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【摘要】如今，水电站自动化的一项重要内容就是它的水轮发电机组设备的改造了。然而，在我国很多的水电站之中，除了它的水轮发电机组的运行情况良好以及需要更换转轮之外，其他方面（如：发电机老化的情况严重、发生超出力运行的机会比较大等等）还是存在较大问题的，所以，在本文之中，我们对水电站水轮发电机组设备的改造方面上进行了一些探究与探索[1]。
【关键词】水电站；设备改造；水轮发电机组
引言
目前，随着社会与经济的不断发展，我们是很有必要对水轮发电机组设备进行一些改造的，因为它在改造的方面上并不是需要花费很多钱，但是确能够获取很大的利益。另外，据调查显示，我国的水电站在之前是按照系列型谱来选择机组选型的，只考慮到了它的标准直径、水轮机型号等等，但是，确并没有考虑到它的实际运行参数，从而使得机组的出力运行状态不是很好；此外，一部分水电站在设计工况的选择上，并没有达到它的最优化，使得浪费了大量的水资源，再加上这些水电站在运行时间上较久、设备老化较为严重，所以，水电站的出力性能是非常低下的。因此，我们根据以上的几种情况，发现对水电站水轮发电机组设备的改造是非常有必要的。
一、水电站水轮发电机组设备改造的基本原则
在水电站水轮发电机组设备改造的这一方面，我们不仅仅要结合原工程的实际情况，还要进行一些经济技术的可行性分析，争取在保障技术要求的基础之上，选择出一个科学合理的改造方法，同时，慎重的选择设备的制造商，从而保障设备质量的可靠性、安全性以及它的先进性，此外，在设备的改造方面，我们还要严格的按照相关国家的规定与规范，执行严格的相关手续（如：验收等），按规定的流程来进行操作，另外，在水电站设备进行改造的时候，还要充分的考虑到它的投资回报年限这一问题（一般来说三年左右）。
二、水电站水轮发电机组设备改造过程与发展
1、整体与局部的修复改造
我们从目前水电站增减负荷、机组的频繁使用等情况中发现，许多的机械零件都有了老化的状况，也出现了一些问题（如：发电机绕组绝缘的老化、噪音较大等等），这些问题的出现使得水电站不得不进行一些检查与维修。另外，随着水电站机组的不断运行，使得导叶在断面与立面的封面上出现了磨损与老化的状况，从而导致了导叶密封处漏水量的增加，情况较为严重的，就会出现机组停机的状况，总而言之，我们在进行水电站水轮发电机组的改造之后，就会增加低环与顶盖之间的密封度，从而减少它的漏水量，使得机组工作的质量与效率得到有效的提高。
2、现代化的改造
如今，水电站的现代化改造是必不可少的，无论是技术方面、应用的材料方面还是关键部位方面，我们都是要对它们进行一些必要的改造的。在早期的时候，水轮机在转轮上大多采用的是铸焊、铸件的结构，但是，因为当时不锈钢材料的价格较昂贵，所以大多数时候用的是钢，然而，钢在叶片之中是很容易出现空蚀的情况的，所以在给我国的葛洲坝水电站带来严重的影响之后，就开始使用不锈钢材料了，这也为我国开始使用水轮机不锈钢材料创造了先例。另外，随着我国材料质量与冶金技术的不断提高，所以材料综合的性能也得到了最优化，再加上机组设备的焊接技术不断的提高，使得除了一小部分的中小型转轮叶片还在使用20SiM n之外，大部分的叶片都在使用碳素钢与锈钢材料进行连接了，因此，不锈钢材料的使用，不仅提升了它的抗腐蚀性，也大大提高了它的运行效果。
另一方面，随着我国科学与技术的不断创新与发展，机组的工艺与部件加工的装备也得到提高。以前，转轮的叶片大多不经过机械的加工就会直接的投入使用了，但是，在我国的1980年之后，就出现了五轴与三轴的数控加工镗铣床（因为使用费用昂贵，所以使用的较不普遍），此外，三峡的水电站在左岸技术机组的转让过程之中，出现了对X型叶片（形状较为怪异）数控加工的技术，且效果十分好，因此，我们只有通过将这些加工的技术运用到改造之中，才能真正的实现机组的自动化与它的现代化。[2]我们通过对水电站水轮机的实际运行的性能对比分析得出：我国1950年后的机组与我国1990年后的机组相比，差距是非常明显的。因此，我们对1953年福建古田水电站使用的美国福伊特西门子水电公司的转轮（额定水头110m）与1994年贵州天生桥水电站使用的法国阿尔斯通公司的转轮（额定水头111m）进行了一些对比，根据我们的调查与分析，发现它们都在使用的效率上增长了4.34%，具体情况如下表：
