發(fā)電機(jī)本體結(jié)構(gòu)

1、華能沁北電廠 運(yùn)行部三期培訓(xùn)資料目錄發(fā)電機(jī)本體結(jié)構(gòu)11 發(fā)電機(jī)基本構(gòu)成12 發(fā)電機(jī)冷卻方式23 發(fā)電機(jī)定子34 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子95 發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)116 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)變壓器15發(fā)電機(jī)技術(shù)規(guī)范15發(fā)電機(jī)本體結(jié)構(gòu)1 發(fā)電機(jī)基本構(gòu)成圖4-11 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖圖4-12 發(fā)電機(jī)剖視圖汽輪發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋和軸承等部件組成，具體的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-11和圖4-12所示。2 發(fā)電機(jī)冷卻方式發(fā)電機(jī)的發(fā)熱部件，主要是定子繞組、定子鐵芯（磁滯與渦流損耗）和轉(zhuǎn)子繞組。必須采用高效的冷卻措施，使這些部件所發(fā)出的熱量散發(fā)除去，以使發(fā)電機(jī)各部分溫度不超過(guò)允許值。我廠發(fā)電機(jī)采用水氫氫冷卻方式，即發(fā)電機(jī)定子繞組及引

2、線是水內(nèi)冷，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組是氫內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子本體及定子鐵芯是氫表冷。為此，發(fā)電機(jī)還設(shè)有定子內(nèi)冷水冷卻系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)和為防止氫氣從軸封漏出的密封油系統(tǒng)。 3 發(fā)電機(jī)定子發(fā)電機(jī)定子主要由機(jī)座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等部分組成。1）機(jī)座與端蓋機(jī)座是用鋼板焊成的殼體結(jié)構(gòu)，它的作用主要是支持和固定定子鐵芯和定子繞組。此外，機(jī)座可以防止氫氣泄漏和承受住氫氣的爆炸力。在機(jī)殼和定子鐵芯之間的空間是發(fā)電機(jī)通風(fēng)（氫氣）系統(tǒng)的一部分。由于發(fā)電機(jī)定子采用徑向通風(fēng)，將機(jī)殼和鐵芯背部之間的空間沿軸向分隔成若干段，每段形成一個(gè)環(huán)形小風(fēng)室，各小風(fēng)室相互交替分為進(jìn)風(fēng)區(qū)和出風(fēng)區(qū)。這些小室用管子相互連通，并能交替進(jìn)行通風(fēng)。氫

3、氣交替地通過(guò)鐵芯的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，再集中起來(lái)通過(guò)冷卻器，從而有效地防止熱應(yīng)力和局部過(guò)熱。端蓋是發(fā)電機(jī)密封的一個(gè)組成部分，結(jié)構(gòu)如圖4-13所示。為了安裝、檢修、拆裝方便，端蓋由水平分開(kāi)的上下兩半構(gòu)成，并設(shè)有端蓋軸承。在端蓋的合縫面上還設(shè)有密封溝，溝內(nèi)充以密封膠以保證良好的氣密。圖4-13 發(fā)電機(jī)端蓋軸承結(jié)構(gòu)圖軸瓦采用橢圓式水平中分面結(jié)構(gòu)，軸瓦外園的球面形狀保證了軸承有自調(diào)心的作用。在轉(zhuǎn)軸穿過(guò)端蓋處的氫氣密封是依靠油密封的油膜來(lái)保證。密封瓦為銅合金制成，內(nèi)圓與軸間有間隙，裝在端蓋內(nèi)圓處的密封座內(nèi)。密封瓦分成四塊，在徑向和軸向均有卡緊彈簧箍緊，盡管密封瓦在徑向可以隨軸一起浮動(dòng)，但在密封座上下均有銷子可以

4、防止它切向轉(zhuǎn)動(dòng)。密封油經(jīng)密封座和密封瓦的油腔流入瓦和軸之間的間隙沿徑向形成油膜以防止氫氣外泄，在勵(lì)端油密封設(shè)有雙層對(duì)地絕緣以防止軸電流燒傷轉(zhuǎn)軸。2）機(jī)座隔振定子彈性支撐為了減小由于轉(zhuǎn)子磁通對(duì)定子鐵芯的磁拉力引起的雙頻振動(dòng)，以及短路等其它因數(shù)引起的定子鐵芯振動(dòng)對(duì)機(jī)座和基礎(chǔ)的影響，在定子鐵芯和機(jī)座之間采用臥式彈性隔振結(jié)構(gòu)。彈性隔振結(jié)構(gòu)形式如下圖4-14所示：在定位筋的背部裝彈簧板，彈簧板通過(guò)墊塊，用螺栓固定在定位筋的背部，彈簧板中部與機(jī)座內(nèi)的隔板相連，構(gòu)成彈性隔振結(jié)構(gòu)。 圖4-14 機(jī)座彈性隔振結(jié)構(gòu)3）定子鐵芯定子鐵芯是構(gòu)成發(fā)電機(jī)磁路和固定定子繞組的重要部件。為了減少鐵芯的磁滯和渦流損耗，定子鐵芯

