2.1發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及冷卻

1、 柴油發(fā)電機(jī)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)水冷卻氫氣冷卻空氣冷卻與導(dǎo)線接觸）內(nèi)冷式（冷卻介質(zhì)直接接與導(dǎo)線接觸）外冷式（冷卻介質(zhì)不直系統(tǒng)容量（MW）大機(jī)組經(jīng)濟(jì)容量系統(tǒng)容量小于1000100010000大于1000046610約10nl2iDKABPBiDiD35 . 6Dl冷卻介質(zhì)相對(duì)比熱 相對(duì)密度吸熱能力體積流量 相對(duì)吸熱量散熱能力流速（m/s）相對(duì)散熱系數(shù)空氣氫氣水114.354.1610.211000110.0513208304021584(10)效率。指發(fā)電機(jī)輸出與輸入能量之百分比，一般額定效率在93%98%之間，300MW和600MW大型汽輪發(fā)電機(jī)組在98%以上，水輪機(jī)效率要比汽輪機(jī)

2、低，長(zhǎng)江三峽700MW水輪發(fā)電機(jī)最高效率達(dá)95%。 發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中存在著各種損耗，主要是鐵損(鐵芯中磁場(chǎng)變化所產(chǎn)生的磁滯和渦流損耗)、銅損(銅導(dǎo)線中流過電流在導(dǎo)線電阻上所產(chǎn)生的熱損耗)和機(jī)械損耗(轉(zhuǎn)子和風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)軸承部分的摩擦所產(chǎn)生的損耗)。國(guó)產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)效率達(dá)到98.8%，其余1.2%的損耗竟有3600kW之巨，這樣大的損耗功率在發(fā)電機(jī)內(nèi)部變?yōu)闊崃?，由于大容量汽輪發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子細(xì)長(zhǎng)，熱量不易散出，所以發(fā)電機(jī)的散熱冷卻就成為限制大容量發(fā)電機(jī)容量提高的主要因素。不斷改進(jìn)發(fā)電機(jī)的冷卻技術(shù)，提高冷卻效果，是大容量發(fā)電機(jī)制造中一個(gè)十分重要的問題。 汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻方式按冷卻介質(zhì)的不同通常分

3、為空氣冷卻(風(fēng)扇通風(fēng))、氫氣冷卻和水冷卻等三種類型。目前，除25MW及以下的小機(jī)組采用空氣冷卻外，50MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)廣泛采用氫冷和水冷技術(shù)。國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)600MW汽輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù)汽輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù)一、冷卻方式簡(jiǎn)介 1.空氣冷卻 空氣冷卻是以空氣為冷卻介質(zhì)，用風(fēng)扇將冷空氣送入機(jī)內(nèi)，經(jīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部的風(fēng)道，對(duì)發(fā)熱部件進(jìn)行冷卻，吸熱后的熱空氣排出機(jī)外，經(jīng)空氣冷卻器冷卻后，再送入機(jī)內(nèi)。為提高冷卻效果，汽輪發(fā)電機(jī)常采用軸向分段等多流式通風(fēng)系統(tǒng)。 2.氫氣冷卻(外冷) 對(duì)大、中容量的汽輪發(fā)電機(jī)，采用氫氣作介質(zhì)對(duì)發(fā)電機(jī)的部件進(jìn)行冷卻，又稱氫外冷。氫外冷發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成與空氣冷卻系統(tǒng)基本相同，只是將氫

4、氣冷卻器裝在發(fā)電機(jī)機(jī)殼內(nèi)，以減少氫氣的用量。 因?yàn)闅錃獾膶?dǎo)熱系數(shù)比空氣大6.7倍，所以冷卻效果更好；氫氣的密度比空氣小14.5倍，故風(fēng)阻和摩擦損耗僅為空氣冷卻的1/7左右； 如果將同一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)由空氣冷卻改為氫氣冷卻(外冷)后，轉(zhuǎn)子溫升下降一半左右，容量可提高20%25%。采用氫氣冷卻，可避免絕緣材料與氧氣接觸，從而可增加絕緣材料的穩(wěn)定性。 在采用氫氣冷卻時(shí)，需采取措施防止氫氣泄漏及空氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)，否則，造成空氣和氫氣混合易引起爆炸。3.氫內(nèi)冷 冷卻介質(zhì)氫直接接觸繞組導(dǎo)體的冷卻方式稱為氫內(nèi)冷方式。這種冷卻方式可使絕緣導(dǎo)體的熱量直接由冷卻介質(zhì)帶走，可大大提高冷卻效果。轉(zhuǎn)子繞組采用氫內(nèi)冷時(shí)，繞

