各电磁设计方案是在定子铁心外径为8170mm、内径为7530mm、高度为1800mm的条件下进行的，并要求改造后的发电机额定转速由125r/min增至13614r/min，额定功率由60MW增至85MW，最大功率达90MW.经专家论证认为，采用整数槽（q=3）绕组的改造方案是可行的，选择的各项参数和改造措施是经济合理的。为了慎重起见，还对改造后的水轮机导叶力特性和发电机主要部件的刚度及强度、各部轴承的运行性能等进行了核算，结果表明各部应力均小于材料的屈服极限，机组各部轴承的强度及润滑性能均能满足要求。

　　4号机组改造内容水轮机部分（1）水轮机转轮更换。将原转轮更换成P0-0910a-B-434型高强度、耐空蚀全不锈钢转轮。转轮与水轮机轴法兰的连接采用7个销钉螺栓和7个普通紧固螺栓交替布置，其销钉螺栓孔采用俄罗斯生产厂家提供的专用铣孔工具，在现场与水轮机轴同铰而成。原水轮机下支持环作相应改进。

　　（2）导叶接力器改造。考虑到新转轮出力明显增大，导叶开度及导水机构操作力矩随之增大，因此在保留原接力器基础、前活塞杆（推拉杆）、活塞轴销、前端盖、前导管及操作油管的基础上，更换了导叶接力器。改造后接力器行程维持关闭位置不变，新接力器活塞直径增至700mm、工作油压增至215MPa、活塞全行程增至425mm.与此同时，对油压装置进行了相应的改造，除保留原集油槽和压油泵外，更换了压力油罐（容积由5m3增至6m3）、阀组及液位计和压力信号器等自动化元件，对漏油装置也进行了更换。

　　（3）导叶轴承改造。原导叶轴承为润滑脂润滑的铜轴承，为了解决原导叶轴颈锈蚀、轴承注油困难等问题，对导水叶上、中、下轴颈进行了包焊不锈钢板处理，将上、下轴承改为聚甲醛铜背自润滑复合轴承，下部轴承改为FZ-5型铜基镶嵌式固体自润滑轴承。这些改造措施不仅减轻了设备的检修维护量，而且提高了导水机构的运行可靠性。

　　（4）水轮机补气系统改造。水轮机补气系统由原来的十字架补气改为主轴中心孔补气。自行设计、制造了4个活塞直径为50mm的逆止阀，利用新增设的下部风罩，在水轮机轴法兰处形成密封补气室。大气由连接于厂房外的管路经补气室、逆止阀、水轮机法兰（新钻的4个直径为50mm的径向孔）向尾水管中心补气，以减少尾水管的压力脉动。

　　（5）主阀系统改造。在保留原接力器、锁定阀、安全阀及部分管路的基础上，更换了主回油箱、防潮电机及油泵等管路附件；更换自动控制元件，并将其安装在新增设的控制柜内，经改造，主阀操作系统实现了计算机监控，不仅提高了工作性能，而且做到了无渗漏。

　　此外，在4号水轮机改造中还更换了我厂与武汉水电控制设备厂共同开发研制的PLC145型调速器，解决了原调速器运行不稳定问题；将原固定式上下层结构的连杆机构改为可调式双耳结构，不仅恢复了剪断销的功能，而且便于导叶立面间隙的调整，拆装十分方便；并对机组的油、水、风系统也进行了改造。

　　发电机部分（1）定子铁心更换。新定子铁心冲片采用DW310-50型015mm厚的优质冷轧硅钢片冲制而成，定子内径增大30mm，高度增加50mm.齿压片均采用非磁性不锈钢材质，以消除定子上下端涡流发热源。定子铁心采用现场整圆叠装和热压工艺，提高了定子铁心的安装质量。

　　（2）定子线圈更换。定子线圈采用F级多胶云母板绝缘。新线圈股线编织采用329b不完全换位方式，不仅减少了股线间的温差，而且降低了线棒的平均温度及最高局部温升，延长了线圈的使用寿命。线圈接头采用直连式并头套锡焊结构，解决了接头开焊问题；端箍采用非磁性不锈钢材质，降低了定子上下端部温度。

　　（3）转子磁轭更换。新转子磁轭冲片采用31039冯艳蓉等：丰满发电厂4号机组的现代化改造Page3

　　mm厚的A3钢板轧制而成。磁轭总高度不变，仍分上、下两层在现场叠压而成。磁轭键由原径向键改为凸形主键加左右切向键结构，这种结构既利于安装，又能承受较大的切向力。另外，为了防止制动环下沉，新制动环外侧开有凹槽并用卡板限位。

　　（4）转子磁极更换。磁极数量由原来的24对减少到22对，机组转速由125r/min升至13614r/min；发电机空气间隙由16mm增至18mm.磁极绝缘强度由原来的A级提高到F级；改进了磁极间接头的布置方式，将磁极外接头引线接至磁轭上平面，用特制卡子固定，既便于检修，又提高了运行可靠性。