5、采用導(dǎo)磁率高、損耗小、厚度為0.5mm的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片沖制而成。每層硅鋼片由數(shù)張扇形片組成一個(gè)圓形，每張扇形片都涂了耐高溫的無(wú)機(jī)絕緣漆。沖片上沖有嵌放線圈的下線槽及放置槽楔用的鴿尾槽。扇形沖片利用定子定位筋定位，通過(guò)球墨鑄鐵壓圈施壓，夾緊成一個(gè)剛性圓柱形鐵芯，用定位筋固定在內(nèi)機(jī)座上。齒部是通過(guò)壓圈內(nèi)側(cè)的非磁性壓指來(lái)壓緊。邊段鐵芯涂有粘接漆，在鐵芯裝壓后加熱，使其粘接成一個(gè)牢固的整體，進(jìn)一步提高鐵芯的剛度。為了減少端部漏磁通在壓圈和邊段鐵芯中引起的發(fā)熱以及在端部鐵芯中的附加電氣損耗，在壓圈上裝有全銅屏蔽；邊端鐵芯為階梯狀以增加鐵芯內(nèi)圓與轉(zhuǎn)子之間的氣隙；并在齒上沖有小槽。轉(zhuǎn)子繞組端部存在大量的漏磁

6、通，另外，發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)定子繞組在鐵芯端部也產(chǎn)生大量的漏磁通，這些漏磁通主要是垂直進(jìn)入端部定子鐵芯，從而感應(yīng)出垂直于軸向的渦流，引起鐵芯端部過(guò)熱。發(fā)電機(jī)在欠勵(lì)條件下運(yùn)行時(shí)，定子繞組會(huì)產(chǎn)生更多的漏磁通，使鐵芯端部過(guò)熱更為嚴(yán)重。為了減少端部漏磁通在壓圈和邊段鐵芯中引起的發(fā)熱和在端部鐵芯中的附加電氣損耗，東方電機(jī)公司采取了以下措施：鐵芯端部設(shè)計(jì)成階梯狀鐵芯孔兩端逐漸放大，這可以防止轉(zhuǎn)子漏磁通量過(guò)多聚集在定子鐵芯端部，而且可以使部分漏磁通轉(zhuǎn)變成垂直于定子軸線的徑向磁通，從而減少損耗降低端部過(guò)熱。在轉(zhuǎn)子線圈端部采用非磁性護(hù)環(huán)。通過(guò)勵(lì)磁繞組護(hù)環(huán)的去磁作用，增加了漏磁通的磁阻，從而減少了轉(zhuǎn)子端部漏磁通對(duì)定子鐵

7、芯的影響。在鐵芯端部表面，采用一塊銅防護(hù)板，既所謂的電屏蔽環(huán)采用電屏蔽的目的是防止端部大部分軸向漏磁通穿過(guò)鐵芯。因?yàn)殍F芯端部采用階梯形后，壓圈處的漏磁會(huì)有所增加，利用漏磁通能在銅防護(hù)板內(nèi)產(chǎn)生的大量渦流，此渦流的方向?qū)⒆柚孤┐磐ù┻^(guò)。而銅與用作鐵芯端片的石墨鑄鐵相比，電阻率只有約1/5，根據(jù)磁穿透深度定律，損耗降到大約1/2，而且銅的導(dǎo)熱系數(shù)是石墨鑄鐵的5倍，因而，銅防護(hù)板不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱。鐵芯端部壓圈和鐵芯端板（壓指）采用高電阻率、低導(dǎo)磁率材料這種材料增大了銅防護(hù)板和鐵芯間的磁阻，使漏磁通不易穿過(guò)鐵芯，高電阻率又使該部位渦流減小，故此部件也不會(huì)過(guò)熱。在鐵芯端部扇形體上開(kāi)槽由于在鐵芯端部扇形齒部開(kāi)槽

8、隙，使得渦流流動(dòng)面積減少了約1/2，于是渦流損耗減小了約3/4。冷卻風(fēng)系統(tǒng)中，加強(qiáng)對(duì)端部的冷卻。4）定子繞組定子繞組的端部結(jié)構(gòu)如圖4-15所示，它是由嵌入鐵芯槽內(nèi)的絕緣線棒在端部聯(lián)結(jié)成的線圈，繞組端部為籃式結(jié)構(gòu)，并且由引線環(huán)連接成固定的相帶。采用連續(xù)式F級(jí)環(huán)氧粉云母絕緣系統(tǒng)，表面有防暈處理措施。軸向可沿支架滑銷方向自由移動(dòng)，減少由于負(fù)荷或工況變化而在定子繞組和支撐系統(tǒng)中引起的應(yīng)力，滿足機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行的要求。圖4-15 發(fā)電機(jī)定子端部結(jié)構(gòu)圖在負(fù)載運(yùn)行條件下，定子繞組會(huì)產(chǎn)生自感應(yīng)渦流損耗，為減少這種損耗，定子線棒采用了羅貝爾換位形式。所謂換位，就是在線棒編織時(shí)，讓每根線棒沿軸向長(zhǎng)度，分別處于槽內(nèi)不同