5、組槽楔上鉆有與槽底通風(fēng)槽相對(duì)的小孔，氫氣可以自槽底通風(fēng)槽進(jìn)入，冷卻轉(zhuǎn)子導(dǎo)體后，再由小孔按軸向流入空氣隙。定子繞組采用氫內(nèi)冷時(shí)，一般采用軸向通風(fēng)方式，線棒內(nèi)有不銹鋼管的通風(fēng)管，端部做成喇叭狀的進(jìn)風(fēng)口，使氫氣從與繞組直接接觸的通風(fēng)管流過，將繞組導(dǎo)線上的熱量直接帶走。定子、轉(zhuǎn)子均采用氫內(nèi)冷的汽輪發(fā)電機(jī)容量可制成200MW以上。4.水內(nèi)冷 汽輪發(fā)電機(jī)的水內(nèi)冷方式，就是以凝結(jié)水(蒸餾水)作為冷卻介質(zhì)直接冷卻繞組導(dǎo)體。由于水的冷卻能力是空氣的50倍，這就大大改善了冷卻效果，明顯降低了繞組溫升，從而可大幅度提高發(fā)電機(jī)出力。 水內(nèi)冷機(jī)組的定子線棒內(nèi)有空心銅質(zhì)或不銹鋼質(zhì)的通水管，在定子機(jī)壁上裝有兩個(gè)空心鋼管制成

6、的圓環(huán)，稱為集水環(huán)，作為發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水的總進(jìn)出水管。集水環(huán)與線棒用絕緣軟管連接，構(gòu)成機(jī)內(nèi)冷卻水通路，再由集水環(huán)與機(jī)外冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)出水管相連，即是定子水內(nèi)冷方式。 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子水內(nèi)冷方式，是冷卻水由發(fā)電機(jī)大軸的專用進(jìn)水孔進(jìn)入到分水箱后，經(jīng)絕緣軟管進(jìn)入勵(lì)磁繞組線束中央的空心銅管，然后再經(jīng)過相連的水箱排出機(jī)外。 定子、轉(zhuǎn)子均采用水內(nèi)冷的發(fā)電機(jī)，稱為“雙水內(nèi)冷”發(fā)電機(jī)，容量可提高到300MW以上。目前大型汽輪發(fā)電機(jī)，廣泛采用定子繞組水內(nèi)冷；轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷；通風(fēng)系統(tǒng)(轉(zhuǎn)子表面及定子鐵芯的冷卻)采用氫氣冷卻，簡(jiǎn)稱水氫氫冷卻方式，其容量已達(dá)1200MW。 水輪發(fā)電機(jī)由于轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)子直徑較大長(zhǎng)度較小，所

7、以水輪發(fā)電機(jī)的冷卻更容易。大容量的水輪發(fā)電機(jī)常用的冷卻方式有：密閉循環(huán)空氣冷卻方式、水內(nèi)冷冷卻方式和蒸發(fā)冷卻方式。 目前，利用空氣作為冷卻介質(zhì)對(duì)定子、轉(zhuǎn)子繞組以及定子鐵芯表面進(jìn)行冷卻，仍然是水輪發(fā)電機(jī)的主要冷卻方式。在大、中型水輪發(fā)電機(jī)中，采用用空氣冷卻器冷卻的密閉循環(huán)空氣冷卻方式。冷卻發(fā)電機(jī)后的熱空氣，經(jīng)過通入冷卻水的空氣冷卻器冷卻后，再重新進(jìn)入發(fā)電機(jī)中。二、汽輪發(fā)電機(jī)的典型冷卻系統(tǒng) 常見汽輪發(fā)電機(jī)冷卻方式與容量關(guān)系，見下表 注：注：SD上海電機(jī)廠；HD哈爾濱電機(jī)廠；BZD北京重型電機(jī)廠。 國(guó)產(chǎn)300MW、600MW汽輪發(fā)電機(jī)的典型冷卻方式是水氫氫方式，即定子繞組是水內(nèi)冷式、轉(zhuǎn)子繞組是氫內(nèi)冷