三、水电站水轮发电机组设备具体改造的措施
1、增加定子绕组铜线的截面
我们根据目前绝缘水平的不断提高，增加了定子绕组铜线的截面，这不仅增大了电机线的负荷程度、提高了发电机输出的功率，也提高了线圈的填满率，从而使增容得以实现，此外，还可以通过降低绕组电流密度来减少铜的损耗，从而使温度的升高程度得以降低。我们在更新线圈时，可以使用先进的技术与工艺（如：天津水电站用的无间隙嵌线技术、线圈连焊工艺等等）；在制作定子线圈时，可以使用二次整形、二次热压的工艺技术，从而使得线圈排列的整洁度，增加匝间粘结的牢固度，使线圈的形状保持一致性；针对定子线圈的端部我们可以使用绑扎材料来绑扎，增加它的牢固性；[3]在绕子绕组处多装散热匝；转子转圈在对地绝缘的时候，可以使用上下端面900翻遍的结构，从而防止发电机在长久的运行之中让污垢与灰尘进入到线圈与铁心之中，使得对地耐压的能力得以提高。
2、更新定、转子绕组绝缘
在之前生产的水轮发电机之中，大多采用的绝缘材料是沥青云母（属于B级的绝缘材料），所以，我们应该在对机组的改造过程之中去提高绝缘材料的等级，争取使用F级的绝缘材料（如：环氧粉云母材料等等），这样就能够很好的去使电机耐电压的性能与耐温的性能很好的提高，并且减少绝缘材料单面的厚度。另一方面，我们还要对绝缘的结构进行一些改造，并且根据一些相关的文件（如：《水轮发电机基本技术条件》）与规定来进行改造，此外，F级的绝缘材料是有温度限制的（转子绕组为150℃，定子绕组值是140℃），所以，我们是要对温度进行严格的控制的。
总结
总而言之，本文从水电站水轮发电机组设备改造的基本原则、改造的过程与发展、改造的具体措施这三个方面进行了一些阐述，同时，针对水电站的水轮发电机组设备改造方面进行了一些探索与研究，并且从中提出了一些个人的观念，希望为一些人员提供一些参考价值。
【参考文献】
[1]温占武.浅谈水轮发电机组的更新改造[J].价值工程，2011，12.
[2]宋天勇.中小型水电站水轮发电机组的自动化改造[J].技术与市场，2011，07
[3]渠述达.申时康.泗南江水电站水轮发电机轴线调整介绍[J].云南水力发电.2011.27（1）：75-76.
【关键词】水电站；设备改造；水轮发电机组
引言
目前，随着社会与经济的不断发展，我们是很有必要对水轮发电机组设备进行一些改造的，因为它在改造的方面上并不是需要花费很多钱，但是确能够获取很大的利益。另外，据调查显示，我国的水电站在之前是按照系列型谱来选择机组选型的，只考慮到了它的标准直径、水轮机型号等等，但是，确并没有考虑到它的实际运行参数，从而使得机组的出力运行状态不是很好；此外，一部分水电站在设计工况的选择上，并没有达到它的最优化，使得浪费了大量的水资源，再加上这些水电站在运行时间上较久、设备老化较为严重，所以，水电站的出力性能是非常低下的。因此，我们根据以上的几种情况，发现对水电站水轮发电机组设备的改造是非常有必要的。
一、水电站水轮发电机组设备改造的基本原则
在水电站水轮发电机组设备改造的这一方面，我们不仅仅要结合原工程的实际情况，还要进行一些经济技术的可行性分析，争取在保障技术要求的基础之上，选择出一个科学合理的改造方法，同时，慎重的选择设备的制造商，从而保障设备质量的可靠性、安全性以及它的先进性，此外，在设备的改造方面，我们还要严格的按照相关国家的规定与规范，执行严格的相关手续（如：验收等），按规定的流程来进行操作，另外，在水电站设备进行改造的时候，还要充分的考虑到它的投资回报年限这一问题（一般来说三年左右）。
二、水电站水轮发电机组设备改造过程与发展
1、整体与局部的修复改造
我们从目前水电站增减负荷、机组的频繁使用等情况中发现，许多的机械零件都有了老化的状况，也出现了一些问题（如：发电机绕组绝缘的老化、噪音较大等等），这些问题的出现使得水电站不得不进行一些检查与维修。另外，随着水电站机组的不断运行，使得导叶在断面与立面的封面上出现了磨损与老化的状况，从而导致了导叶密封处漏水量的增加，情况较为严重的，就会出现机组停机的状况，总而言之，我们在进行水电站水轮发电机组的改造之后，就会增加低环与顶盖之间的密封度，从而减少它的漏水量，使得机组工作的质量与效率得到有效的提高。