9、高度的位置，這樣每根線棒的漏電抗相等，使每根導(dǎo)體內(nèi)電流均勻，減少直線及端部的橫向漏磁通在各股導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的環(huán)流及附加損耗。定子線棒由矩形的空心和實(shí)心股線混合編織而成，定子繞組就是通過(guò)空心股線中的水介質(zhì)來(lái)冷卻的。定子線棒端部的所有股線均焊接到水電接頭上，通過(guò)銅帶將兩根線棒水電接頭焊在一起形成電氣連接，構(gòu)成一匝線圈；而所有空心股線中的冷卻水通過(guò)水電接頭的水路接至靠滑環(huán)端的匯流母管，并經(jīng)絕緣引水管進(jìn)入線圈。在發(fā)電機(jī)的集電環(huán)端設(shè)有一條進(jìn)水母管；在汽機(jī)端部設(shè)有一條出水母管。冷卻水流通道為單向型，即從集電環(huán)端流向汽機(jī)端。匯流母管是直接接地的，從線圈到匯流母管間的連接是采用單個(gè)加強(qiáng)型絕緣管，這種絕緣管設(shè)計(jì)上能

10、夠受發(fā)電機(jī)的運(yùn)行電壓，這就保證了線圈的對(duì)地絕緣。但對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，測(cè)量線圈絕緣卻是不方便的。圖4-16 定子線棒的固定1槽底墊料；2主絕緣；3實(shí)心線；4層間墊料；5半導(dǎo)體彈性波紋板；6空心線；7傳動(dòng)墊條；8滑動(dòng)楔塊；9錐形楔銷發(fā)電機(jī)定子線棒在槽內(nèi)的固定如圖4-16所示，它有良好的固定：側(cè)面有半導(dǎo)體彈性波紋板，徑向還用帶斜度的槽楔組合固定。定子繞組端部設(shè)有特殊的支撐系統(tǒng)，用浸膠滌玻繩綁扎固定在由玻璃鋼支架和綁環(huán)組成的端部固定件上，綁扎固定后進(jìn)行烘焙固化，使整個(gè)端部在徑向和周向上為剛性固定，確保端部固有頻率遠(yuǎn)離倍頻，避免運(yùn)行中發(fā)生共振。軸向可沿支架滑銷方向，隨負(fù)載或工況變化而自由地移動(dòng)，大大減少了由

11、于負(fù)載或工況變化在繞組和支撐系統(tǒng)引起的應(yīng)力，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性及滿足機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行的要求。5）發(fā)電機(jī)出線發(fā)電機(jī)各相和中性點(diǎn)出線均通過(guò)集電環(huán)端機(jī)座下部出線罩引出機(jī)座，在出線罩與定子外機(jī)座之間放置有密封墊以維持氣密性。出線罩板采用非磁性材料以減少定子電流產(chǎn)生的渦流損耗。出線罩板下方開(kāi)有排泄孔以防止引線周圍積存油或水。圖4-17 發(fā)電機(jī)定子出線及氫冷回路定子出線及氫冷回路如圖4-17所示。定子出線通過(guò)高壓絕緣套管穿出機(jī)殼外，套管由整體的陶瓷和銅導(dǎo)電桿組成，導(dǎo)電桿兩端鍍銀。過(guò)渡引線及出線套管均采用氫氣內(nèi)冷，套管上裝有電流互感器供測(cè)量和保護(hù)用。氫氣從銅導(dǎo)電桿上端的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入導(dǎo)電桿內(nèi)管，在底部轉(zhuǎn)入雙層銅

12、管的環(huán)形空間，通過(guò)上部一特殊接頭排入過(guò)渡引線，再由固定過(guò)渡引線的空心磁套管排入出線罩的夾層風(fēng)道后進(jìn)入內(nèi)外端蓋間的低壓風(fēng)區(qū)。6）測(cè)溫元件和出線板熱電阻：在定子繞組的每一相的最熱點(diǎn)埋設(shè)有檢溫計(jì)（R.T.D），測(cè)量繞組的溫度。而線棒溫度，采用每個(gè)槽內(nèi)上下層線棒間埋置的電阻檢溫計(jì)來(lái)測(cè)量。鐵芯溫度用埋置的熱電偶測(cè)量。此外，在冷卻器的進(jìn)風(fēng)區(qū)埋設(shè)有電阻檢溫計(jì)，以測(cè)量冷卻器的進(jìn)出風(fēng)溫。所有機(jī)內(nèi)的檢溫計(jì)均通過(guò)機(jī)座下部的接線端子板引出。熱電偶：由于發(fā)電機(jī)在欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)，定子端部部件的溫度會(huì)很高，這些部位均埋設(shè)熱電偶以測(cè)量溫度。在定子壓圈，銅屏蔽和鐵芯邊段齒部、軛部測(cè)量部位所安裝的熱電偶是銅康熱電偶，其傳感部件焊在測(cè)

13、點(diǎn)位置。定子線圈出水溫度，采用布置在出水接頭上的熱電偶測(cè)量。軸瓦溫度采用埋置在鎢金下的熱電偶測(cè)量。熱電偶的股線和保護(hù)套之間的間隙用陶瓷物質(zhì)填充，使股線與外層空氣隔絕，并可避免熱電偶在空氣中和高溫下被腐蝕。熱電偶引線（玻璃絲包股線）被引至測(cè)溫端子箱的出線板上。4 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子1）轉(zhuǎn)子本體發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是由一根整體合金鋼鍛件加工而成，在轉(zhuǎn)子本體上徑向地開(kāi)有許多縱向槽用于安裝轉(zhuǎn)子繞組，同時(shí)作為磁路。轉(zhuǎn)子繞組在槽內(nèi)由鋁合金和鋼槽楔緊固以抵御離心力。這種磁性和非磁性兩種槽楔的應(yīng)用能夠保證合理的磁通分布。這些槽楔均楔入了轉(zhuǎn)子槽口處的鴿尾槽內(nèi)。轉(zhuǎn)子大齒上加工橫向槽（即月牙槽），用于均衡大、小齒方向的剛度，以避免由