8、式、定子鐵芯是氫外冷方式。而現(xiàn)今，空冷發(fā)電機(jī)容量已達(dá)400MW以上，蒸發(fā)冷卻技術(shù)也已應(yīng)用到發(fā)電機(jī)中。 定子繞組的線棒內(nèi)設(shè)有空心銅管或不銹鋼管制成的通水管。與兩端的集水環(huán)用絕緣軟管連接，構(gòu)成機(jī)內(nèi)冷卻水通路，再由集水環(huán)與機(jī)外冷卻水系統(tǒng)的水管相連，即構(gòu)成定子繞組的水內(nèi)冷方式。繞組線棒中導(dǎo)體的熱量由與其并排布置的冷水管帶出線棒，達(dá)到直接冷卻繞組導(dǎo)線的目的。 1.水內(nèi)冷式定子繞組的冷卻 2.定子鐵芯氫氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)(氫外冷) 國(guó)產(chǎn)300MW、600MW汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵芯的冷卻是由氫氣徑向通風(fēng)方式冷卻的，國(guó)產(chǎn)300MW發(fā)電機(jī)氫氣循環(huán)示意圖如圖所示。由圖可見，定子鐵芯沿軸向交替分成9個(gè)風(fēng)區(qū)(段)，其中4個(gè)冷

9、風(fēng)區(qū)，用C表示，風(fēng)向由機(jī)殼流向轉(zhuǎn)子；5個(gè)熱風(fēng)區(qū)，用H表示，風(fēng)向由轉(zhuǎn)子流向機(jī)殼，國(guó)產(chǎn)600MW汽輪發(fā)電機(jī)與此類似，只是冷熱風(fēng)區(qū)增加到1113個(gè)。 在上圖中用箭頭示出了氫氣的循環(huán)路徑，經(jīng)氫氣冷卻器冷卻后的氫氣(冷風(fēng))，從磁極兩端的風(fēng)扇沿軸向進(jìn)入定子各冷風(fēng)區(qū)(C)，再沿定子鐵芯外圓四周徑向流向內(nèi)圓，進(jìn)入轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙。冷風(fēng)區(qū)(C)正對(duì)轉(zhuǎn)子的進(jìn)風(fēng)斗，將風(fēng)兜入轉(zhuǎn)子再斜流到相鄰的出風(fēng)斗，經(jīng)氣隙和鐵芯段間的通風(fēng)溝流到熱風(fēng)區(qū)(H)，再經(jīng)定子機(jī)座外圓的風(fēng)道匯集，流向發(fā)電機(jī)兩端的氫氣冷卻器。定子鐵芯與轉(zhuǎn)子間氫氣的流向如右圖所示。 3.氫內(nèi)冷式轉(zhuǎn)子繞組的冷卻 氫內(nèi)冷轉(zhuǎn)子是指氫氣對(duì)轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體進(jìn)行直接冷卻的轉(zhuǎn)子。

10、按氫氣流通方式，廣泛應(yīng)用的主要有：分段氣隙取氣斜流通風(fēng)式和兩側(cè)高壓強(qiáng)迫軸向通風(fēng)式兩種。(一)氣隙取氣斜流通風(fēng)式轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子和定子一樣也分為若干個(gè)風(fēng)區(qū)并與定子風(fēng)區(qū)相對(duì)應(yīng)。氫氣從定子的冷風(fēng)區(qū)進(jìn)入轉(zhuǎn)子的表面冷風(fēng)區(qū)，然后按箭頭所示方向返回進(jìn)入定子鐵芯的熱風(fēng)區(qū)(H)中。 轉(zhuǎn)子繞組槽內(nèi)部分風(fēng)路流向如右圖所示。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于冷風(fēng)區(qū)繞組表面的進(jìn)風(fēng)斗正對(duì)旋轉(zhuǎn)前進(jìn)方向形成正壓，一個(gè)進(jìn)風(fēng)斗的進(jìn)風(fēng)供兩路風(fēng)路，一路沿右側(cè)腰孔斜流向右，至槽底；另一路沿左側(cè)腰孔斜流向左，也至槽底，最后都折回到相鄰的出風(fēng)區(qū)，經(jīng)氣隙進(jìn)入定子鐵芯的熱風(fēng)區(qū)(H)中。(二)兩端高壓強(qiáng)迫軸向通風(fēng)式轉(zhuǎn)子(半軸向通風(fēng)式) 這種通風(fēng)內(nèi)冷轉(zhuǎn)子也是一種大容量電

