巴西朱比亞電站水輪發(fā)電機定子線棒制造工藝探究

李明陽

哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司 黑龍江哈爾濱 150030

1 項目簡介

巴西朱比亞水電站位于圣保羅州與南馬托格羅素州交界的帕拉納河流域，位于伊泰普水電站上游。電站裝有14臺單機額定容量為11萬千瓦的Kaplan軸流轉(zhuǎn)漿機組，于1969年至1974年陸續(xù)投產(chǎn)。電站總裝機容量155.1萬千瓦，保證容量88.6千瓦，年均發(fā)電量77.61億度。

2 關(guān)鍵技術(shù)分析

本臺朱比亞定子線圈為替換朱比亞電站上一代原福伊特公司生產(chǎn)的定子線圈，巴西方面要求是保證兩者互換性，要求制作的線棒尺寸與原線棒一致，同時要求采用VPI工藝，為此我方做出如下準(zhǔn)備：

（1）為保證高要求的互換性，我方對業(yè)主提供的兩支福伊特線圈進行三維測量，在線圈上進行三坐標(biāo)數(shù)據(jù)采集，然后整合數(shù)據(jù)建立三維模型，最終確定線圈尺寸。

（2）通過得出的尺寸數(shù)據(jù)結(jié)合目前VPI設(shè)備情況，預(yù)提朱比亞VPI工具。

（3）因朱比亞定子線圈端部長度短，無法在數(shù)控成型機上進行成型，設(shè)計制作專用端部成型工具[1]。

3 制造難點及解決措施

3.1 保證線圈與原福伊特線棒互換性

對業(yè)主提供的兩支福伊特線圈進行三維測量，在線圈上打多個點進行三坐標(biāo)定位數(shù)據(jù)采集，然后整合數(shù)據(jù)建立三維模型，最終確定了線圈尺寸數(shù)據(jù)。通過得出的尺寸數(shù)據(jù)結(jié)合目前VPI設(shè)備情況，預(yù)提了朱比亞VPI烘壓模、端部成型模、校驗?zāi)５取?/p>

3.2 采用手工成型，降低生產(chǎn)效率

朱比亞定子線圈端部太短，無法在數(shù)控成型機上進行成型；針對朱比亞定子線圈端部長度短，無法在數(shù)控成型機上進行端部成型的問題，根據(jù)測出的尺寸數(shù)據(jù)，聯(lián)合輕型制造中心設(shè)計制作了朱比亞專用端部成型工具；針對手工成型效率低的情況，因朱比亞線圈端部較短，直線與引線轉(zhuǎn)角距離過近，所以無法使用數(shù)控成型機，于是采用數(shù)控成型機成型直線轉(zhuǎn)角，手工成型引線轉(zhuǎn)角的方式，效率提高一倍。

3.3 VPI線圈端部截面尺寸控制

VPI線圈直線部位尺寸控制相對較好，但由于端部無模具約束，緊靠熱縮帶收縮束縛，截面尺寸較難控制。控制端部截面尺寸，主要從硅鋼片、熱縮材料包扎、膠皮墊放等著手，通過對比試驗我們采用墊放48mm寬硅鋼片，墊一層膠皮，外邊繞包兩層熱縮的措施，端部尺寸良好[2]。

3.4 外觀質(zhì)量方面

VPI線圈直線部位往往控制相對較好，但由于端部無模具束縛，僅靠熱縮帶熱縮固化，外觀質(zhì)量難控制。根據(jù)以往經(jīng)驗，VPI線圈烘焙時硅鋼片與膠皮往往不能完全覆蓋線圈外R部位，導(dǎo)致外R容易鼓包、褶皺。在工具設(shè)計時，在模具側(cè)鐵末端與線圈直線轉(zhuǎn)角外R接觸位置開一個凹槽，給后續(xù)硅鋼片及膠皮墊放預(yù)留了足夠的空間，使硅鋼片和膠皮完全覆蓋直線轉(zhuǎn)角外R，有效控制了直線轉(zhuǎn)角外R容易鼓包、褶皺的現(xiàn)象。

3.5 VPI線棒主絕緣發(fā)空情況控制分析

VPI線棒相較多膠模壓工藝，主絕緣發(fā)空情況更難控制，主絕緣發(fā)空主要與浸漆粘度有關(guān)，產(chǎn)品投產(chǎn)前統(tǒng)計2017年12月開始至投產(chǎn)前VPI浸漬樹脂粘度變化，結(jié)合生產(chǎn)過程可追溯記錄的出現(xiàn)集中發(fā)空現(xiàn)象時間，繪制了統(tǒng)計主絕緣發(fā)空集中時期粘度曲線圖：

通過數(shù)據(jù)及操作者反饋，得出如下結(jié)論：

（1）第一次集中發(fā)空從2017年12月5日到18年1月末，主要因為粘度值較高，1月份開始更換新漆，因為天氣較冷，發(fā)空依然嚴重；

（2）第二次發(fā)空集中為2018年3、4月份，主要為粘度值較高，兌新漆之后發(fā)空現(xiàn)象基本消失；

（3）第三次集中為2018年7月20日到8月15日，粘度值上漲，8月16日兌新漆之后空現(xiàn)象基本消失。

從上可見，除寒冷情況下，70℃粘度31以上，50℃粘度83以上易出現(xiàn)發(fā)空。故采取如下措施：嚴格控制VPI間溫度≥20℃；每周進行粘度檢測，如接近危險粘度值，及時采用兌漆或換新漆的方式降低漆罐內(nèi)漆的粘度；采取措施后，朱比亞全臺無發(fā)空現(xiàn)象[3]。

4 結(jié)語

本文從朱比亞電站定子線圈制造過程出發(fā)，分析了制造過程中各個難點及解決措施，不僅從大的方面，也從細微的方向入手，累積小改動為大改動，收獲意想不到的效果，很多措施是首次在線圈制造中使用。希望對今后的類似水電產(chǎn)品線圈制造提供一定的參考。