浅析丹江电厂水轮发电机冷却系统技改的利与弊摘要：温度是考验一台水轮发电机组是否能安全运行的重要技术指标之一，其高低直接影响水轮发电机的定子和转子线圈绝缘及其寿命。而我国七十年代中期之前设计制造的大中型水轮发电机普遍存在着风量不足，运行温度偏高(特别是夏季)的问题。为了保证发电机的安全远行，发挥机组的最大效益，对发电机冷却系统进行改造很有必要。丹江电厂通过对其5号发电机原有冷却系统进行了一系列的改造，从改造后的运行效果看，降温十分明显。 1 5号发电机温度高的原因
改造前对5号机进行了一系列的分析试验，发现引起5号机发电机温度高的原因主要有以下几个方面。
止推垫圈1.1 有效风量不足
5号机转子支架是“盒形”下斜式结构，机组运行时每一个轮臂相当于一个下压风扇，在转子下方产生了巨大的旋转风，这部分旋转风不能参与到整个空气循环系统中去，反而与转子支架产生摩擦发出热量，反而使机组的冷却风温度被提高了。
1.2 风量分配欠合理，上.下风道进风量不均匀，相差悬殊。
5号机设计风量124m3/s，实测风量119.46m3/s，两者相差不多，上进风道进风量73.6m3/s，占总风量的62%，下风道进风量45.86m3/s，占总量的38%，上进风道进风量明显偏下。
在定子上、下环板上￠120mm的圆孔、定子线圈上下端部、上下齿压板与齿之间、上齿压板各块间的缝隙都有热风回流的现象，使得机组的冷却风温升高，造成发电机的温度升高。
2 改造方法
2.1 改变风路结构
(1)将原封闭双回路径向通风系统改为单回路密闭循环系统，具体方法是：将转子支架的下进风口由原来的部分封闭改为全封闭，上进风口封闭后在偏中心体侧开了8个1m×1m的平行四边形进风孔，从冷却器出来的冷风全部经上风道进行循环，充分冷却转子磁轭，磁极，铁芯。下风道将不在进风，从而消除了转子下部的旋转绕流风。
胀锚螺栓
(2)封堵定子机座个部件的漏风，串风的部位，防止机组内热风回流。主要有：定子铁芯上齿压板各块之间的缝隙用泡过环氧树脂后的毛毡封堵，并用50×400mm的薄钢板点焊压住：封堵转子轮毂上的圆孔；定子线棒上下端的根部与齿压板的接缝处用含有玻璃纤维的绳子泡环氧树脂后封堵一圈；定子上下环板上的圆孔用3mm厚的钢板焊死来
封堵；在齿压板与环板间用耐温橡胶管封堵一圈。
2.2 更换新型空气冷却器，增大散热面积
5460a改变发电机的风路结构，降低通风损耗，还必须改进空气冷却器，将原铜丝缠绕式空气冷却器换成双金属翘片式，冷却效果更好。同时增大了冷却器的散热面积，但由于定子机座上的出风口无法扩大，因此将空冷器的安装底座由矩形出口改为喇叭口状，相应的使每排铜管增加7根，每台空冷器共增加42根,18台冷却器一共增加长度1436.4m，可多带走热流量718.2kW，总带走的热流量达到3026.7kW，全满足机组散热的要求。
3 现场安装时的注意事项
3.1 转子上、下盖板及幅板的安装
对于下斜式转子支架，装下盖板时，应对下盖板进行处理，否则下盖板无法与磁轭内沿结合紧密，现场安装时采用了沿下盖板与幅板配合的槽钢两侧断面割开，割至加强角铁，并在盖板的下部设置3个千斤顶，然后用烤沿断面加热，并给千斤顶缓慢加力，当下盖板的边沿距磁轭的内沿3mm～4mm时，可停止加热、加力，待加热处温度降至常温后，焊好原割缝处，方可撤除千斤顶，这样就可以解决下盖板外沿密封不严的问题。
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3.2 风斗的安装
(1)风斗是通过磁轭的拉紧螺杆固定在转子上的，由于风斗是玻璃钢材质，因此要在风斗内加装一“T”型支撑架，为了保留与磁极的距离，支撑架高程为90mm，这就要求拉紧螺杆露出磁轭端部的高度在120mm左右。
(2)风斗的“T”支撑架的上平面在整圆上的波浪度小于5mm，否则应在磁极螺母上加垫处理。转子引出线2个支撑架还应和引线保持一定的距离，引线在安装时，在支撑架上同时加装有绝缘板。
3.3 各部件的焊接
(1)抽调焊接水平高、责任心强的焊工，严格按照规范焊接，确保各部件的焊接质量达到要求。
(2)每焊一层时，必须用风铲将前一层的焊渣清除干净并形成消除应力后，方可施焊。
如发现有气孔、夹渣、裂纹等缺陷，必须刨开重新焊接，直至达到要求。
3.4 配重
此次改造在转子上加装的部件总重量达7吨，根据厂家要求转子轮臂对称方向的重量误差应小于1kg，为了保证不破坏机组的动平衡,
我们在各部件正式安装前进行了精确的称重并做好记录，为配重提供了数据，主要有：上、下盖板及幅板的重量所加垫片、锁片的规格、数量及重量；电焊条应使用同一规格的焊条，并有专人发放及回收，使用的根数及回收的焊头的重量；转子引出线处的风斗与其相称的风斗重量偏差。在机组试运行阶段，我们做了机组动平衡试验，试验表明机组的动平衡良好。
3.5 前后的效果对比
在机组试运行阶段进行了改造的通风试验，温升数据对比见(表1)，改造效果明显。通过改造，发电机定子温升、转子温升在相同的共况下降低最大为18.7k、7.6k，负载下的通风损耗由4223.58kW降至2469kW，且定子轴向温升均匀。
丹江电厂5#发电机通风改造均由丹江电厂人员自行完成，质量均满足优良标准；风斗安装过程中采用根据磁极高层差变化及时校核间隙,5号发电机的通风系统改造成功，提高了机组运行时的健康水平和安全可靠性，给丹江水电厂带来了很高的经济效益和社会效益，同时也为以后进行其它机组的通风改造提供了宝贵经验。
4 其不足之处防爆voc在线监测系统
通过改造后的转子增加了7t～8t的重量，也就使水轮发电机的转
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