11、機(jī)中較廣泛采用的一種轉(zhuǎn)子，半軸向通風(fēng)內(nèi)冷轉(zhuǎn)子，氣流方向從兩端進(jìn)入轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組內(nèi)沿軸向流動(dòng)，在轉(zhuǎn)子中間部位徑向排出。勵(lì)磁繞組各線匝導(dǎo)體是由兩根一側(cè)銑有一條或兩條凹陷的導(dǎo)體，相向合成一根空心的導(dǎo)線。 另外還有副槽通風(fēng)、軸向通風(fēng)的冷卻方式。 日立公司600MW水氫氫冷汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)與外形 l汽端軸承；2風(fēng)扇葉片；3風(fēng)扇環(huán)狀噴嘴；4內(nèi)護(hù)環(huán)；5絕緣引水管；6水母管；7氫密封件；8定子殼體；9轉(zhuǎn)子；10定子鐵芯；ll間隔填料；12鐵芯端部齒壓板；l3定子繞組；14內(nèi)護(hù)罩(集電環(huán)端)；15氫密封件；16軸承圈絕緣；17軸承；18集電環(huán)冷卻風(fēng)扇；19電刷架；20集電環(huán)；2l支撐軸承；22定子繞組連接環(huán)；23垂

12、直彈簧板；24氫冷卻器1.3 發(fā)電機(jī)定子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)發(fā)電機(jī)定子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1-發(fā)電機(jī)主體；2-主勵(lì)磁機(jī)；3-永磁副勵(lì)磁機(jī)；4-氣體冷卻器；5-勵(lì)磁機(jī)軸承；6-碳刷架隔音罩；7-電機(jī)端蓋；8-連接汽輪機(jī)背靠輪；9-電機(jī)接線盒；10-電路互感器；11-引出線；12測(cè)溫引線盒；13-機(jī)座汽輪發(fā)電機(jī)組側(cè)視圖 圖1-10 整體機(jī)座 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，發(fā)電機(jī)定子鐵芯常采用導(dǎo)磁率高、損耗小、厚度為0.350.5mm的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片疊裝而成。隱極機(jī)當(dāng)定子鐵芯外徑小于1m時(shí)，一般用整圓的硅鋼片疊成；當(dāng)外徑大于1m時(shí)，是先將硅鋼片沖成扇形，然后在疊裝時(shí)拼

13、成圓形。凸極機(jī)絕大多數(shù)由扇形硅鋼片沖制疊成（小容量除外）。每張扇形片都涂了耐高溫的無機(jī)絕緣漆。B級(jí)硅鋼絕緣漆能耐溫130，一般鐵芯許可溫度為105120。涂F級(jí)絕緣漆，可耐受更高的溫度。 發(fā)電機(jī)定子外形圖 定子鐵芯 定子鐵芯的疊裝結(jié)構(gòu)與其通風(fēng)散熱方式有關(guān)。大容量電機(jī)鐵芯的通風(fēng)冷卻有四種方式：1 鐵芯軸向風(fēng)段通風(fēng)；2 鐵芯軸向分段徑向分區(qū)通風(fēng)；3 鐵芯內(nèi)軸向通風(fēng)；4 鐵芯半軸向通風(fēng)。 為了減少鐵芯端部漏磁和發(fā)熱，制造廠主要采取了下列措施：（1）把靠?jī)啥说蔫F芯段均采用階梯形結(jié)構(gòu)，用逐步擴(kuò)大氣隙以增大磁阻的辦法來減少軸向進(jìn)入定子邊段鐵芯的漏磁通。（2）在鐵芯端部個(gè)階梯段的扇形疊片的小齒上開了12個(gè)寬

14、為23mm的小槽，如圖8所示，以減少齒部的渦流損耗和發(fā)熱。 階梯鐵芯扇形片齒上開槽（3）鐵芯端部的齒連接片及其外側(cè)的壓圈或連接片采用電阻系數(shù)低的非磁性鋼，利用其中渦流的反磁作用，以削弱進(jìn)入端部鐵芯的漏磁通。（4）壓圈外側(cè)加裝環(huán)形電屏蔽層，用導(dǎo)電率高的銅板或鋁板制成。因鐵芯端部采用階梯形后，壓圈出的漏磁會(huì)有所增多，利用電屏蔽層中的渦流就能有效阻止漏磁進(jìn)去壓圈內(nèi)內(nèi)圓部分，以防壓圈局部出現(xiàn)高溫或過熱。（5）鐵芯壓緊不用整體壓圈而用分塊銅質(zhì)連接片（鐵芯不但要定位筋，還要用穿心螺旋鎖死），這種連接片本身也起電屏蔽作用，分塊后亦可減少自身的發(fā)熱。有的還在分塊后連接片考鐵芯側(cè)再加電屏蔽層。（6）在壓圈和鐵芯

