英公水庫一級電站機組運行近20年，電氣設備嚴重老化。電站根據水能參數和機組實際情況，通過詳細計算分析，決定對發電機作增容改造，從兩個方案對比，選用增加發電機定子和轉子線圈導線截面，絕緣采用F級，出力由500kW增至630kW。改造后機組噪音、振動、各部溫升均符合要求，投資省、時間短、發電損失少，取得了很好的經濟效益。表1個。??? 【主題詞】　小型水電站　三相異步電機　定子　轉子　絕緣器件　改良措施　經濟效益　　　　英公水庫一級電站位于臨安市于潛鎮英公潭村，距于潛鎮12km，處于水庫大壩下游右岸，從水庫經壩內輸水洞和壓力鋼管引水發電。電站裝機2×500kW，機組為廣西柳州生產，水機型號HL240－WJ－59，發電機型號為TSWN－500／8，發電機采用交流勵磁機無刷勵磁。設計年均發電量393萬kW·h，年利用小時3930h。自1981年12月并網發電之后的實際年均上網發電量為350萬kW·h，有效電量系數0．9。1　發電機改造的理由　　1）機組經近20年的運行，電氣設備嚴重老化，如發電機定、轉子線圈采用的是老式絕緣，運行年久，由于熱老化、電老化、機械老化等多種因素，使線圈很多部位絕緣出現裂紋、磨損、松脆，槽楔和端部綁扎松動等現象，嚴重危及機組安全運行。主變損耗大，老化也較為嚴重。　　2）英公水庫防洪任務要求梅汛期控制水位為164m，溢流堰頂高程為167m，根據水庫歷年運行情況分析，水庫汛期水位有約3個多月運行于162m～166m之間，即凈水頭30．5m～34．5m，而HL240－WJ－59水輪機在HP＝28m時出力就能達到500kW，在32m時可達630kW。由于受發電機出力限制，每年一半以上運行時間有大量棄水，浪費能源。

　　3）今后電力部門將加強對電機的調度力度，對有水庫的電站將列入電力部門直接調度范圍。機組增容后可增加超發峰電的能力，提高峰電比例而獲得更多的經濟效益。2　發電機改造方案

2．1　發電機增容改造方案　　　　根據電站的水能參數和機組的實際情況，通過對原水輪機詳細計算分析，我們初步提出了擬將兩臺500kW發電機增容到630kW的要求，并通過對有關廠家實際考察，于1999年6月委托富春江電機電器修理廠對發電機增容改造進行可行性分析，確定方案后實施改造。　　　　通過計算機軟件對發電機進行了多方案比較，認為方案一，方案二均可選擇。方案一：由于老機組定子槽內有一定空隙且老絕緣厚度厚，再加上取消副繞組，線規截面由原來的1．81mm×6．4mm擴大到2mm×7．5mm比原機組增加30％，出力在600kW定子溫升與原機相同。轉子線圈利用舊線再另加3匝新線，其溫升為76．6℃。雖費用略低些，但出力只能600kW，轉子溫升也偏高。方案二：定子線圈尺寸與方案一相同。絕緣采用F級，轉子線圈更新為2mm×27mm。匝數增加2匝，截面增加26％，也采用F級絕緣，出力630kW時，定子溫升51．1℃，轉子溫升66．05℃。通過綜合分析，方案二單位千瓦投資少，且溫升合理，比較可靠。我們選擇方案二實施改造。

2．2　發電機改造要點　　1）在電磁計算中，我們考慮舊鐵芯的因素，磁負荷增容前后保持不變，并且進行定子鐵損及溫升試驗，利用專門工藝處理齒頂等部位局部短路點，使鐵芯無短路，溫升符合增容改造要求。　　2）熱負荷隨出力增加而增加，在630kW時熱負荷增加22．6％，但通過擴大定子轉子線規截面和采用F級絕緣，使改造后定轉子繞組溫升滿足要求，并留有較大的裕量。　　3）定子鐵芯、線圈均經防電暈處理，保證了整機在國際規定的起暈電壓下試驗，無電暈，延長了機組的使用壽命。　　4）定子線圈采用二次模壓二次整形工藝，不但線圈兩邊主絕緣均勻、密實，整體耐電壓水平提高，且線圈一致性好，有利于通風。　　5）轉子線圈原采用B級云母帶隔匝間結構，匝間絕緣不可靠，側面散熱能力差，改造后線圈采用的F級環氧玻璃坯布熱壓而成，具有耐溫高、不易老化、匝間耐壓高、散熱好和粘接力強等優點。　　6）定子下線用所有綁扎材料均采用目前大電機上采用的材料，具有綁扎牢固、通風好、不易老化等優點。定子下線后采用整體浸漆工藝。　　7）轉子線圈對地絕緣采用上下端面90°翻邊結構，有效阻止了今后機組長期運行中灰塵、油污進入鐵芯與線圈之間，同時也大大增加了對地爬電距離。　　8）定、轉子整機耐壓試驗均按新機組國際規定的要求試驗，一次通過。3　其他改造　　1）取消交流勵磁機，采用靜止可控硅勵磁。　　2）原1250kVA主變更新為1600kVA主變。　　3）互感器、繼電保護及線路改造。4　改造效益及體會

4．1　改造效益　　通過改造后機組在630kW工況下長期運行，機組噪音、振動、各部溫升等均符合要求。A出力可達650kW。本次2臺發電機等電氣設備改造總計費用在50萬元以內，按運行2000h計，增加260kW，增容部分電價按0．45元／kW·h計，每年可增加發電收入23．4萬元，只需2年多一點時間就可以收回全部投資。另外發電機、變壓器和勵磁機等改造后，每年的大修費用和停產損失大大減少。4．2　幾點體會　　從英公一級電站發電機改造過程和改造后發揮效益來看，我們深的體會有以下幾點。　　1）機組改造有它的特殊性，在改造前必須做許多仔細的分析和測量工作，必須制訂好切實可行的改造方案，這樣不僅節省了投資，而且成功率高、時間短，發電損失少。

　　2）國內許多電站的水輪機運行情況較好，而且可超出力運行的情況多，但發電機老化嚴重，不能滿足水機超出力運行，有的甚至只能在額定負荷以下運行。若電站改造資金緊張，可先改造發電機，產生效益后再考慮大修或改造水輪機。　　3）電站改造必須爭取多方支持，有關部門必須從政策上來鼓勵老電站的改造，保證電站有利可圖，特別是在新電新價政策上應給予更多的優惠。只有這樣才能使許多老電站走出設備老化嚴重、事故頻率高和經濟效益差的困境。