中小型老電站水輪發電機的增容改造，是我國現有中小型水力發電站充分挖掘潛力，開發水力資源，提高電站經濟效益的有效途徑，同時也是解決老機組安全問題的根本措施?，F就筆者在技改增容過程中得到的一些方法和體會，介紹如下。

1 老電站機組改造電站的一般提出的基本要求：

水輪機：

● 在額定水頭基本不變的情況下，通過提高轉輪效率和加大過流量使水機出力增加20%-25%，各項性能指標符合相關標準要求。

● 盡可能的少更換水輪機另部件，一般只更換轉輪、導葉臂和部分尾水錐管。

● 增容后保持機組穩定運行的條件下，轉輪的抗汽蝕和磨損性能有比原先有所改善。

● 為滿足發電機改造的需要，增容后保持機組轉速不變。

發電機：

● 通過改造發電機在額定工況下出力增加200%-25%，其定子和轉子溫度控制在B級絕緣允許的極限溫度內，各項電氣安全性指標達到新機的要求。

● 一般只更換定子線圈和改造轉子線圈。

● 定子和轉子線圈采用F級級絕緣。

2 因為制宜改造水輪機的轉輪是機組增容改造的關鍵

水輪機的轉輪是水電站實現水能轉變成機械能的關鍵部件，不同的水頭，不同的流量就要用不同的轉輪。而且同一只轉輪在過流量發生變化時其效率也發生變化，如果忽視轉輪改造，會導致效率下降，不但不能提高電站經濟效益，反而會帶來一些負面影響，如發生振動、氣蝕等。因此，筆者在進行電站增容改造過程中，根據電站水頭、流量等條件進行詳細分析，在保證各項參數相適應情況下更換效率高、大過流量的轉輪，以滿足增容要求。同時選擇新型轉輪的流道和轉輪直徑與原機組基本相同。對反擊式水輪機通過調整葉片角度、修整葉片流線的方式、改變葉片的數量來滿足增大過流量加大機組出力；對混流式水輪機采用更換水輪機轉輪，達到加大過流量增加機組出力；對沖擊式水輪機采用改變噴針沖擊角度或沖擊口徑，改進葉輪加大流量，達到增加出力。根據我廠改造水輪機轉輪的經驗，一般出力可增加20%以上。

3 發電機增容改造的關鍵是改變定子繞組的線規

要使發電機達到增容目的，對原繞組必須進行改變，必須增大定子繞組線規，達到降低定子繞組電阻，使定子繞組電阻發熱總量不高于原繞組，以此來達到電機增容。由于發電機定子槽尺寸裕度限制，對增容所需增大線規存在一定局限性。對此，在改造過程中，筆者采用以下技術措施：一是改變絕緣浸漆工藝，提高絕緣等級為F級，采用耐電壓高介質損耗低的絕緣材料，減薄了絕緣層厚度，騰出空間。二是采用特有烘漆工藝填充線圈間和線圈與鐵芯的空隙，增加線圈的散熱能力減少絕緣溫降。對于小型機組還可通過改變勵磁方式，去掉電機附加繞組線圈，改為靜止可控硅勵磁。通過上述三項技術措施，一般發電機均可增加一個容量等級。

4 發電機轉子的改造

由于當發電機容量增加200%-25%時，其空載勵磁功率并沒有增加，勵磁只需增加由于定子電流增加引起的電樞反應去磁作用增加的部分勵磁功率即可，一般只需增加10%左右的勵磁功率。轉子線圈常采用翻新改造的方案。將原舊線圈退火處理，一方面軟化銅排，另一方面燒去舊絕緣。轉子線圈重新熱壓，并將其絕緣等級提高為F級。由于老匝絕緣厚，一般線圈翻新時可增加工廠10%-15%的匝數。通過增加匝數，提高絕緣等級措施后，轉子繞阻一般可擴容200%～25%。若原機組轉子溫升高或擴容要求在30%以上可采用更換線圈并增加匝數和銅排寬度的方法解決。

5 發電機改造的技術參數和烘漆工藝

發電機增容后，一些性能參數都將隨著改變，因此必須通過電磁計算提供技術參數供發電站進行短路計算、繼電保護計算及調整各種保護整定值。筆者在增容改造中，對每臺電機都經過試驗和計算提供給用戶。如勵磁電流、電壓、發電機效率、定子線負荷、熱負荷、定轉子氣隙磁密度、允許溫升、短路比、定子漏抗、縱軸、橫軸同步電抗和瞬變、超瞬變同步電抗和負零序電抗等。

發電機增容改造中浸漆烘焙工藝也是發電機增容的關鍵技術措施之一。發電機在運行過程中，定子線圈端部要承受很大的電磁力，如果浸漆不透，烘焙不干，定子線圈端部要受到很大的電磁力，會發生扭曲變形，造成匝間短路、破壓甚至造成整臺發電機報廢的重大事故。在浸漆工藝上采用了強迫流動浸漆工藝，使浸漆透徹，在烘焙上采用循環熱風打入電機進行循環加熱，達到整個電機線圈受熱均勻、固化程度高的工藝要求，保證烘漆質量。

6 體會

中小型老電機增容擴建改造是一項改造老電站的最經濟有效的方法，是中小型電站改造發展方向。應予以大力提倡推廣。它與新增機組增容改造有不可比擬的優越性，主要有：

1)機組增容改造費用一般為1000元/KW～2000元/KW，而新增裝機則需投資5000元/kW～10000元/KW。

2)機組增容改造可在機組枯水期完成，不影響電站的正常發電。一般電站只需1個月～2個月就可完成改造。由于施工期短和投資省，因此投產快，還本時間短，一般電站在二年左右即可收回投資，因而見效就快。

3)施工方便簡單，機組增容改造由于機組外形不變，原基礎設施不需任何變動；而增加機組來增容必須增加廠房面積一系列配電設施，施工復雜。