14、于它們之間的較大差異而產(chǎn)生倍頻振動(dòng)。2）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組由高強(qiáng)度含銀銅線制成，具有較高的抗蠕變能力，從而提高了發(fā)電機(jī)承擔(dān)調(diào)峰負(fù)荷的能力。為防止由于離心力的作用，對(duì)轉(zhuǎn)子繞組端部產(chǎn)生破壞，轉(zhuǎn)子線圈放入槽內(nèi)后，槽口用鋁合金槽楔和鋼槽楔固緊，以抵御轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。非磁性槽楔和磁性槽楔的應(yīng)用，保證了合理的磁通分布。采用了高強(qiáng)度、非磁性合金鋼鍛件加工而成的護(hù)環(huán)，熱套在轉(zhuǎn)子本體兩端，采用懸掛式嵌裝，一端與轉(zhuǎn)子本體熱套配合，另一端為懸掛式。轉(zhuǎn)子繞組與護(hù)環(huán)之間采用模壓的絕緣環(huán)絕緣。為了隔開(kāi)和支撐端部線圈，限制它們之間由于溫差和離心力引起的位移，端部繞組間隔塊放置了模壓的環(huán)氧玻璃布絕緣塊。轉(zhuǎn)子槽襯用含云

15、母、玻璃纖維等材料的復(fù)合絕緣壓制而成，具有良好的絕緣性能和機(jī)械性能。槽襯內(nèi)表面和端部護(hù)環(huán)絕緣內(nèi)表面涂有低摩檫系數(shù)的干性滑移劑，使轉(zhuǎn)子銅線在負(fù)荷及工況變化引起熱脹冷縮時(shí)可沿軸向自由收縮，以滿足發(fā)電機(jī)調(diào)峰運(yùn)行的要求。3）轉(zhuǎn)子引線和集電環(huán)通過(guò)轉(zhuǎn)子引線與集電環(huán)以及電刷裝置，可以給發(fā)電機(jī)提供額定出力及強(qiáng)勵(lì)時(shí)所需的勵(lì)磁電流。轉(zhuǎn)子電流通過(guò)電刷通入熱套在轉(zhuǎn)子外伸端的集電環(huán)，再通過(guò)與集電環(huán)相聯(lián)接的徑向和軸向?qū)щ娐輻U傳到轉(zhuǎn)子繞組。導(dǎo)電螺桿用高強(qiáng)度和高導(dǎo)電率的銅合金制成。導(dǎo)電螺桿與轉(zhuǎn)軸之間有密封結(jié)構(gòu)以防漏氫。集電環(huán)用耐磨合金鋼制成，是一對(duì)帶溝槽的鋼環(huán)，經(jīng)絕緣后熱套在轉(zhuǎn)子軸上的。在集電環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有絕緣套筒。集電環(huán)

16、上加工有軸向和徑向通風(fēng)孔。表面的螺旋溝可以改善電刷與集電環(huán)的接觸狀況，使電刷之間的電流分配均勻。兩集電環(huán)間設(shè)有同軸離心式風(fēng)扇以冷卻集電環(huán)和電刷。4）護(hù)環(huán)、中心環(huán)、阻尼環(huán)因?yàn)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子線圈端部受到很大的離心力的作用，為了防止對(duì)轉(zhuǎn)子線圈端部的破壞，采用了非磁性、高強(qiáng)度合金鋼（Mn18Cr18）鍛件加工而成的護(hù)環(huán)來(lái)保護(hù)轉(zhuǎn)子線圈端部。護(hù)環(huán)分別裝配在轉(zhuǎn)子本體兩端，與本體端熱套配合，另一端熱套在懸掛的中心環(huán)上。轉(zhuǎn)子線圈與護(hù)環(huán)之間采用模壓的絕緣環(huán)絕緣。為了隔開(kāi)和支撐端部線圈，限制它們之間由于溫差和離心力引起的位移，端部線圈間放置了模壓的環(huán)氧玻璃布絕緣塊。中心環(huán)對(duì)護(hù)環(huán)起著與轉(zhuǎn)軸同心的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，

17、軸的撓度不會(huì)使護(hù)環(huán)受到交變應(yīng)力作用而損傷。中心環(huán)還有防止轉(zhuǎn)子線圈端部軸向位移的作用。為減少由于不平衡負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)序電流在轉(zhuǎn)子上引起的發(fā)熱，提高發(fā)電機(jī)承受不平衡負(fù)荷（負(fù)序電流和異步運(yùn)行）的能力，采用了半阻尼繞組，在轉(zhuǎn)子本體兩端（護(hù)環(huán)下）設(shè)有阻尼繞組，結(jié)構(gòu)示意圖如圖4-18所示。該半阻尼繞組只在轉(zhuǎn)子兩端裝梳齒狀的用紫銅板制成的阻尼環(huán)，其梳齒伸進(jìn)每個(gè)槽及大齒上阻尼槽的槽楔下，由槽楔壓緊。阻尼電流通路是由護(hù)環(huán)、槽楔、阻尼銅條形成的阻尼系統(tǒng)。圖4-18 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼繞組5）碳刷碳刷是將勵(lì)磁電流投入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組的關(guān)鍵部件。為了能在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)安全、迅速地更換電刷，采用了盒式刷握結(jié)構(gòu)。每次可換一組（

