiàn）處理相對複雜，此種工（gōng）藝要求一致性要好，為此操作要嚴格按工藝操作，由（yóu）專（zhuān）人、專用工具檢查（chá）R 角。導電層塗刷要均勻，厚度（dù）一（yī）致，並由絕緣包紮操（cāo）作者互檢導線（xiàn）尺（chǐ）寸，發（fā）現不合（hé）格產品立即（jí）返修。通過試驗，很（hěn）好地保證了線圈導線質量。

     3.4 絕（jué）緣包紮

     絕緣包紮是線圈製造的（de）特殊工序，包紮時雲母帶的柔軟性、帶子的張力、包（bāo）帶均勻性、對線圈的性能都有影響。

      在進行主絕緣包紮時（shí）發現：普通包帶機包紮後，按理論計算，若滿足絕緣層數，則包紮後尺（chǐ）寸（cùn）偏大，線圈模壓後出現尖角。隨後又在進口數控包帶機上試（shì）驗，經反（fǎn）複調整程序，同時對轉角處絕緣進行特殊處理，最（zuì）終使主絕緣層數滿足了設計要求，主絕緣包紮後尺寸符合圖紙要（yào）求，模壓後也沒有出現（xiàn）明顯尖角、圓角現（xiàn）象，杜絕（jué）絕（jué）緣發偏現象。另外絕緣包紮前要控製好雲母帶的（de）預熱溫度，保證包紮的緊密度。

     3.5 主絕緣固化

      為保證（zhèng）線圈在下線（xiàn）過程中（zhōng）滿足（zú）升高（gāo）±1.5mm、節距±2mm 的要求，模（mó）壓序重新設計製作了導電卡子，使其不僅具有（yǒu）良好的導電性（xìng）能，同時還兼有定位的功能，保證線（xiàn）圈升高、節距符合設計要求。成品線圈在校驗模上試（shì）下線效果良好。圖4 為拉（lā）西瓦定子線圈試下線（xiàn）照片。

      為保證（zhèng）模壓時線圈直線與端部及轉角部位溫度一致，避免線圈外（wài）觀尖角、圓角尺（chǐ）寸（cùn）超差。一方麵對（duì）模壓設備進行相應調整，另一方（fāng）麵在溫度、加壓方式上摸索模壓工藝。

      同時（shí）還根據線圈形狀設計製作了線圈模壓後冷卻專用工具。該工具為多點支撐平台，配有專（zhuān）用卡子。操作簡單，實用性強，隻需要將卸模後線（xiàn）圈吊裝到冷卻（què）工具上，固定好直線部位，端部卡子就能有效保證線圈幾（jǐ）何形（xíng）狀符合要求。

      經過以上試驗確定了合理的（de）工（gōng）藝操作方法，消除了主絕緣模壓過程中的溫差，保證了線（xiàn）圈外觀質量並通過80kV，1min 耐壓試驗。表1 為3 支三峽右岸（àn）下（xià）層定子線圈電氣性能數據。

4 小結
 

      通過三峽右岸、龍灘（tān）、拉西瓦等產品的（de）生（shēng）產（chǎn）製造，總結出一套適合於700MW 空冷水輪發電機定子線圈的（de）製（zhì）造工（gōng）藝。經三（sān）峽右岸定子線圈工地下線驗證，各項性能均達到設計（jì）要求，證明了700MW 空冷（lěng）水輪發電機定子線圈製造工（gōng）藝的可行性，為今後生產大（dà）型空冷水輪發電機定（dìng）子線圈提供了寶（bǎo）貴經驗。