定子線棒VPI用絕緣材料國(guó)產(chǎn)化研究

鄭偉 付強(qiáng) 陳陽(yáng)

摘 要：VPI絕緣材料及成型工藝是制造定子線圈的重要手段之一，應(yīng)用國(guó)產(chǎn)VPI絕緣材料可有效降低制造成本，該文詳細(xì)介紹了VPI絕緣材料國(guó)產(chǎn)化的研發(fā)進(jìn)展，為國(guó)產(chǎn)VPI絕緣材料在大型發(fā)電機(jī)的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：大型發(fā)電機(jī)；定子線棒；真空壓力浸漬

中圖分類號(hào)：TM215 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)高壓電機(jī)定子線棒VPI絕緣技術(shù)迅速發(fā)展，但VPI定子線棒需要的絕緣材料都依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴，大大提高了制造成本，因此實(shí)現(xiàn)VPI絕緣材料國(guó)產(chǎn)化是目前迫切的任務(wù)。哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱哈電機(jī)）通過(guò)多年的VPI絕緣技術(shù)研究，技術(shù)逐漸成熟，并且在大型水、火電高壓發(fā)電機(jī)上得到應(yīng)用，性能優(yōu)異，機(jī)組運(yùn)行安全、穩(wěn)定。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，使用進(jìn)口材料制造的VPI定子線棒價(jià)格優(yōu)勢(shì)無(wú)法體現(xiàn)。另外，國(guó)外發(fā)展中國(guó)家因經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，對(duì)大型發(fā)電機(jī)的需求量也逐漸增加，絕大多數(shù)機(jī)組都在合同中明確提出使用VPI定子線棒，國(guó)內(nèi)電機(jī)制造企業(yè)在與國(guó)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中因VPI定子線棒使用進(jìn)口絕緣材料而不具備價(jià)格優(yōu)勢(shì)。因此，VPI絕緣材料國(guó)產(chǎn)化不但能降低國(guó)內(nèi)電機(jī)制造企業(yè)的生產(chǎn)成本，帶動(dòng)國(guó)內(nèi)絕緣材料企業(yè)的技術(shù)發(fā)展，還能提高機(jī)組產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，增加大型發(fā)電設(shè)備在海外市場(chǎng)的銷量，為國(guó)內(nèi)電機(jī)制造企業(yè)帶來(lái)更多的利潤(rùn)。

哈電聯(lián)合幾家國(guó)內(nèi)絕緣材料制造企業(yè)大力開展VPI用絕緣材料的國(guó)產(chǎn)化研究，在前幾個(gè)階段完成了國(guó)產(chǎn)少膠云母帶的制備、鋁排試驗(yàn)線棒的性能測(cè)試、真機(jī)試驗(yàn)線棒的性能測(cè)試等研究后，該階段將在整臺(tái)機(jī)組產(chǎn)品上得到應(yīng)用。

1 國(guó)產(chǎn)少膠云母帶的使用

1.1 云母帶的性能

通過(guò)前幾個(gè)階段對(duì)國(guó)內(nèi)絕緣材料制造企業(yè)生產(chǎn)的少膠云母帶性能綜合評(píng)定后，最終選用的某企業(yè)制造的少膠云母帶。該國(guó)產(chǎn)少膠云母帶性能優(yōu)異，測(cè)試結(jié)果基本達(dá)到豐羅（Von Roll）進(jìn)口少膠云母帶的指標(biāo)要求。云母帶性能檢測(cè)結(jié)果見表1。

將該國(guó)產(chǎn)少膠云母帶與其他國(guó)產(chǎn)少膠云母帶在6.5倍顯微鏡下放大對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該國(guó)產(chǎn)少膠云母帶采用了更好的玻璃布作為補(bǔ)強(qiáng)材料，玻璃布十分規(guī)整，質(zhì)量明顯優(yōu)于其他材料。

