發(fā)電機結構說明書

1、第一節(jié) 概述QFSN-1000-2-27型汽輪發(fā)電機為汽輪機直接拖動的隱極式、二極、三相同步發(fā)電機。發(fā)電機采用水氫氫冷卻方式，配有一套氫油水控制系統(tǒng)，采用靜止可控硅，機端變自勵方式勵磁，并采用端蓋式軸承支撐。1000MW發(fā)電機總體結構示意圖第二節(jié) 通風與冷卻發(fā)電機采用徑向多流式密閉循環(huán)通風，定子鐵芯沿軸向分為十九個風區(qū)，九個進風區(qū)和十個出風區(qū)相間布置。安裝在轉軸上的兩個軸流式風扇(汽、勵端各一個)將氫氣分別鼓入氣隙和機座底部外通風道。進入機座底部外通風道的氫氣進入鐵芯背部，沿鐵芯徑向風道冷卻進風區(qū)鐵芯后，進入氣隙；少部分氫氣進入轉子槽內風道，冷卻轉子繞組；其他大部分氫氣再折回鐵芯，冷卻出風區(qū)鐵

2、芯，最后從機座頂部外風道進入冷卻器；被冷卻器冷卻后的氫氣進入風扇后，進行再循環(huán)。這種交替進出的徑向多流通風，保證了發(fā)電機鐵芯和繞組的均勻冷卻，減少了結構件熱應力和局部過熱。1000MW發(fā)電機內部通風冷卻示意圖第三節(jié) 機座與隔振機座是用鋼板焊成的殼體結構，具有足夠的強度和剛度，其作用是支承定子鐵心和定子線圈。在機座頂部和底部兩側各有一個冷卻氣體通道，機座內部只有支撐管而無通風管。機座作為氫氣的密閉容器，能承受機內意外氫氣爆炸產生的沖擊。機座由端板、外皮和風區(qū)隔板等組焊而成，并形成特定的環(huán)形進出風區(qū)。機座與出線罩之間的結合面用焊接方式進行密封(在電廠安裝時進行)，與端蓋之間用注入密封膠的方式進行密

3、封。機座上有四個可拆式吊攀。所有機外的油、水、氣管道均用法蘭與發(fā)電機聯(lián)接。鐵芯與機座之間裝設軸向彈簧板，有效地減小了鐵芯倍頻振動對機座及基礎的影響。軸向彈簧板結構示意圖第四節(jié) 定子鐵芯定子鐵芯是用相互絕緣的扇形片疊裝壓緊制成的。為減少電氣損耗，扇形片采用高導磁低損耗的冷軋硅鋼片沖制而成。扇形片兩面刷涂有絕緣漆。扇形片沖有嵌放定子線圈的下線槽和放置槽楔用的鴿尾槽。疊壓時利用定子定位筋定位，疊裝過程中經多次施壓，兩端采用低磁性的球墨鑄鐵壓圈將鐵芯夾緊成一個剛性圓柱體。鐵芯齒部是靠壓圈內側的非磁性壓指來壓緊的。邊段鐵芯涂有粘接漆，在鐵芯裝壓后加熱使其粘接成一個牢固的整體，進一步提高鐵芯的剛度。邊段鐵

4、芯齒設計成階梯狀并在齒中間開窄槽，同時在鐵芯端部采用磁屏蔽和銅屏蔽，以降低鐵芯端部的損耗和溫升。第五節(jié) 定子繞組及固定第1部分 定子繞組定子繞組由嵌入鐵芯槽內的絕緣條形線棒組成，繞組端部為籃式結構，并且由連接線連接成規(guī)定的相帶組。繞組絕緣采用少膠VPI絕緣，絕緣等級為F級，表面有防暈處理措施。線棒由絕緣空心股線和實心股線混合編織換位組合而成。定子線棒是通過空心股線中的水介質來冷卻的。冷卻水從勵端的匯流管和絕緣引水管并通過線棒端頭的水接頭進入線圈，冷卻線圈后再經過汽端的絕緣引水管和匯流管排入外部水系統(tǒng)。定子環(huán)形引線的冷卻水從勵端匯流管和絕緣引水管進入引線，冷卻引線后通過勵端絕緣引水管和引線匯流管

5、排入外部水系統(tǒng)。第2部分 定子繞組槽部固定定子線棒在槽內有良好的固定，側面有半導體波紋板，徑向還有波紋板和帶斜度的槽楔組合固定。定子繞組槽內固定示意圖第3部分 定子繞組端部固定定子繞組端部用浸膠無緯玻璃纖維帶綁扎固定在由絕緣支架和綁環(huán)組成的端部固定件上，綁扎固定后進行烘焙固化，使整個端部在徑向和周向成為一個剛性的整體，確保端部固有頻率遠離倍頻，避免運行時發(fā)生共振 。軸向可沿支架滑銷方向自由移動，減少由于負荷或工況變化而在定子繞組和支撐系統(tǒng)中引起的應力，滿足機組調峰運行的要求。定子端部結構示意圖第六節(jié) 定子出線發(fā)電機各相和中性點出線均通過勵端機座下部的出線罩引出機外。出線罩板采用非磁性材料制成，