18、4個(gè)）電刷。通入轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的電刷是由天然石磨材料粘結(jié)制成。碳刷具有低的摩擦系數(shù)和自潤(rùn)滑作用。每個(gè)碳刷帶有兩柔性的銅引線（即刷辮）。采用恒壓式彈簧徑向地裝在刷盒上，從而在電刷長(zhǎng)度達(dá)到磨損極限之前沒(méi)必要調(diào)整彈簧壓力。彈簧的壓力施加在碳刷中心線上，彈簧是一種螺旋式的，壓力是恒定的。刷架采用左右分瓣把合結(jié)構(gòu)，由導(dǎo)電環(huán)、刷座及風(fēng)罩等部件組成，對(duì)地絕緣，具體結(jié)構(gòu)如圖4-19所示。圖4-19 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷結(jié)構(gòu)電刷的更換：正常操作條件下，電刷磨損量在1000小時(shí)時(shí)為1015mm，當(dāng)電刷長(zhǎng)度達(dá)到接近磨損極限時(shí)，電刷軟導(dǎo)線處于幾乎完全伸長(zhǎng)的狀態(tài)。因此，在電刷上標(biāo)有一條磨損極限，如果電刷磨損超過(guò)這條線，將不能繼

19、續(xù)使用，需進(jìn)行更換。5 發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)以氫氣作為主要冷卻介質(zhì)，采用徑向多流式密閉循環(huán)通風(fēng)方式運(yùn)行，定子繞組采用單獨(dú)的水冷卻系統(tǒng)，而氫氣冷卻系統(tǒng)，包括風(fēng)扇盒氫氣冷卻器完整地置于發(fā)電機(jī)內(nèi)部。1）定子通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)定子鐵芯沿軸向分為15個(gè)風(fēng)區(qū)，7個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)和8個(gè)出風(fēng)區(qū)相間布置。裝在轉(zhuǎn)子上的兩個(gè)軸流風(fēng)扇（汽、勵(lì)側(cè)各一）將風(fēng)分別鼓入氣隙和鐵芯背部，進(jìn)入背部的氣流沿鐵芯徑向風(fēng)道冷卻進(jìn)風(fēng)區(qū)鐵芯后進(jìn)入氣隙；少部分風(fēng)進(jìn)入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)風(fēng)道，冷卻轉(zhuǎn)子繞組；其它大部分再折回鐵芯，冷卻出風(fēng)區(qū)的鐵芯，最后從機(jī)座風(fēng)道進(jìn)入冷卻器；被冷卻器冷卻后的氫氣進(jìn)入風(fēng)扇前再循環(huán)。這種交替進(jìn)出的徑向多流通風(fēng)保證了發(fā)電機(jī)鐵芯和繞組的均勻冷卻

20、，減少了結(jié)構(gòu)件熱應(yīng)力和局部過(guò)熱。為了防止風(fēng)路的短路，常在定轉(zhuǎn)子之間氣隙中冷熱風(fēng)區(qū)間的定子鐵芯上加裝氣隙隔環(huán)，以避免由轉(zhuǎn)子拋出的熱風(fēng)吸入轉(zhuǎn)子再循環(huán)。2）轉(zhuǎn)子通風(fēng)系統(tǒng) 圖4-20 轉(zhuǎn)子通風(fēng)冷卻方式轉(zhuǎn)子通風(fēng)冷卻方式如圖4-20所示，分為下面兩種情況：轉(zhuǎn)子本體段的導(dǎo)體冷卻采用的氣隙取氣徑向斜流式通風(fēng)系統(tǒng)：在轉(zhuǎn)子線棒鑿了兩排不同方向的斜流孔至槽底，于是，沿轉(zhuǎn)子本體軸向就形成了若干個(gè)平行的斜流通道。通過(guò)這些通道，冷卻用氫氣交替的進(jìn)入和流出轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)斗，迫使冷卻氫氣以與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相匹配的速度通過(guò)斜流通道到達(dá)導(dǎo)體槽的底部，然后拐向另一側(cè)同樣沿斜流通道流出導(dǎo)體。從每個(gè)進(jìn)風(fēng)口鼓進(jìn)的冷風(fēng)是分成兩條斜流通道向兩

21、個(gè)方向流進(jìn)導(dǎo)體，同樣，有兩條出風(fēng)通道匯流在一起從出風(fēng)口流出進(jìn)入氣隙。因此，每個(gè)通道從平行線棒縱向切面看成“V”形，而垂直線棒橫斷面投視圖為“U”形。由于任何數(shù)量的斜流段都可以沿軸向排列，因而轉(zhuǎn)子繞組的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式與轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，具有很方便的靈活性。日立所供發(fā)電機(jī)共分成15個(gè)風(fēng)區(qū)（7進(jìn)8出），每個(gè)風(fēng)區(qū)有8個(gè)通道，共81個(gè)通風(fēng)道。轉(zhuǎn)子通氫冷卻通風(fēng)孔個(gè)數(shù)：進(jìn)風(fēng)區(qū)一個(gè)槽里面有48個(gè)孔，共有32個(gè)槽，合計(jì)3248=1536個(gè)；出風(fēng)區(qū)一個(gè)槽里面有56個(gè)孔，共有32個(gè)槽，合計(jì)3256=1792個(gè)；用于端部冷卻每一段為4個(gè)孔，兩端共8個(gè)孔。沿轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度方向，高溫出風(fēng)區(qū)和低溫進(jìn)風(fēng)區(qū)交替分布。同時(shí)定子的進(jìn)出風(fēng)區(qū)