15、齒連接片之間加裝磁屏蔽，用硅鋼片沖成無齒的扇形疊成，形成一個(gè)磁分路，能減少齒根和壓圈上的漏磁集中現(xiàn)象。（7）轉(zhuǎn)子繞組端部的護(hù)環(huán)采用非磁性的錳鉻合金制成，利用反磁作用，減小轉(zhuǎn)子端部漏磁對(duì)定子鐵芯端部的影響。（8）在冷卻系統(tǒng)中，加強(qiáng)對(duì)端部的冷卻。 定子鐵芯內(nèi)圓上沖有槽，用于嵌放定子繞組。為了保證繞組的絕緣質(zhì)量和簡(jiǎn)化繞組嵌線工藝，現(xiàn)在的定子槽形一般均為開口槽。如圖所示為QFSN3002型汽輪發(fā)電機(jī)定子硅鋼片拼裝情況。由圖可見，每層硅鋼片由54個(gè)線槽，扇形片的外圓弧上沖有鳩尾槽18個(gè)，用18根定位筋將扇形硅鋼片固定在機(jī)座上，軸向兩端由螺栓與壓緊壓圈相連，從定子內(nèi)空看，呈一個(gè)籠狀，如下頁圖所示。 QFS

16、N3002型汽輪發(fā)電機(jī)定子硅鋼片拼裝1扇形硅鋼片；2定位筋；3墊塊；4彈簧板；5機(jī)座；6測(cè)溫元件 300MW汽輪發(fā)電機(jī)定子機(jī)座內(nèi)空?qǐng)D1風(fēng)道；2機(jī)座橫隔板及通風(fēng)溝；3定位筋；4壓緊壓圈 半軸向通風(fēng)式鐵芯，與全軸向通風(fēng)式不同之處是：鐵芯兩端不分段，只在中間部分有若干軸向分段。冷卻氣體從鐵芯兩端進(jìn)入軛部和齒部的軸向風(fēng)道，經(jīng)其中的若干徑向風(fēng)道流向氣體冷卻器。石洞口二電廠發(fā)電機(jī)(瑞士ABB廠制造)的定子鐵芯屬此種結(jié)構(gòu)。為了減少鐵芯端部漏磁和發(fā)熱，靠?jī)啥说蔫F芯段均采用階梯形結(jié)構(gòu)，即鐵芯端部的內(nèi)徑由里向外是逐級(jí)擴(kuò)大的。4.1 定子繞組結(jié)構(gòu) 大型同步發(fā)電機(jī)有三種繞組，即定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組(勵(lì)磁繞組)和阻尼繞組

17、。發(fā)電機(jī)定子繞組一個(gè)共同點(diǎn)就是都采用三相雙層短距分布，目的是為了改善電流波形，即消除繞組的高次諧波電動(dòng)勢(shì)，以獲得近似的正弦波電動(dòng)勢(shì)。 定子繞組嵌放在定子鐵芯內(nèi)圓的定子槽中，分三相布置成互為120電角度，以保證在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)在三相定子繞組中產(chǎn)生互成120相位差的電動(dòng)勢(shì)。定子繞組均勻分布在定子的內(nèi)圓上，以利于散熱和充分利用空間。每個(gè)槽內(nèi)放有上、下兩組絕緣導(dǎo)體(亦稱為線棒)，每個(gè)線棒分為直線部分(置于鐵芯槽內(nèi))和兩個(gè)端接部分。直線部分為切割磁力線并感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效邊，端接部分起連接作用，把各線棒按一定規(guī)律連接起來，構(gòu)成發(fā)電機(jī)的定子繞組(線圈)。300MW、600MW發(fā)電機(jī)的定子繞組都采用單匝短距雙層疊

18、繞，相間接成雙星形，如圖1-12所示。 大型發(fā)電機(jī)由于散熱需要，均采用內(nèi)部冷卻的線棒。水內(nèi)冷定子繞組線棒采用聚脂玻璃絲包絕緣實(shí)心扁銅線和空心裸銅線組合而成。一般由一根空心導(dǎo)線和24根實(shí)心絕緣扁線編為一組，一根線棒由許多組分成24排構(gòu)成。國(guó)產(chǎn)600MW發(fā)電機(jī)定子線棒空心、實(shí)心導(dǎo)線的組合比為1：2。右圖為一典型的水內(nèi)冷定子線棒在定子槽中的斷面。各股線間相互絕緣，且為了避免產(chǎn)生股間環(huán)流，槽內(nèi)各股線進(jìn)行換位。中型發(fā)電機(jī)采取360換位，而300MW、600MW大型機(jī)組為540換位。 水內(nèi)冷定子線棒斷面1槽楔；2滑動(dòng)楔塊；3填充物；4空心導(dǎo)線；5實(shí)心導(dǎo)線；6對(duì)地絕緣；7側(cè)面填充物；8互換墊片；9填充物(埋

