摘要：在水轮发电机组增容改造中融入新材料以及新技术，将使电站潜力得到深层挖掘，从而实现高效益的电机发电。在水轮发电机组增容改造过程中，需要涉及的内容较为繁琐，具体包括调速器的改造、发电机定子、转子的改造以及水轮机转轮的改造等等。在此类改造中，发电机定子及转子的电磁负荷增加，在有限空间里进行增容改造需要进行大量的电磁计算方可完成。基于此，本文针对水轮发电机组增容中的发电机转子改造进行分析，以某水轮发电机组为例，探索其改造的技术要点以及新型途径，为同类型机组的电站提供改造参考意见。
关键词：发电机转子；改造；水轮发电机；电磁计算
水轮发电机组中转子的改造对于整个机组而言具有较为重要的作用，但现阶段中发电机组中的定子、转子的外形尺寸及高度只能小范围内进行优选，且此类技术专业性强且较为复杂，牵涉到电磁、机械、通风、轴承等领域，改造过程中的相关部件维持或改动需掌握一定专业技术才能实现。现阶段中技术发展较快，水轮发电机组的转子改造存在较为完善可靠的技术支持。由此，本文展开相关研究，意在使改造后的水轮发电机能够安全稳定运行，从而取得较好的经济效益和社会效益。
1、概述
1973年7月该水库坝后电站建成投产，原设计装机容量为3×6.5MW，水轮机型号HL702-LJ-140，其中额定水头Hr=50.5m，额定出力Pr=6.803MW。在此项目开展的初期，对其进行了系统的性能测试，并根据测试结果展开详细分析，最终确认水轮发电机组的相关参数，将此类参数作为重要因素总结分析，得出结论如下：首先，此机组经过长时间运行，导致水轮机内部出现磨损现象，且磨损程度较为严重，致使机组效率急速下降，不仅无法实现原有模式下的工作效率，对能源消耗方面影响较大；其次，三台机组效率均不足80%，与上述因素一致，此问题一定程度上导致水资源的无端浪费，最终使电站的发电效益受到影响。若想从根本上提高电站工程的效益，实现水资源的节约，需要对机组本身进行技术维修以及改造，在原设计装机容量的基础上进行升级换代，使其从3×6.5MW增容至3×7.15MW，增容幅度10%。
1.1水轮机转轮改造
据可靠性能测试分析得出，HL702转轮制造质量相对较低，其出现效率下降的原因较多，其中最为关键的原因即是空蚀现象严重以及空化性能遭到破坏。此类因素对于水轮发电机组的整体效率影响程度较大。基于此类问题，应较为切实地对其进行转轮的更换处理，并且将其中三台机组的转轮同时开发更换，使转轮性能更优，提供更多动能，使单位资源发挥更大价值。与此同时，亦使汽蚀问题得到减小从而提高工作效率。此类技术实施时应注意，在更换过程中，应按照总体的10%进行扩容。扩容后的转轮能够有效提高工作效率，增强工作动力，从而实现整体性能的提升。
1.2改造调速器
原机组的调速器型号为CT-40，此机械液压调速器的元件过于老化，接力器振摆双幅在3毫米左右，性能相对较差，因此应更换其主配压阀以及电气控制柜，与此同时对其调速器进行系统的技术改造。改造后的调速器能够更为精确的实现调速工作。
1.3改造发电机转子
在三台发电机转子的磁极铁芯保持不变的基础上，对其转子线圈进行更换，增加线圈铜线宽度，保障极间距离与通风环境，使其能够符合机组扩容后的励磁容量要求。转子的改造能够满足励磁总磁势要求,并提升转子的整体绝缘性能。转子作为发电机组中较为重要的转动部件，提升此类部件的电磁性能,即代表能够从基础上提升发电机整体性能。优化电磁方案,并进行对比选型,改造后电磁方案性能参数与原机对比详见表1
表1电磁计算结果
序号参数原方案改造方案
1视在功率(kVA)81258938
2功率(kW)65007150
3电压(kV)6.36.3
4电流(A)744.599819.58
5功率因数（滞后）0.800.80
6频率(Hz)5050
7转速(r/min)375375
8定子线规(mm×mm)1.68×6.92×7.1
9定子线圈温升(K)47.245.56
10转子线规(mm×mm)3.53×353.53×45
11转子线圈温升（K）56.6347.27
12气隙（mm）13.513.5
13短路比1.1181.016
14纵轴同步电抗批（p.u）1.0151.164
15横轴同步电抗（p.u）0.6200.713
