设计工作场强高达2.77kVmm,远远高于国内、外最先进的设计工作场强水平(2.6kVmm)。该机型发电机定子36槽,因此线棒截面尺寸大44.8(宽)68.65(高),四排双罗贝尔线棒。线棒的这些特点给国产化工作带来三大技术难点:(1)线棒主绝缘太薄,工作场强太高即使采用国内最好的多胶粉云母带,很精细的生产工艺,线棒的电气强度的裕度也只能达4.5倍,远不够我国传统的要求7倍以上。线棒在制造和嵌线过程中击穿的风险很大,电机的运行可靠性也令人担忧。因此首要的工作是增加主绝缘厚度和提高主绝缘的电气强度。
(2)研究和确定24kV级防电晕结构原法国线棒采用包3层铜网的内屏蔽防电晕结构,属于电容均压方式,防电晕效果好,但国内此项技术未掌握,难以实现。只能沿袭国内传统的表面电阻均压方式,这样高电压等级的防电晕结构国内还未见在产品上应用,需做一些试验和研究工作。
(3)水电接头焊接技术原线棒的水电接头设计新颖而先进,但其材质和锻造工艺要求较高。和焊接定位装夹装置都需反复试验,研究解决,这对保证定子绕组水路的流通性和密封性至关重要。
主绝缘增厚针对线棒主绝缘太薄,工作场强太高的难题,在保证发电机多项性能参数不变的大前提下,改动法国原设计。共列出7个方案,进行电磁计算。
对比分析后,优化出最佳方案:定子槽形加宽0.7mm,加深3mm;电磁线宽度方向(B边)减少0.3mm,空芯导线厚度方向(A边)增大0.3mm.这样线棒主绝缘厚度就能增厚1mm,变为6.0mm,解决了主绝缘厚度的首要关键技术问题。同时保留了法国定子线棒的技术特点,如导线的不等距换位;双罗贝尔线棒反向换位;引线处局部绝缘增厚;水电接头的材质和结构等。
结语中法合作型330MW汽轮发电机定子、转子线圈的国产化工作历时1年多,克服了许多困难终于圆满完成。线圈的各项性能均达到原定指标,令人满意。国产化后的定子、转子线圈仍有一些需要改进提高之处,如定子线棒引线处绝缘增厚的处理,转子线圈端部铣通风槽的设备更新等。