19、電阻溫度檢測(cè)器)；10排間隔離物；11對(duì)地絕緣；12槽底填充物 水輪發(fā)電機(jī)的定子繞組與汽輪發(fā)電機(jī)類似，也有著繞組股線的換位。目前大容量水輪發(fā)電機(jī)都用單匝條式波繞組的型式，中小容量的水輪發(fā)電機(jī)一般用多匝圈式或條式疊繞組型式。 定子繞組絕緣包括股間絕緣、排間絕緣、換位部位的加強(qiáng)絕緣和線棒的主絕緣。 主絕緣是指定子導(dǎo)體和鐵芯間的絕緣，亦稱對(duì)地絕緣或線棒絕緣。主絕緣是線棒各種絕緣中重要的一種絕緣，它是最易受到磨損、碰傷、老化和電腐蝕及化學(xué)腐蝕的部分。主絕緣在結(jié)構(gòu)上可分為兩種：一種是烘卷式；另一種是連續(xù)式。大容量發(fā)電機(jī)都采用連續(xù)式絕緣。 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外大容量發(fā)電定子繞組的絕緣材料，普遍采用以玻璃布為補(bǔ)強(qiáng)材料

20、的、環(huán)氧樹脂為粘合劑或浸漬劑的粉云母帶，最高允許溫度在130。其優(yōu)點(diǎn)是耐潮性高、老化慢、電氣、機(jī)械及熱性能好，但耐磨和抗電腐蝕能力較差。 現(xiàn)今流行的大型電機(jī)絕緣是多膠環(huán)氧粉云母帶（含膠量為35.5%36.5%），連續(xù)式液壓或烘壓成型。 發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子線棒的槽內(nèi)部分受到各種交變電磁力的作用。上下層線棒之間的相互作用和定子鐵芯的影響所產(chǎn)生的徑向力起主要作用。短路時(shí)線棒上所受的電磁力可達(dá)每厘米幾千牛，線棒若不壓緊就會(huì)在槽內(nèi)出現(xiàn)雙倍頻率（100Hz）的徑向振動(dòng)。線棒電流與勵(lì)磁磁通的相互作用還會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同的切向力，使線棒壓向槽壁。如果出現(xiàn)振動(dòng)，就會(huì)使線棒和槽壁發(fā)生摩擦。這不僅會(huì)使絕緣

21、磨損，而且還會(huì)使絕緣產(chǎn)生積累變形，股線疲勞，導(dǎo)致繞組壽命降低。 不能使用金屬部件綁扎固定繞組的端部，因?yàn)椋?（1）. 金屬結(jié)構(gòu)部件中將感應(yīng)渦流，這會(huì)產(chǎn)生附加損耗，可能會(huì)出現(xiàn)局部發(fā)熱點(diǎn)。 （2）. 金屬結(jié)構(gòu)部件也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致松動(dòng)，使周圍的媒介物磨損。 因此，通常采用飛金屬支撐部件，如玻璃纖維模壓板。大的支撐托架用螺栓固定在鐵芯端壓板上。支撐托架給玻璃纖維錐形箍環(huán)提供支撐。繞組端線的振動(dòng)必須受到限制，因其會(huì)使繞組銅導(dǎo)線產(chǎn)生疲勞裂紋。如果水內(nèi)冷繞組導(dǎo)線發(fā)生疲勞裂紋，則氫氣將會(huì)泄漏到冷卻水系統(tǒng)，由此導(dǎo)致特別嚴(yán)重的后果。通過加速度計(jì)監(jiān)控因支撐松弛導(dǎo)致的繞組端接振動(dòng)的增加。振動(dòng)幅度在很大程度上取決于