16励磁电压（V）142.398117.53
17励磁电流（A）426.819441.36
18发电机效率（%）95.4396.04
从表1可以看出：改造后的发电机电抗参数与原机基本相当，短路比略有下降仍满足国标要求；励磁容量与原机相当，励磁系统可不予更换；发电机增容后效率提高0.6%，可提高电站发电收益。
2、发电机转子的改造
2.1发电机增容后的转子线圈改造
短路比是反映水轮发电机运行稳定性的一个重要参数。水轮发电机的短路小，一般情况下为0.9~1.3，而其标准值则处于1.1左右，因此在改造后需要将其短路比控制在1.0以上。通过电磁计算，转子的改造仍需按照原有气隙进行设计，气隙值不变。
（1）新旧线圈的替换
将转子中的旧线圈施以氧炉退火，而后将其中带有的绝缘材料进行去旧处理，与此同时在原有线圈匝数的基础上进行增加，进而使绝缘等级得到提高，最终实现翻新处理的目的。此方案的优点在于实现了成本上的节约，减少新铜材的使用量，并且成本价格相对低廉。但此方案也存在一定欠缺，由于要对线圈进行焊接，旧线圈经过此项处理较易出现损伤等情况，进而导致水轮发电机内部可能出现损伤，并埋下安全隐患，还无法保证新旧线圈材质和外形尺寸完全一致。需要注意的是，此类工作的新旧磁极线圈改造方式成本与改造周期密切相关。
（2）更换全新磁极线圈
在保证满足扩容后容量增大的基础上进行线圈的全部更换处理，使其增容后励磁容量增加,安匝数增加，即励磁匝数和励磁电流需要匹配,此方案能够一定程度上使绝缘等级得到提升,优点在于能够一次性使线圈成型，进而使技术性能指标得到保证。但此方案所需成本较高，线圈需要大量铜材方可完成改造，并且其需要较长的制造时间，总体价格高于第一种方案。
根据两种方案的对比，决定采取第二种方案，将磁极线圈进行全部更换。电磁计算需保证其内部的励磁温升不变的情况下进行，即保证转子功率损耗基本不变。绕组铜损是造成磁极总损耗的重要组成部分。励磁安匝数在发电机转子的内部不断提高，进而导致磁通值在铁心内部开始增加，与之相对应的磁感应密度也随之增加，由此引发转子出现发热问题。若想从根本上解决此类问题，使绕组温升能够实现持续稳定，首先应增加励磁安匝数,减小励磁电流；适当增加铜线截面积，减小绕组电密，使其励磁铜损耗基本不变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆I2R为铜损的正比，与电流I平方成正比,电流I影响较大，同时线圈的截面积S亦相应增大。通过以上论述可以看出，发电机转子进行扩容改造，只能对匝数以及导线截面积的增加来实现提高励磁安匝数的目的。此方法主要应用转子磁极铁芯得以进行，其径向空间较小，但转子圆的切线方向空间较大，因此应用此类方法进行截面的增加亦是可行方案。
2.3改造转子线圈
随着我国科学技术不断进步，现如今，转子线圈的匝间绝缘厚度可以减薄，可将其原有的0.4毫米降低至0.3毫米，降低绝缘厚度将出现原极身高度出现富余的情况，因此可在其原有基础上进行匝数的增加，具体增加数量为一匝，即从原有52.5的基础上增添至53.5。若想降低转子温升值，应对其转子线规的截面积进行增加，主要从原有的3.53×35转换成3.53×45。磁极绝缘材料进行升级，由原有的B级向F级的绝缘等级转换。在转子线圈的改造过程中，最为关键的环节即是线圈压模成型，其直接决定了三相电磁参数的对称性以及磁极组装的难度指数。因此在线圈模压成型的制作环节应保证其尺寸均保证在允许范围内。
结语
综上所述，我国中小型发电站的发展时间较长，因此应不断对此类发电站进行技术改造，使其能够顺应当下社会需求。近几年，发电机的材料和技术水平以及发电设备质量均得到较大提升，针对水轮发电机组增容的改造机会亦陆续增多。若想在原有水工、水利条件的基础上实现空间增容难度较大，因此通过改造局部设备技术实现水轮发电机组增容的目的将是最为可行的方法，并且此类方法同时具有经济性以及时效性，能够为实现我国水电站的发展提供较大帮助。
参考文献
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[2]陈世坤.电机设计[M].北京：机械工业出版社，2016.
