一、基本概况：
七里滩电站是龙州县水口河下游的一座梯级电站 ，属于拦河坝式水电站，1988年开始投产至今已运行了二十几年。该站共装有4台发电机，总装机容量为4X1250KW，水轮机型号为ZD760-LH-200，额定功率为1360KW。发电机型号为TSL260/48-28，额定功率为1250KW，额定电压6.3KV,额定电流143A。水电站设计水头为8米，最高水头为9米，最低水头为6米。该站水轮发电机组属于八十年代后期产品，水轮机转轮设计与制造技术比较先进，效率可达86%以上，在正常水位下，机组出力可保证在1400KW。自从2001年该站改造机组前闸进水拦污栅后，机组最大出力更是能达到1500KW。。
二、改造原因：
1、原发电机定子线圈线规：（1.95 mm×4.1 mm）×4;
有效截面积为31.98 mm2。
2、发电机有功负荷1400KW，功率因数为0.8时的定子电流：Ie=1400KW/（1.732×6.3KV×0.8）=160A
3、此时定子线圈截面电流密度：
160A÷31.98mm2=5.01A/mm2
根据铜导线单位截面电流密度计算，电流在100A以上的铜导线单位截面电流密度一般取5 A/mm2以下。所以，发电机在有功负荷1400KW运行时，发电机定子线圈已处于最大允许电流运行的状态，这也是七里滩电站发电机定子线圈接头处常过热烧断的主要原因。由于发电机长期处于在大电流运行状态，在热老化、电老化、机械老化等诸多因素不断影响下，加快了发电机定子绝缘老化的速度。在2000年至2007年期间，先后出现过1#、2#、4#机等定子单相接地现象和定子线圈连接头发热烧断现象，特别是在2007年，连接出现4月份2#机定子单相接地故障，7月份4#机定子绕组B、C两相接地短路事故，不仅严重威胁了电站的安全生产，还直接造成了极大的经济损失。所以，目前七里滩电站为了机组的运行安全，只能将发电机有功负荷控制在1300KW左右，同时不得不减少无功功率，使发电机定子电流不超过额定电流，从而限制了发电机应有的出力，相应的水轮机导叶开度也只开至90%左右，很大的弃水甚为可惜。因此，为了提高机组的安全性能，同时充分利用水资源，最大限度地挖掘发电站的潜力，通过不更换其他设备，只对发电机定子线圈进行增容改造，从而达到利用小的投入即能获得较大的经济效益的目的，七里滩电站发电机定子线圈更新改造很有必要。
三、改造设想：
通过发电机定子线圈的增容改造，在额定转速、额定电压和额定功率因素不变的情况下，利用原水轮机充余的出力情况下，提高线圈截面过流能力，降低发电机温升，将发电机额定出力由原来的1250KW提高到1500KW，从而充分利用水资源，提高电站的经济效益。
四、改造方案：
根据以上分析，七里滩电站发电机增容改造方案可选取如下：
1、更换定子线圈，同时将发电机原绝缘等级更换为较高一级的F级，改用F级绝缘后，定子线圈线棒单边厚度可较B级绝缘减小0.5～0.75mm,即相应可加大线棒的线径,使有效导线截面增大,提高截流量, 从而降低绕组的电阻和损耗,减少发电机的温升。
2、原定子宽：16mm;深65 mm；定子线圈直线部分尺寸为：宽度15.5 mm;高度27 mm。原线规:（1.95 mm×4.1 mm）×4,原电流密度为:143A/（4×7.995 mm2)=4.47A/ mm2.
3、增容后定子线圈装配的尺寸见图1;定子线圈直线部分尺寸见图2：
 
4、定子线圈除去外层绝缘后的尺寸为：
宽度(15.5 mm -5 mm)=10.5 mm;
高度(27.5 mm -5 mm)=22.5 mm。
5、定子线圈单股裸体线规为：
宽度=(0.5 mm -0.42 mm -0.3 mm×2)/2=4.74 mm,
高度=(22.5 mm -0.42 mm×4-0.3 mm×8)=2.3 mm。
其中：
0.42 mm为匝间绝缘厚度,0.3 mm为单匝单边绝缘厚度。
6、乘以一个绕线系数后线规取:2.2 mm×4.5 mm。
7、增容后导线有效截面积为：
4×（2.2 mm×4.5 mm）=39.6mm2。
比原来的有效截面积31.98 mm2增加23.82%。
8、增容至1500KW后定子额定电流为:
IE=1500 KW/（6.3KV×1.732×0.8）=172A；
截面电流密度为:172A/39.6mm2=4.34A/ mm2，
4.34A/ mm2＜5 A/ mm2。
即经增容改造后，发电机可满足1500KW负荷的要求。
五、增容改造后的经济效益分析：
发电机增容改造后，额定出力将由原来的1250KW提高至1500KW，正常出力由1250KW/小时增加至1400KW/小时，最大出力可达1500KW/小时，每台将增加出力150～200KW/小时左右。七里滩电站年发电利用小时为4500小时，则每台机组每年将增加发电量67.5万～90万KW.H。以平均电价0.203元/KW.H来计算, 则每台机组每年将增加发电收入13.7万～18.27万元。每台发电机增容改造费用约17万元左右，即一年多的时间就可收回投资成本，经济效益非常显著。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　龙州发电分公司生技部
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年7月