22、電流。一段運(yùn)行之后產(chǎn)生的支撐松動(dòng)，可以通過緊固螺栓、插入或緊固槽楔或在線棒導(dǎo)體之間的絕緣中充入熱固樹脂消除。定子出線導(dǎo)線桿是裝配在出線瓷套管內(nèi)的，組成了出線瓷套端子。出線穿過轉(zhuǎn)載出線盒上的瓷套端子，將定子繞組出線映出機(jī)座外，并保證不漏氫漏水。出現(xiàn)瓷套端子共有6個(gè)，均為水內(nèi)冷。其中3個(gè)主出線端子，另外三個(gè)為中性點(diǎn)出線端子。出線瓷套端子對(duì)機(jī)座和水路都是氣密的。以每個(gè)出線瓷套端子為中心，從出線盒向下吊裝著若干組穿心式電流互感器，分別提量給測(cè)量?jī)x和繼電保護(hù)使用。 發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是汽輪發(fā)電機(jī)最重要的部件之一，它的作用是產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，通過電磁感應(yīng)原理將由汽輪機(jī)傳過來的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄗ永@組中的電能。汽輪發(fā)

23、電機(jī)由于轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子受到的離心力很大，所以轉(zhuǎn)子外徑不能太大，且制成隱極式的，以便更好地固定勵(lì)磁繞組；要增大發(fā)電機(jī)的容量，只有適當(dāng)增加轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度。通常轉(zhuǎn)子都呈細(xì)長(zhǎng)形的，所以皆為臥式安裝。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子本體、勵(lì)磁繞組(轉(zhuǎn)子線圈)、護(hù)環(huán)和風(fēng)扇等組成。 我國(guó)引進(jìn)型600MW汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外徑為1.0922m、本體長(zhǎng)5.893m。國(guó)產(chǎn)優(yōu)化型600MW汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外徑為1.13m，本體長(zhǎng)6.25m，總長(zhǎng)12.025m，重量為72t。 轉(zhuǎn)子中間部分(本體)作為磁極，沿轉(zhuǎn)子表面在專用銑床上加工出若干軸向槽子(國(guó)產(chǎn)300MW及600MW機(jī)為32個(gè)槽)，從斷面看呈輻射形，分布在磁極的兩側(cè)，每側(cè)16個(gè)，如下

24、頁圖所示。這部分槽子稱為小齒，放置勵(lì)磁繞組用；未加工的部分稱為大齒，作為磁極的極身，為主要磁通回路。發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子1聯(lián)軸器（與汽輪機(jī)相連）；2轉(zhuǎn)子本體（鐵芯部分）；3護(hù)環(huán)；4集電環(huán)；5風(fēng)扇；6勵(lì)磁頸；7汽端軸頸；8集電環(huán)風(fēng)扇 氫冷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 沿軸的中心線膛有一個(gè)中心孔，可從中取出較粗的金屬晶粒進(jìn)行強(qiáng)度檢驗(yàn)(軸心密度最小)，同時(shí)作為轉(zhuǎn)子繞組向集電環(huán)引線的通道。在大齒表面沿橫向銑出若干個(gè)圓弧形月牙槽，使大齒區(qū)域和小齒區(qū)域兩個(gè)方向的剛度相近。（2）轉(zhuǎn)子繞組 轉(zhuǎn)子繞組(又稱勵(lì)磁繞組，用于建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng))是由扁銅線繞成的同心式線圈，以大齒(極身)為中心，每極8個(gè)線圈，兩極共16個(gè)，嵌入小齒槽內(nèi)，其連接如圖所

25、示。氫內(nèi)冷的轉(zhuǎn)子繞組采用空心扁銅管或異形銅線制成。繞組的直線部分用槽楔壓緊，端部徑向固定采用護(hù)環(huán)，軸向固定用云母墊塊和中心環(huán)。轉(zhuǎn)子繞組的引出線經(jīng)導(dǎo)電桿接到集電環(huán)上，再經(jīng)電刷引出。 轉(zhuǎn)子繞組接線及線圈中電流流向 轉(zhuǎn)軸內(nèi)部通有長(zhǎng)軸向中心孔，對(duì)應(yīng)與本體部分的中心孔用導(dǎo)磁中心軸填塞，以減少鐵軛部磁阻。 （3）. 中心孔（4） 阻尼繞組 阻尼繞組用于減小渦流回路的電阻，提高發(fā)電機(jī)承受不對(duì)稱負(fù)荷的能力護(hù)環(huán)是套在轉(zhuǎn)子繞組兩端部的高機(jī)械性能、高電阻、非磁性的合金冷鍛鋼環(huán)，以承受轉(zhuǎn)子繞組端部在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力，保護(hù)繞組端部不發(fā)生徑向位移和變形。 轉(zhuǎn)子繞組采用含銀0.025%0.1%的銅線繞制，含銀銅線較普