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[4]孙长春.水轮发电机组增容改造技术的可行性及经济性[J].中国高新技术企业2015(1):39-40.
作者简介
杜芳勉（1975-），女，工学学士，高级工程师，1996年毕业于重庆大学电机专业，现在东方电机有限公司从事水轮发电机设计工作。
浅析建筑机电设备安装施工中存在的问题及对策
吕福强
（中国建筑第八工程局有限公司东北分公司 辽宁大连 116000）
摘要：随着我国经济的不断发展，人们的安全意识不断提高，人们对建筑的质量有着越来越高的要求，在建筑施工完成后，建筑内部设备的安装也成为了人们关注的核心，建筑物内机电设备的安装与施工是建筑施工工程当中的重要组成部分，做好建筑机电设备安装可以提高建筑的使用质量，从而给人们带来更好的体验感。本文以此为基础，对建筑机电设备安装施工中存在的问题以及对策做出探究，并提出一些相关建议。
关键词：机电设备；安装施工；建筑工程施工
机电设备安装施工质量的好坏，对建筑企业的发展有着重大的影响，在机电设备安装过程中，要不断地完善相关的技术，对相关的工作人员进行施工培训，然后采取精准的方法，开展这一工程，这样才可以保证建筑机电设备安装施工的质量。由于我国建筑工程的施工要求越来越严格，对安装方面的技术要求也越来越严格。所以，做好建筑机电设备安装施工的分析，具有十分重要的现实意义。
一、建筑机电设备安装工程的概述
机电设备安装工程是一个复杂的工程，它涉及到的范围较广，而且在一些建筑当中，由于建筑的性质各不相同，所以采取的安装手段就各不相同。对于一些较为高端的建筑来说，安装要求较为严格，所以机电设备安装质量就无法轻易的得到保障。机电设备安装包括电气工程、给排水工程、空调通风工程等，这些工程都对建筑有着较大的影响，如果安装过程稍有不慎就会对建筑的质量带来较大的影响，操作过程中的一些细节也必须完美的把控，如果出现一些问题就无法达到预期的效果，虽然机电设备安装过程工期相对较短，但是由于涉及的地方较多，还需要引起高度的重视。
二、建筑机电设备安装施工中存在的问题
2.1安装人员技术能力差
由于建筑机电设备安装施工较为复杂，所以对操作人员的能力要求较高，这一操作需要有专业技能较强而且工作经验较为丰富的人来完成。但是现在我国的安装人员大多数综合素质较低，业务能力差，还不能顺利的完成机电设备安装任务，而且，随着我国相关技术不断提高和市场竞争越来越激烈，低素质的安装人员无法满足施工要求，人才的竞争也是十分的激烈，一个建筑企业如果聘用了技术能力差的安装人员进行机电设备安装施工，那么就会给整个工程带来巨大的安全隐患，所以一定要对安装人员进行专业技能培训。
2.2机电设备安装技术不到位
机电安装工程涉及的安装项目较多，所以操作起来就较为困难，在进行施工前，要对安装的过程进行分析，然后根据安装设置来来决定采用哪种技术方法进行安装。但是现在的安装人员较为注重安装的便捷性，并没有注重设备安装技术的规范性，在进行相关设备安装时，只是急于完成工作任务，将相关的设备在合理的地方进行安置，但是并没有对安装过程进行把控，安装过程中急于求成就会出现操作失误的现象，这就会严重影响机电设备安装施工的质量。例如，在进行机电设备安装时，没有将发电组和变配电设备进行合理的安装就会增大相关机电设备的压力，从而损坏这一设备。