1.2 云母帶的包扎工藝

在首件線棒使用國(guó)產(chǎn)少膠云母帶包扎時(shí)，云母帶沒有出現(xiàn)黏連、分層、掉粉現(xiàn)象，但云母帶偏硬，柔軟性不佳，包扎時(shí)皺褶較多，調(diào)整了數(shù)控包帶機(jī)包扎的角度后，效果并不明顯。后續(xù)對(duì)數(shù)控包帶機(jī)的包扎張力進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)減小轉(zhuǎn)速后皺褶減少。經(jīng)過(guò)分析，出現(xiàn)褶皺的原因是材料制造企業(yè)在生產(chǎn)云母帶時(shí)由于空氣潮濕，為了減少云母帶內(nèi)吸附的水份，生產(chǎn)過(guò)程中采取了一些工藝措施導(dǎo)致云母帶偏硬。為了保證包扎質(zhì)量，材料制造企業(yè)及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)了滿足包扎工藝要求的少膠云母帶，線棒包扎效果良好。

2 單根定子線棒的性能

將國(guó)產(chǎn)少膠云母帶在某水輪發(fā)電機(jī)VPI定子線棒生產(chǎn)制造中使用，發(fā)電機(jī)額定線電壓UN=10.5 kV，上下層定子線棒共計(jì)864支。使用國(guó)產(chǎn)少膠云母帶制造了3支VPI定子線棒首件產(chǎn)品，具體性能見表2和表3，其中UP是額定相電壓。

通過(guò)首件產(chǎn)品的性能指標(biāo)可以看出，采用國(guó)產(chǎn)少膠云母帶制造的產(chǎn)品線棒性能優(yōu)異，可進(jìn)行批量生產(chǎn)。該水輪發(fā)電機(jī)整臺(tái)定子線棒形狀尺寸和絕緣整體性良好，且交流耐壓試驗(yàn)、起暈試驗(yàn)和常態(tài)介質(zhì)損耗檢測(cè)全部合格。整臺(tái)機(jī)組定子線棒的各項(xiàng)性能檢測(cè)結(jié)果見表4。

3 嵌線后定子繞組的性能

下層定子線棒嵌線完成后，對(duì)下層繞組進(jìn)行電氣性能試驗(yàn)，交流耐壓試驗(yàn)一次通過(guò)，吸收比滿足GB/T 8564標(biāo)準(zhǔn)要求。抽檢10 %槽電位，最大槽電位為0.8 V，滿足GB/T 8564標(biāo)準(zhǔn)小于10 V的要求。上層線棒嵌線完成后，對(duì)上層繞組進(jìn)行電氣性能試驗(yàn)，交流耐壓試驗(yàn)一次通過(guò)，吸收比滿足GB/T 8564標(biāo)準(zhǔn)要求。抽檢10 %槽電位，最大槽電位為1.2 V，滿足GB/T 8564標(biāo)準(zhǔn)小于10 V的要求。

上下層線棒全部嵌線后，對(duì)整機(jī)定子繞組進(jìn)行電氣性能試驗(yàn)，交流耐壓試驗(yàn)一次通過(guò)，交流耐壓試驗(yàn)前后的絕緣電阻檢測(cè)結(jié)果見表5，吸收比滿足GB/T 8564標(biāo)準(zhǔn)要求。國(guó)產(chǎn)少膠云母帶整機(jī)應(yīng)用的定子線棒下線后，順利通過(guò)各序的電氣性能檢測(cè)，今后還要關(guān)注此臺(tái)機(jī)組檢修期間的定子繞組絕緣性能檢測(cè)結(jié)果。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）國(guó)產(chǎn)少膠云母帶性能良好，滿足包扎、浸漬等工藝要求，質(zhì)量穩(wěn)定。

（2）制造的整臺(tái)單根定子線棒性能滿足各項(xiàng)合同要求，整機(jī)定子繞組一次通過(guò)交流耐壓試驗(yàn)，確保機(jī)組可安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

（3）國(guó)產(chǎn)少膠云母帶在發(fā)電機(jī)組上的應(yīng)用，不但降低企業(yè)的制造成本，還能帶動(dòng)國(guó)內(nèi)絕緣材料的技術(shù)發(fā)展，為電機(jī)制造企業(yè)帶來(lái)更多的利潤(rùn)。

參考文獻(xiàn)

[1]付強(qiáng)，盧春蓮.大型發(fā)電機(jī)定子線棒VPI用絕緣材料的國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用研究[J].絕緣材料，2015（2）：16.

[2]付強(qiáng)，滿宇光.大型發(fā)電機(jī)定子線棒VPI用絕緣材料的國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用研究[J].大電機(jī)技術(shù)，2016（2）：10.

[3]潘慶輝.少膠云母帶應(yīng)用試驗(yàn)研究[J].東方電機(jī)，2003（2）：20.