22、與轉(zhuǎn)子的進(jìn)風(fēng)區(qū)相匹配，并采用靜止擋風(fēng)板以限制熱風(fēng)在轉(zhuǎn)子中的再循環(huán)，另外，從定子流進(jìn)氣隙的氣流量比進(jìn)入轉(zhuǎn)子的氣流量大，進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)子熱氣量的再循環(huán)。因此轉(zhuǎn)子銅線溫度比較均勻。對(duì)于轉(zhuǎn)子兩端繞組，斜流氣隙取氣系統(tǒng)所冷卻不到的部分，冷卻氣體由風(fēng)扇壓迫進(jìn)入護(hù)環(huán)下的軸向風(fēng)道（第7個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)），然后從本體端部由徑向風(fēng)道進(jìn)入氣隙。3）氫氣冷卻器為減少氫冷發(fā)電機(jī)的通風(fēng)阻力和縮短風(fēng)道，氫氣冷卻器安放在機(jī)座內(nèi)的矩形框內(nèi)。冷卻器為四組，立放在發(fā)電機(jī)機(jī)座的四角。冷卻器和機(jī)座間的密封墊結(jié)構(gòu)既可以密封氫氣，又可以在冷卻器因溫度變化脹縮時(shí)起到補(bǔ)償作用，從而始終起到良好的密封作用。氫氣冷卻器的水箱結(jié)構(gòu)保證了發(fā)電機(jī)在充氫的狀態(tài)下，

23、可以打開(kāi)水箱清洗冷卻水管，當(dāng)冷卻器水管從外部水管拆開(kāi)后，氫氣冷卻器可以從發(fā)電機(jī)中抽出。主要部件如下：冷卻器框架：冷卻器框架由兩個(gè)側(cè)板和兩個(gè)端板組成。在定子機(jī)座和冷卻器外壁板之間裝有擋風(fēng)板，以迫使氫氣通過(guò)冷卻器，從而提高冷卻效果。冷卻水管：冷卻水管為白銅管，純銅翼片螺旋狀纏繞在冷卻水管外以增加散熱面積，翼片錫焊在水管上，以提高熱傳導(dǎo)能力。冷卻水管很長(zhǎng)，在適當(dāng)?shù)目臻g間隔位置放置支撐隔板，該處水管外套橡膠套管，橡膠套管外徑比翼片外徑稍大，以便其能緊密地與支撐隔板配合，使水管被固緊。水箱：水箱由螺栓與承管板把合，當(dāng)檢查或者維修需拆卸上水箱時(shí)，先松開(kāi)把合螺栓，然后用吊攀螺釘起吊上水箱。冷卻水管，承管板：

24、冷卻水管末端插入不銹鋼承管板中，且被脹緊。上部承管板把合在冷卻器框架的端板上，并與外機(jī)座把合固定。下部承管板與外機(jī)座之間并不接觸，在它們之間由特別設(shè)計(jì)的裝置構(gòu)成氣密，氣密部件與承管板的側(cè)面相互接觸但并不固定，使承管板能夠沿冷卻器長(zhǎng)度方向伸縮，防止由于冷卻水管的膨脹系數(shù)與外機(jī)座的膨脹系數(shù)不同而引起熱應(yīng)力損害.下部承管板側(cè)面為精加工的氣密面， 當(dāng)該面出現(xiàn)缺陷時(shí)，需用油石磨平，當(dāng)缺陷很深以致用油石無(wú)法修磨平時(shí)，則需補(bǔ)焊并重新加工。密封墊板：為防止漏水，在水箱和承管板之間設(shè)有橡皮密封墊板。放氣管：為防止冷卻水流被聚集的氣體阻塞，冷卻器內(nèi)設(shè)有放氣管。該放氣管出口在下水箱外部。放氣管向上穿過(guò)冷卻水管至上水

25、箱，在上水箱蓋上鉆孔并用塞子塞住，該孔位置應(yīng)正對(duì)放氣管口部。如果放氣管被異物堵塞，即可將塞子拔掉，用前端磨成錐形的直桿插入管中清理，如果放氣管取走，該孔也可作緊急放氣孔使用。如需將放氣管取出，則拆除下水箱，轉(zhuǎn)動(dòng)放氣管，即可取出，拆卸方便。6 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)變壓器發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)流過(guò)的電流是發(fā)電機(jī)及其連接的廠用分支、封閉母線和主變低壓繞組的對(duì)地電容電流。當(dāng)接地電容電流超過(guò)允許值時(shí),將燒傷定子鐵芯，進(jìn)而可能損壞定子繞組絕緣，導(dǎo)致匝間或相間短路。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式一般有中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，以及中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地等多種方式。我廠發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用“經(jīng)高電阻接地”方式

