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标  题: 国产最大水轮发电机结构工艺特点
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年05月15日11:41:05 星期三), 站内信件

电器工业 2002-05-14 12:21:12
 
 
    前言  

　　在世界最大容量的700MW三峡机组由国内厂家独立制造出来以前，最近投运的550MW
二滩机组便是国产最大容量的水电机组。由于实施了国际管理，并严格按照国外先进
标准检验合格，该机达到了世界先进水平。  

　　二滩水电站位于四川省西南的雅砻江上，距攀枝花市约46km，是我国第一个实行
国际竞争性招标和业主负责制并按国际合同管理而进行建设的水电工程。电站共装机
6台550MW的混流式水轮发电机组，由加拿大通用电气（CGE）公司和国内2家（哈尔滨
电机厂有限责任公司和东方电机股份有限公司）合作并作为中标卖方向电站投供6台
机组。中外双方采取技贸结合、联合设计、合作制造的原则，但国内2个厂家至少分
包各自独立制造一台以上的整套机组份额，即保证国内今后能够自行生产这种机组。
合同于1994年3月签订，最后一台机组于1999年12月并网发电。  

　　水轮发电机额定参数如下：型号SF500-42/12782、容量612MVA（功率550MW）、
电压18 kV、电流19630A、功率因数0.9（滞后）、相数3、频率50Hz、转速142.9r/min
、飞逸转速279r/min、推力轴承负荷2220t、效率98.71%，加权平均效率98.5758%。
  

　　由CGE生产并供货的1号机于1998年6月投入试运行以来出现多项较大质量事故，
如定子铁心装压返工，转轮产生裂纹，轴系部件无定位结构，上下导轴承严重甩油，
下导轴瓦温升高达81℃，测温元件烧毁并损坏线圈和铁心等，导致拖期发电，造成较
大经济损失。对国内厂家来说，这是一种挑战和压力。为了圆满完成作为参加三峡工
程项目的资格认证产品的二滩机组，国内厂家结合国情和企业设备、工装等条件，开
展了研究开发和技术创新，成功地完成了任务。本文主要论述发电机、特别是被比作
为其心脏部分的定转子绕组方面所采取的新结构、新工艺和新材料。  

　　1 高含量粉云母带  

　　二滩电机定子绕组绝缘要求F级，不仅是单机容量国内最大，18 kV电压也是国内
水轮发电机中最高的。线棒绝缘双面厚度9.19mm，防晕层双面厚度0.38mm，耐电压强
度2.31 kV/mm等要求也是国内传统绝缘结构难以达到的。  

　　在大型高压电机绝缘方面，多年来的国内外差距主要体现在绝缘厚度和绕组固定
这两个方面。为了保证较高工作场强，又要尽可能减小绝缘厚度，就只能不断提高粉
云母的含量。60年代以来国内主要应用B级环氧粉云母带，直到80年代才开发并应用
了电气和机械强度都较高的F级桐马环氧粉云母带。80年代末期开发和应用了高电场
强度和高云母含量的F级环氧粉云母带，其含量不断提高，90年代达到160g/m2这个国
外先进指标，并成功地用于二滩机组。  

　　2 涤玻无漆烧结线  

　　为了减薄主绝缘厚度，除了提高云母含量外，还开发并首次应用了涤玻无漆烧结
电磁扁线，并使其股线绝缘厚度首次从0.4减薄到0.2mm，股线的松紧量由过去的0.03mm
/股，0.3mm/排减小为零。对于实施罗贝尔换位的槽部全长线棒导体绝缘结构进行优
化以后，使其截面绝缘占有率降低了38%~39%，经过优化后的主绝缘结构介电强度提
高了23%，老化寿命延长了1.1倍。  

　　最近的研究发现，具有矩形截面的导体四角对于工作场强的提高有很大影响。为
此，通过试验研究，确立了导体圆角半径的是佳值，进行了等电位处理，使角部的影
响系数降到最小。采取了磨削倒角后涂刷以半导体胶的内涂层结构以后，也有利于主
绝缘厚度的减薄。如表1所示，国内主绝缘厚度已经达到世界先进水平。  

　　表1  国内外发电机主绝缘厚度对比  （单位：mm）  

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　　电压kV  法国阿尔斯通 美国西屋  美国GE  加拿大GE  德国西门子  瑞士ABB 
 国内  

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　　 13.8       2.8        3.3      3.3                           3.75   


　　 15.75      3.6        3.7      4.03                3.85             
 4.25  

　　 18         4.2        4.6               4.6                         
 4.75  

　　 20         4.6                          4.4        4.4       4.6    
 4.4  

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