三、解决建筑机电设备安装施工中相关问题的对策
3.1规范建筑机电设备安装流程以及技术
要想保证建筑机电设备安装工程的质量，就要在安装之前建立健全相关的安装制度，对下一关的安装流程进行规范。在进行方案探讨时，要根据整个建筑的质量以及建筑的性质分析需要采取怎样的机电设备安装技术，在设计过程中不能遗漏任何一个环节，然后要具体的安装人员掌握相关的操作流程，保证安装人员可以进行精确的操作。除此之外，要不断的提高建筑机电设备的安装技术，可以引进先进的设备来进行相关的施工，也可以派专门的人员学习外国先进的技术以及经验然后再传授给相关的安装人员，这样就可以在一定程度上提高建筑企业机电设备的安装水平。
3.2提高建筑机电设备安装施工人员的专业素质
要想控制好建筑机电设备安装施工的质量，就要提高相关人员的专业素质，建筑企业要派专门的技术人员对相关的安装工人进行技能培训，而且还要进行定期的考核，对这一阶段安装工人掌握的相关技术进行检验，确保安装工人可以流畅的完成相关操作。除此之外，还要对相关的安装人员进行岗位素质培训，提高相关技术人员的岗位意识，确保其可以在自己的岗位上认真工作，严格遵守企业制定的工作章程，熟练的掌握操作流程，努力完成自己的工作任务。
3.3加强对施工质量的监管
建筑企业要设立专门的监管部门对施工过程进行监督，这样可以保证工人们在进行具体的操作时可以更加规范的完成相关操作，也可以保证建筑机电设备安装施工的质量。在日常管理当中，要严格看管施工过程，制定相关的管理策略，不同的地方要派不同的人员进行监管，对施工人员进行监管时，要加大监管力度，对施工的具体操作进行监督，如果出现工作人员没有规范进行操作的现象，要对其进行警告或者给予相应的惩罚。然后还要加强对施工后期的监管，在完成建筑机电设备安装工作后，检查工作是否保质保量的完成，查看是否有出现漏洞的地方，如果发现及时的进行整改，这样可以避免后期出现其他的问题。
结束语
综上所述，在对建筑机电设备安装施工过程中存在的问题以及解决措施进行探究时，首先要明确建筑机电设备安装的具体内容，这样才可以对安装过程中出的问题以及解决措施进行分析。然后，在对建筑机电设备安装施工过程中存在的问题进行探究，明确出现问题的原因以及问题的性质，这样才可以更好地解决问题。最后，要根据建筑的性质以及周围安装环境的特点，制定相关的解决方案，保证机电设备安装施工工作可以顺利的进行，这样才可以建造出高水平高质量的现代化建筑。
参考文献
[1]袁娟翼.建筑机电设备安装施工中存在的问题及对策[J].现代物业(中旬刊),2018(11):240.
[2]张铭.机电设备在建筑安装施工中的问题和解决对策[J].居舍,2018(24):244+137.
[3]张俊林.建筑机电设备安装施工中存在的问题及对策[J].设备管理与维修,2018(16):10-11.
论文作者:杜芳勉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/24
标签：机电论文; 转子论文; 设备安装论文; 建筑论文; 线圈论文; 机组论文; 水轮论文; 《电力设备》2019年第5期论文;