26、，經(jīng)副邊帶電阻的配電變壓器接地，也就是中性點(diǎn)和地之間連接一配電變壓器，在其二次側(cè)連接一只電阻，中性點(diǎn)線路的阻抗值增大，起到限制接地電流作用。這種接地方式可保持發(fā)電機(jī)單相接地時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，使運(yùn)行可靠性提高，但這種方式有三個(gè)限制。1、為了保證系統(tǒng)在單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的健全相過(guò)電壓不超過(guò)額定相電壓的2.6倍，因此，中性點(diǎn)接地電阻在單相接地時(shí)消耗的功率不能少于正常時(shí)三相總?cè)萘康某潆姛o(wú)功功率（PKVA.R）的1.5倍。2 、為了使在系統(tǒng)單相接地故障時(shí)，繼電保護(hù)能迅速可靠地動(dòng)作，發(fā)出警報(bào)并指出故障回路，要求單相故障接地電流不小于10A。3、為了減少單相接地故障時(shí)對(duì)設(shè)備的損壞程度，接地故障電流應(yīng)限制在不大

27、于15A的范圍內(nèi)。同時(shí)為了保護(hù)發(fā)電機(jī)，在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前應(yīng)將發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)隔離刀閘合好。發(fā)電機(jī)技術(shù)規(guī)范1. 基本技術(shù)數(shù)據(jù)額定容量1120 MVA額定功率1000 MW最大連續(xù)輸出出力（TMCR） 1100 MW（注：在額定氫壓、額定功率因數(shù)、冷卻器冷卻水溫為38下能與汽輪機(jī)最大連續(xù)出力相匹配。）額定電壓27 KV額定功率因數(shù) 0.9（滯后）頻率50 Hz額定轉(zhuǎn)速3000 r/min冷卻方式 水 氫 氫 定子繞組絕緣等級(jí) F（注：按B級(jí)絕緣溫升考核）轉(zhuǎn)子繞組絕緣等級(jí) F（注：按 B級(jí)絕緣溫升考核）定子鐵芯絕緣等級(jí) F（注：按B級(jí)絕緣溫升考核）短路比 0.5直軸瞬變電抗（飽和值） Xd 不大于0.28直

28、軸超瞬變電抗（飽和值）Xd 不小于0.15效率 99 相數(shù) 3極數(shù) 2定子繞組接線方式 Y Y承受負(fù)序電流能力穩(wěn)態(tài)：I2/IN 6 暫態(tài)：（I2/IN）2t 6 s額定氫壓： 0.52 MPa漏氫量(折算為額定氫壓下的保證值) 10 Nm3/24h 噪音： 85 dB(A)2. 旋轉(zhuǎn)方向和出線端子發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與汽輪機(jī)相一致。發(fā)電機(jī)定子繞組出線端子數(shù)目為6個(gè)。3. 發(fā)電機(jī)各部位允許振動(dòng)值發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，軸承座振動(dòng)限值（雙倍振幅）水平、垂直方向?yàn)?0m，軸振相對(duì)位移限值為50 m。發(fā)電機(jī)軸頸和軸承座上設(shè)有滿足TSI、TDM等要求的裝振動(dòng)檢測(cè)元件的位置。勵(lì)端軸頭留有裝設(shè)測(cè)速裝置的位置。定

29、子鐵芯和機(jī)座振動(dòng)的固有頻率避開(kāi)基頻和倍頻10 %以上，以防止共振。冷態(tài)下端部繞組模態(tài)試驗(yàn)的橢圓型固有振動(dòng)頻率及端部繞組中的鼻端、引線、過(guò)渡引線的固有振動(dòng)頻率合格的范圍為fz94Hz或fz115 Hz。運(yùn)行時(shí)振幅控制值為250 m。臨界轉(zhuǎn)速避開(kāi)額定轉(zhuǎn)速的15 范圍，通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，軸的振動(dòng)值不大于150 m，軸承座的振動(dòng)值不大于80 m。4. 測(cè)溫元件位置及數(shù)量定子鐵芯（汽、勵(lì)端）、壓指銅屏蔽設(shè)置足夠數(shù)量的測(cè)溫元件，埋置工藝確保測(cè)溫準(zhǔn)確、長(zhǎng)期可靠工作。裝設(shè)位置考慮到引線環(huán)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響，滿足進(jìn)相試驗(yàn)的要求。每個(gè)氫氣冷卻器進(jìn)、出風(fēng)處各裝設(shè)測(cè)溫元件2個(gè)。各軸承上裝設(shè)測(cè)量油溫的就地溫度計(jì)和測(cè)溫元件

