巴西朱比亚电站水轮发电机定子线棒制造工艺探究

李明阳

哈尔滨电机厂有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150030

1 项目简介

巴西朱比亚水电站位于圣保罗州与南马托格罗素州交界的帕拉纳河流域，位于伊泰普水电站上游。电站装有14台单机额定容量为11万千瓦的Kaplan轴流转浆机组，于1969年至1974年陆续投产。电站总装机容量155.1万千瓦，保证容量88.6千瓦，年均发电量77.61亿度。

2 关键技术分析

本台朱比亚定子线圈为替换朱比亚电站上一代原福伊特公司生产的定子线圈，巴西方面要求是保证两者互换性，要求制作的线棒尺寸与原线棒一致，同时要求采用VPI工艺，为此我方做出如下准备：

（1）为保证高要求的互换性，我方对业主提供的两支福伊特线圈进行三维测量，在线圈上进行三坐标数据采集，然后整合数据建立三维模型，最终确定线圈尺寸。

（2）通过得出的尺寸数据结合目前VPI设备情况，预提朱比亚VPI工具。

（3）因朱比亚定子线圈端部长度短，无法在数控成型机上进行成型，设计制作专用端部成型工具[1]。

3 制造难点及解决措施

3.1 保证线圈与原福伊特线棒互换性

对业主提供的两支福伊特线圈进行三维测量，在线圈上打多个点进行三坐标定位数据采集，然后整合数据建立三维模型，最终确定了线圈尺寸数据。通过得出的尺寸数据结合目前VPI设备情况，预提了朱比亚VPI烘压模、端部成型模、校验模等。

3.2 采用手工成型，降低生产效率

朱比亚定子线圈端部太短，无法在数控成型机上进行成型；针对朱比亚定子线圈端部长度短，无法在数控成型机上进行端部成型的问题，根据测出的尺寸数据，联合轻型制造中心设计制作了朱比亚专用端部成型工具；针对手工成型效率低的情况，因朱比亚线圈端部较短，直线与引线转角距离过近，所以无法使用数控成型机，于是采用数控成型机成型直线转角，手工成型引线转角的方式，效率提高一倍。

3.3 VPI线圈端部截面尺寸控制

VPI线圈直线部位尺寸控制相对较好，但由于端部无模具约束，紧靠热缩带收缩束缚，截面尺寸较难控制。控制端部截面尺寸，主要从硅钢片、热缩材料包扎、胶皮垫放等着手，通过对比试验我们采用垫放48mm宽硅钢片，垫一层胶皮，外边绕包两层热缩的措施，端部尺寸良好[2]。

3.4 外观质量方面

VPI线圈直线部位往往控制相对较好，但由于端部无模具束缚，仅靠热缩带热缩固化，外观质量难控制。根据以往经验，VPI线圈烘焙时硅钢片与胶皮往往不能完全覆盖线圈外R部位，导致外R容易鼓包、褶皱。在工具设计时，在模具侧铁末端与线圈直线转角外R接触位置开一个凹槽，给后续硅钢片及胶皮垫放预留了足够的空间，使硅钢片和胶皮完全覆盖直线转角外R，有效控制了直线转角外R容易鼓包、褶皱的现象。

3.5 VPI线棒主绝缘发空情况控制分析

VPI线棒相较多胶模压工艺，主绝缘发空情况更难控制，主绝缘发空主要与浸漆粘度有关，产品投产前统计2017年12月开始至投产前VPI浸渍树脂粘度变化，结合生产过程可追溯记录的出现集中发空现象时间，绘制了统计主绝缘发空集中时期粘度曲线图：

通过数据及操作者反馈，得出如下结论：

（1）第一次集中发空从2017年12月5日到18年1月末，主要因为粘度值较高，1月份开始更换新漆，因为天气较冷，发空依然严重；

（2）第二次发空集中为2018年3、4月份，主要为粘度值较高，兑新漆之后发空现象基本消失；

（3）第三次集中为2018年7月20日到8月15日，粘度值上涨，8月16日兑新漆之后空现象基本消失。

从上可见，除寒冷情况下，70℃粘度31以上，50℃粘度83以上易出现发空。故采取如下措施：严格控制VPI间温度≥20℃；每周进行粘度检测，如接近危险粘度值，及时采用兑漆或换新漆的方式降低漆罐内漆的粘度；采取措施后，朱比亚全台无发空现象[3]。

4 结语

本文从朱比亚电站定子线圈制造过程出发，分析了制造过程中各个难点及解决措施，不仅从大的方面，也从细微的方向入手，累积小改动为大改动，收获意想不到的效果，很多措施是首次在线圈制造中使用。希望对今后的类似水电产品线圈制造提供一定的参考。