水輪發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣損壞的處理與增容改造措施

嚴(yán) 勇

（湖南省溆浦縣劉家坪電站，湖南 懷化 419300）

1 水輪發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣損壞的原因以及增容目的

1.1 長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，降低定子線圈壽命

電器使用過(guò)程中，總會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如電視、電冰箱及洗衣機(jī)等。這種熱量很容易破壞電路的元器件，損害電路的絕緣性能，進(jìn)而降低相關(guān)元器件的壽命。定子線圈是水輪發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)，水輪發(fā)電機(jī)絕緣損壞也是常見(jiàn)問(wèn)題。由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，線圈的絕緣保護(hù)設(shè)施接觸到了大量熱量，導(dǎo)致其絕緣保護(hù)設(shè)施受到一定損傷。如果此時(shí)不加以維護(hù)和檢修，那么更容易給水輪發(fā)電機(jī)的定子線圈絕緣帶來(lái)?yè)p壞，進(jìn)而影響了整個(gè)發(fā)電結(jié)構(gòu)，降低了機(jī)器使用壽命[1]。

1.2 人為因素的干擾

很多機(jī)器的控制和改進(jìn)都需人為參與，因此人為因素是影響電機(jī)使用壽命以及使用效率的重要因素。分析水輪發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣損壞的原因時(shí)，需充分考慮人為因素的干擾，人為因素包括員工的不合規(guī)操作和人員的不合理監(jiān)控。由于人為因素是多方面的，同時(shí)也是不可確定的，因此正常機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，需充分考慮和控制人為因素的干擾，以降低發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣損壞的可能性。

1.3 環(huán)境因素的干擾

環(huán)境因素也會(huì)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)定子線圈的絕緣產(chǎn)生一定損壞。環(huán)境因素的干擾是不可避免的。日常使用中，只能盡量降低環(huán)境因素的影響，使水輪發(fā)電機(jī)的定子線圈在一定環(huán)境中處于最優(yōu)狀態(tài)，以提高使用壽命。環(huán)境因素的影響，一方面來(lái)自于惡劣天氣，包括大風(fēng)天氣和雷電天氣，水輪發(fā)電機(jī)定子線圈的絕緣設(shè)施極易受到雷電的影響而損壞；另一方面是由于空氣中含有一定灰塵，灰塵落到水輪發(fā)電機(jī)的定子線圈上，可能由于靜電作用或者短路的發(fā)生，使絕緣設(shè)備受到損壞，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)影響水輪發(fā)電機(jī)的整個(gè)設(shè)備，破壞整體結(jié)構(gòu)。環(huán)境因素的影響雖然是不可避免的，但是可以進(jìn)行控制，使水輪發(fā)電機(jī)的定子線圈處于最優(yōu)狀態(tài)，避免絕緣損壞和嚴(yán)重?fù)p失。

1.4 現(xiàn)代社會(huì)用電量需求增大

水輪發(fā)電機(jī)增容方式無(wú)非是提高發(fā)電量，以滿足現(xiàn)代社會(huì)增大的用電需求。為提高發(fā)電量，水輪發(fā)電機(jī)在工作的過(guò)程中必然需要更高的發(fā)電效率及發(fā)電能力。水輪發(fā)電機(jī)的增容已不是單一問(wèn)題，需考慮較多其他因素。例如，保證水輪發(fā)電機(jī)定子線圈的絕緣性能下，盡可能的增容，使水輪發(fā)動(dòng)機(jī)具有更廣泛的用途。

2 水輪發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣損壞的危害

為更好地分析水輪發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣損壞的改造措施及增容辦法，需分析發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣損壞可能存在的危害。