30、，并在回油管上設(shè)有視察窗；在各軸瓦上裝設(shè)測(cè)溫元件2個(gè)。在定子每槽內(nèi)上下層繞組間埋置測(cè)溫元件2個(gè)（其中1個(gè)備用）。在定子水路的進(jìn)、出水管處裝有就地溫度計(jì)和測(cè)溫元件。每個(gè)定子線棒引水管出口端裝設(shè)測(cè)量出水溫度測(cè)溫元件1個(gè)。每個(gè)冷、熱氫區(qū)域各裝設(shè)測(cè)溫元件1個(gè)。集電環(huán)排氣口裝設(shè)測(cè)溫元件1個(gè)。測(cè)量冷卻介質(zhì)（氫氣或冷卻水）的溫度，按下列要求裝設(shè)測(cè)溫元件；定子機(jī)座上溫度最高點(diǎn)處裝設(shè)不少于一個(gè)就地溫度計(jì)和測(cè)溫元件；冷卻水進(jìn)、出口處均裝設(shè)不少于一個(gè)就地溫度計(jì)和測(cè)溫元件。表4.1 發(fā)電機(jī)測(cè)溫元件表序號(hào)測(cè)點(diǎn)名稱類 型安裝位置數(shù)量（個(gè)）1氫冷卻器進(jìn)風(fēng)RTD氫冷卻器進(jìn)口處42氫冷卻器進(jìn)風(fēng)RTD氫冷卻器進(jìn)口處43定子線圈R

31、TD定子線圈層間844定子冷卻水總進(jìn)水T.C和就地溫度計(jì)發(fā)電機(jī)進(jìn)水口15定子冷卻水總出水T.C和就地溫度計(jì)發(fā)電機(jī)出水口16定子冷卻水出水T.C每個(gè)定子線棒引水管出口端427集電環(huán)出風(fēng)RTD集電環(huán)罩出風(fēng)口18氫冷卻器進(jìn)水T.C氫冷卻器進(jìn)水口19氫冷卻器出水T.C氫冷卻器出水口110軸承金屬T.C每個(gè)軸瓦2個(gè)411定子鐵心端部T.C邊段鐵心612定子端部結(jié)構(gòu)T.C壓指、銅屏蔽、1213機(jī)座T.C/就地機(jī)座中部1/15 自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置發(fā)電機(jī)裝設(shè)漏水、漏油、漏氫、氫氣濕度、局放、絕緣過(guò)熱檢測(cè)儀及轉(zhuǎn)子繞組匝間短路探頭和氫、油、水系統(tǒng)中的其他檢測(cè)儀等檢測(cè)裝置。6 發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子各部分溫度和溫升的限值發(fā)電機(jī)定

32、、轉(zhuǎn)子各部分溫度和溫升的限值符合國(guó)標(biāo)GB / T70642002“型步電機(jī)的技術(shù)要求”中的規(guī)定。熱電阻均選用Pt 100，熱電偶選用E分度（用于機(jī)外）和T分度（用于機(jī)內(nèi)）。7 軸承溫度發(fā)電機(jī)軸承排油溫度不超過(guò)70 ，軸瓦金屬最高溫度不超過(guò)100 ，但鎢金材料允許在110 以下長(zhǎng)期運(yùn)行。8 電壓和頻率范圍發(fā)電機(jī)在額定功率因數(shù)，電壓變化范圍為5 時(shí)，能連續(xù)輸出額定功率。9 波形畸變率發(fā)電機(jī)在空載額定電壓和額定轉(zhuǎn)速下，其空載線電壓波形正弦性畸變率不超過(guò)3 ，其線電壓的電話諧波因數(shù)不超過(guò)1 。10 直流電阻誤差定子繞組在冷態(tài)下，任何兩相直流電阻之差，在排除由于引線長(zhǎng)度不同而引起的誤差后不超過(guò)其最小值的

33、1.5。11 轉(zhuǎn)軸接地采取有效措施，防止有害的軸電流和軸電壓，非傳動(dòng)端軸承設(shè)有雙層絕緣，易于運(yùn)行中監(jiān)測(cè)絕緣電阻；汽端軸伸通過(guò)接地電刷良好接地。12 過(guò)載能力 發(fā)電機(jī)具有一定的短時(shí)過(guò)負(fù)荷能力，能承受1.5倍的額定定子電流歷時(shí)30 s，而不發(fā)生有害變形及接頭開(kāi)焊等情況。發(fā)電機(jī)允許過(guò)電流時(shí)間與過(guò)電流倍數(shù)按以下公式計(jì)算：（I21）t37.5 s 注：適用范圍t=10 s-60 s13 進(jìn)相運(yùn)行能力 發(fā)電機(jī)能在額定負(fù)荷、功率因數(shù)0.95（超前）時(shí)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。14 調(diào)峰能力 發(fā)電機(jī)具有調(diào)峰運(yùn)行能力，機(jī)組啟停次數(shù)不少于10000次，而不產(chǎn)生有害變形。15 異常運(yùn)行 發(fā)電機(jī)失磁后在30 s內(nèi)應(yīng)將負(fù)荷減至0.6標(biāo)么值；在90 s內(nèi)減至0.4標(biāo)么值。定、轉(zhuǎn)子電流不大于1.01.1標(biāo)么值，允許失磁運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)15 min。發(fā)電機(jī)具有上述失磁能力。但作為失磁保護(hù)，發(fā)電機(jī)失磁延時(shí)1s后停機(jī)。 16 負(fù)荷變化率 發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化率能滿足汽輪機(jī)定壓運(yùn)行和滑壓運(yùn)行的要求。17 強(qiáng)迫停機(jī)率 發(fā)電機(jī)的強(qiáng)迫停機(jī)率小于0.5 %?？捎寐什恍∮?9 %。年利用小時(shí)不小于6500。4.3 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范1、 定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯的絕緣均采用F級(jí)絕緣，按B級(jí)絕緣的溫升考核。2、 發(fā)電機(jī)定子機(jī)座、端蓋、出線罩和冷卻器