2、现代化的改造
如今，水电站的现代化改造是必不可少的，无论是技术方面、应用的材料方面还是关键部位方面，我们都是要对它们进行一些必要的改造的。在早期的时候，水轮机在转轮上大多采用的是铸焊、铸件的结构，但是，因为当时不锈钢材料的价格较昂贵，所以大多数时候用的是钢，然而，钢在叶片之中是很容易出现空蚀的情况的，所以在给我国的葛洲坝水电站带来严重的影响之后，就开始使用不锈钢材料了，这也为我国开始使用水轮机不锈钢材料创造了先例。另外，随着我国材料质量与冶金技术的不断提高，所以材料综合的性能也得到了最优化，再加上机组设备的焊接技术不断的提高，使得除了一小部分的中小型转轮叶片还在使用20SiM n之外，大部分的叶片都在使用碳素钢与锈钢材料进行连接了，因此，不锈钢材料的使用，不仅提升了它的抗腐蚀性，也大大提高了它的运行效果。
另一方面，随着我国科学与技术的不断创新与发展，机组的工艺与部件加工的装备也得到提高。以前，转轮的叶片大多不经过机械的加工就会直接的投入使用了，但是，在我国的1980年之后，就出现了五轴与三轴的数控加工镗铣床（因为使用费用昂贵，所以使用的较不普遍），此外，三峡的水电站在左岸技术机组的转让过程之中，出现了对X型叶片（形状较为怪异）数控加工的技术，且效果十分好，因此，我们只有通过将这些加工的技术运用到改造之中，才能真正的实现机组的自动化与它的现代化。[2]我们通过对水电站水轮机的实际运行的性能对比分析得出：我国1950年后的机组与我国1990年后的机组相比，差距是非常明显的。因此，我们对1953年福建古田水电站使用的美国福伊特西门子水电公司的转轮（额定水头110m）与1994年贵州天生桥水电站使用的法国阿尔斯通公司的转轮（额定水头111m）进行了一些对比，根据我们的调查与分析，发现它们都在使用的效率上增长了4.34%，具体情况如下表：
三、水电站水轮发电机组设备具体改造的措施
1、增加定子绕组铜线的截面
我们根据目前绝缘水平的不断提高，增加了定子绕组铜线的截面，这不仅增大了电机线的负荷程度、提高了发电机输出的功率，也提高了线圈的填满率，从而使增容得以实现，此外，还可以通过降低绕组电流密度来减少铜的损耗，从而使温度的升高程度得以降低。我们在更新线圈时，可以使用先进的技术与工艺（如：天津水电站用的无间隙嵌线技术、线圈连焊工艺等等）；在制作定子线圈时，可以使用二次整形、二次热压的工艺技术，从而使得线圈排列的整洁度，增加匝间粘结的牢固度，使线圈的形状保持一致性；针对定子线圈的端部我们可以使用绑扎材料来绑扎，增加它的牢固性；[3]在绕子绕组处多装散热匝；转子转圈在对地绝缘的时候，可以使用上下端面900翻遍的结构，从而防止发电机在长久的运行之中让污垢与灰尘进入到线圈与铁心之中，使得对地耐压的能力得以提高。
2、更新定、转子绕组绝缘
在之前生产的水轮发电机之中，大多采用的绝缘材料是沥青云母（属于B级的绝缘材料），所以，我们应该在对机组的改造过程之中去提高绝缘材料的等级，争取使用F级的绝缘材料（如：环氧粉云母材料等等），这样就能够很好的去使电机耐电压的性能与耐温的性能很好的提高，并且减少绝缘材料单面的厚度。另一方面，我们还要对绝缘的结构进行一些改造，并且根据一些相关的文件（如：《水轮发电机基本技术条件》）与规定来进行改造，此外，F级的绝缘材料是有温度限制的（转子绕组为150℃，定子绕组值是140℃），所以，我们是要对温度进行严格的控制的。
总结
总而言之，本文从水电站水轮发电机组设备改造的基本原则、改造的过程与发展、改造的具体措施这三个方面进行了一些阐述，同时，针对水电站的水轮发电机组设备改造方面进行了一些探索与研究，并且从中提出了一些个人的观念，希望为一些人员提供一些参考价值。
【参考文献】
[1]温占武.浅谈水轮发电机组的更新改造[J].价值工程，2011，12.
[2]宋天勇.中小型水电站水轮发电机组的自动化改造[J].技术与市场，2011，07
[3]渠述达.申时康.泗南江水电站水轮发电机轴线调整介绍[J].云南水力发电.2011.27（1）：75-76.