2.1 留下安全隱患

定子線圈絕緣損壞最嚴(yán)重的危害是留下一定安全隱患。絕緣設(shè)備是為了防止人們觸電，也是為了防止電路結(jié)構(gòu)受損才進(jìn)行布設(shè)的。如果定子線圈的絕緣設(shè)備受到破壞，那么隨著發(fā)電機(jī)的使用，定子線圈必然會(huì)受到影響，進(jìn)而破壞了整個(gè)結(jié)構(gòu)。由于發(fā)電機(jī)很多地方都是由金屬制成的，可以導(dǎo)電，電子線圈的絕緣設(shè)備受損后，很容易發(fā)生短路，威脅工作人員的生命安全。此外，如果機(jī)器存在漏電現(xiàn)象，還有可能造成火災(zāi)等。

2.2 降低經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率

由于電力系統(tǒng)需要持續(xù)不間斷地進(jìn)行生產(chǎn)，所以水輪發(fā)電機(jī)也必然要長(zhǎng)時(shí)間工作，以實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益。如果定子線圈的絕緣出現(xiàn)損壞，那么必然會(huì)影響整個(gè)電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響發(fā)電機(jī)的正常使用。一旦機(jī)器停下進(jìn)行維修，將會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間，極大地降低生產(chǎn)效率。維修費(fèi)用和停產(chǎn)帶來(lái)的損失，將會(huì)極大地降低經(jīng)濟(jì)效益。

3 水輪發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣損壞的處理與增容改造方法

3.1 提升電路結(jié)構(gòu)

根據(jù)電路基本知識(shí)可知，改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)，可提高其穩(wěn)定性。即使發(fā)生危害也可在局部范圍內(nèi)控制住相關(guān)故障的蔓延，避免對(duì)整個(gè)機(jī)器造成嚴(yán)重影響。水輪發(fā)電機(jī)電子線圈的絕緣設(shè)備損害是可以通過(guò)優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的，可將其定子線圈模塊與絕緣模塊進(jìn)行分離。一旦發(fā)生故障，兩個(gè)模塊迅速分離，避免了故障的蔓延，及時(shí)制止了損失[2]。

3.2 更換新型材料

水輪發(fā)電機(jī)定子線圈的絕緣能力可采用新型材料來(lái)提高。一旦發(fā)生危險(xiǎn)，新型材料能避免故障的進(jìn)一步蔓延，如避免火災(zāi)的發(fā)生等，有效提高了發(fā)電機(jī)定子線圈的穩(wěn)定性。

3.3 應(yīng)用PLC技術(shù)提升控制回路穩(wěn)定性

水輪發(fā)電機(jī)定子線圈的絕緣設(shè)備處理中，可通過(guò)PLC技術(shù)來(lái)控制有關(guān)回路，以提高其穩(wěn)定性，進(jìn)而控制電壓平穩(wěn)，提高絕緣設(shè)備的使用壽命。PLC技術(shù)在水輪發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。需提高PLC技術(shù)的應(yīng)用能力，以更好地保障水輪發(fā)電機(jī)的正常工作。

3.4 水輪發(fā)電機(jī)的增容改造措施

對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)的增容改造，主要有以下6個(gè)思路：（1）提高水輪發(fā)電機(jī)出力的途徑；（2）改進(jìn)定子繞組材料；（3）增加定子槽數(shù)層數(shù)，提高電負(fù)荷；（4）改進(jìn)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組；（5）提高功率因數(shù)，減少附加損耗；（6）改善通風(fēng)冷卻系統(tǒng)。這些方法都是比較成熟的措施，能有效增容，以促進(jìn)整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展。

4 結(jié) 論

現(xiàn)代社會(huì)的電力系統(tǒng)中，多種發(fā)電方式已成為主要發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)火力發(fā)電不僅破壞環(huán)境，而且影響整個(gè)社會(huì)的發(fā)展。雖然水輪發(fā)電機(jī)是一種能力較強(qiáng)且較環(huán)保的發(fā)電方式，但是由于定子線圈總是存在絕緣損壞問(wèn)題。為順應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)、環(huán)保發(fā)電，需重點(diǎn)解決絕緣損壞問(wèn)題。同時(shí)，該發(fā)電方式的發(fā)電能力較小，需進(jìn)行發(fā)電機(jī)的增容改造。