26、通銅線導(dǎo)熱性好，在高溫下抗蠕變性能高，改善了轉(zhuǎn)子繞組變形問題。集電環(huán)分為正、負(fù)兩個(gè)環(huán)，裝于發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁機(jī)端軸承外側(cè)，由堅(jiān)硬耐磨的合金鍛鋼制成，熱套于隔有云母絕緣的轉(zhuǎn)軸上，為加強(qiáng)集電環(huán)散熱，在集電環(huán)表面加工有螺旋溝槽和通風(fēng)孔，還在兩環(huán)間裝有離心風(fēng)扇，加強(qiáng)對(duì)集電環(huán)的冷卻。 中心環(huán)是由鉻錳磁性鍛鋼制成，套于軸上繞組的兩端部，對(duì)護(hù)環(huán)起固定、支持和保持與轉(zhuǎn)軸同心的作用，也能限制端部繞組的軸向位移。 （5）中心環(huán) （6）集電環(huán)護(hù)環(huán)對(duì)轉(zhuǎn)子繞組端部起著固定、保護(hù)、防止變形的作用。承受著轉(zhuǎn)子的彎曲應(yīng)力、熱套應(yīng)力和繞組端部及本身的巨大離心力。護(hù)環(huán)通常用非磁性高合金奧氏體鋼鍛制而成，所以鋼種大多屬M(fèi)nCr系列。鑒于

27、過去常用的18Mn5Cr、18Mn4Cr護(hù)環(huán)鋼在濕度較高環(huán)境中易于發(fā)生應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生裂紋。近年來的發(fā)展以證明，含有18%錳（Mn）及18%鉻（Cr）的奧氏體合金鋼可以避免應(yīng)力腐蝕裂紋。必須指出的是，護(hù)環(huán)的破裂會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的嚴(yán)重?fù)p壞，至少需要幾個(gè)月的停機(jī)檢修。 （7）. 轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)護(hù)環(huán)只通過中心環(huán)嵌裝，護(hù)環(huán)端頭與轉(zhuǎn)子本體脫離，叫做分離式嵌裝。護(hù)環(huán)同時(shí)嵌裝在轉(zhuǎn)子本體和中心環(huán)上，叫做兩端固定式嵌裝。護(hù)環(huán)只嵌裝在轉(zhuǎn)子本體上，叫做懸掛式嵌裝。護(hù)環(huán)的嵌裝有以下三種基本形式： 分離式嵌裝的護(hù)環(huán)邊端與繞組之間有相對(duì)位移，只適用與小容量電機(jī)。兩端固定式嵌裝的護(hù)環(huán)，采用彈性中心環(huán)后，可用于較大容量的電機(jī)。大容量汽輪發(fā)電

28、機(jī)常采用懸掛式嵌裝的護(hù)環(huán)。 冷卻器置于電機(jī)中部，冷卻后的冷氫，由汽端風(fēng)扇分成兩路。一路進(jìn)入汽端鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組軸向冷卻風(fēng)道，另一路進(jìn)入勵(lì)端鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組的另一半軸向冷卻風(fēng)道。兩端近日鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組的氫氣都從鐵芯中段徑向風(fēng)道排出。 密封瓦的型式通常有2類，一類是盤式，中等容量的發(fā)電機(jī)采用這種型式；另一類是環(huán)式，環(huán)式又分為單流、雙流及三流環(huán)式3種。如北侖電廠1號(hào)660 MW發(fā)電機(jī)(東芝生產(chǎn))，鄒縣電廠的600 MW發(fā)電機(jī)(日立、東方合作生產(chǎn))為單流環(huán)式，大凡GE公司生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)為單流環(huán)式；西屋公司生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)為雙流環(huán)式，如平圩電廠600 MW發(fā)電機(jī)；ABB公司生產(chǎn)三流環(huán)式，如石洞口二廠600 MW發(fā)電機(jī)。 為防止發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣不會(huì)通過軸端向外泄漏以維持機(jī)內(nèi)的氫壓。在發(fā)電機(jī)的兩端設(shè)置了油密封裝置，通過供油及控制裝置，為密封瓦提供氫側(cè)、空側(cè)密封油及空側(cè)推力油。通過密封油系統(tǒng)的壓差閥對(duì)密封油壓進(jìn)行調(diào)整，使密封油在密封瓦和轉(zhuǎn)子軸頸之間的間隙中形成并維持一高于機(jī)內(nèi)氫氣0.084Mpa的密封油流，從而保證機(jī)機(jī)內(nèi)氫氣與機(jī)外的空氣隔絕。 密封瓦中的空、氫側(cè)密封油分別由密封油系統(tǒng)的空、氫側(cè)密封油泵供給。在機(jī)