6、以減少定子電流產生的渦流損耗。出線罩板下方設有排泄孔，以防止引出線周圍積存油或水。定子出線通過高壓絕緣套管穿出機殼引出機外。高壓絕緣套管由整體的陶瓷和銅導電桿組成。銅導電桿的兩端導電面鍍銀處理。高壓絕緣套管上(發(fā)電機外側)裝有電流互感器供測量和保護用。整個定子出線裝配采用氫氣冷卻，冷卻風路如圖所示。氫氣從銅導電桿上端的進風口進入導電桿的側，在底部拆回導電桿的內側，通過上部一特殊接頭排入過渡引線，再由固定過渡引線的空心瓷套管排入出線罩的夾層風道后進入內外端蓋間的低壓風區(qū)。定子出線結構及通風示意圖第七節(jié) 轉子 第1部分 轉軸轉軸由整鍛高強度、高磁導率合金鋼加工而成。轉軸鍛件根據(jù)有關標準和規(guī)范訂貨。

7、對鍛件的化學成分、機械性能及磁性能進行測試并進行超聲波探傷。轉軸本體上加工有放置勵磁繞組的軸向槽，本體同時作為磁路。轉軸具有傳遞功率、承受事故狀態(tài)下的扭矩和高速旋轉產生的巨大離心力的能力。 轉軸大齒上加工橫向槽(即月牙槽)，用于均衡大、小齒方向的剛度，以避免由于它們之間的較大差異而產生倍頻振動。第2部分 轉子繞組轉子繞組采用具有良好的導電性能、機械性能和抗蠕變性能的含銀銅線制成。轉子繞組槽部采用氣隙取氣斜流通風的內冷方式。利用轉子自泵風作用，從進風區(qū)氣隙吸入氫氣。通過轉子槽楔后，進入兩排斜流風道，以冷卻轉子銅線。氫氣到達底匝銅線后，轉向進入另一排風道，冷卻轉子銅線后再通過轉子槽楔，從出風區(qū)排入

8、氣隙。轉子繞組端部采用冷卻效果較好的“兩路半”風路結構。一路風從下線槽底部的副槽進入轉子本體部分的端部風路，另一路風從轉子線圈端部的中部進入銅線風道，再從轉子本體端部排入氣隙。為了加強后一路風的冷卻效果，在這路風的中途再補入半路風，即形成“兩路半”的風路結構。轉子線圈放入槽內后，槽口用鋁合金槽楔和鋼槽楔固緊，以抵御轉子高速旋轉產生的離心力。非磁性槽楔和磁性槽楔的應用保證了合理的磁通分布。轉子槽襯用含云母、玻璃纖維等材料的復合絕緣壓制而成，具有良好的絕緣性能和機械性能。槽襯內表面和端部護環(huán)絕緣內表面涂具有低摩擦系數(shù)的干性滑移劑，使轉子銅線在負荷及工況變化引起熱脹冷縮時可沿軸向自由伸縮，以滿足發(fā)電

9、機調峰運行的要求。第3部分 轉子引線和集電環(huán)通過轉子引線與集電環(huán)以及電刷裝置可以提供發(fā)電機額定出力及強勵時所需的勵磁電流。轉子繞組通過轉子引線、導電桿及導電螺釘與集電環(huán)相連接。導電螺釘用高強度和高導電率銅合金制成。導電螺釘與轉軸之間有密封結構以防漏氫。集電環(huán)用耐磨合金鋼制成，與轉軸采用熱套裝配。在集電環(huán)與轉軸之間設有絕緣套筒。集電環(huán)上加工有軸向和徑向通風孔。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)間有同軸離心式風扇對集電環(huán)及電刷進行強迫冷卻。轉子引線與集電環(huán)結構示意圖第4部分 護環(huán)、中心環(huán)、阻尼環(huán)因為轉子旋轉時，轉子線圈端部受到強大的離心力，為了防止對轉子

10、線圈端部的破壞, 采用了用非磁性、高強度合金鋼（Mn18Cr18）鍛件加工而成的護環(huán)來保護轉子線圈端部。護環(huán)分別裝配在轉子本體兩端，與本體端熱套配合，另一端熱套在懸掛的中心環(huán)上。轉子線圈與護環(huán)之間采用模壓的絕緣環(huán)絕緣。為了隔開和支撐端部線圈，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)對護環(huán)起著與轉軸同心的作用，當轉子旋轉時，軸的撓度不會使護環(huán)受到交變應力作用而損傷。中心環(huán)還有防止轉子線圈端部軸向位移的作用。為減少由于不平衡負荷產生的負序電流在轉子上引起的發(fā)熱，提高發(fā)電機承擔不平衡負荷的能力，在轉子本體兩端(護環(huán)下)和槽內設有全阻尼繞組。全阻尼環(huán)結構示

11、意圖第八節(jié) 端蓋端蓋既是發(fā)電機外殼的一部分，又是軸承座，為便于安裝，沿水平方向分為上下兩半。端蓋與機座的配合面及水平合縫面上開有密封槽，以便槽內充密封膠，密封機內氫氣。端蓋結構示意圖端蓋由鋼板焊成，具有足夠的強度和剛度，以支撐轉子，同時承受機內氫氣壓力甚至氫爆產生的壓力。第九節(jié) 軸承與油封1、軸承軸瓦結構示意圖發(fā)電機采用端蓋式軸承。軸瓦采用橢圓式水平中分面結構。軸承與軸承座(端蓋)的配合面為球面，以使軸承可以根椐轉子撓度自動調節(jié)自已的位置。勵端軸承設有雙層對地絕緣以防止軸電流燒傷軸頸和軸承合金。潤滑油來自汽輪機供油系統(tǒng)。起動和停機時的低轉速下提供高壓頂軸油以避免損傷軸承合金。2、油封轉軸穿過端

12、蓋處的氫氣密封是依靠油密封的油膜來實現(xiàn)的。油密封采用單流環(huán)式結構。密封瓦采用瓦體上澆注軸承合金制作而成，裝配在端蓋內腔中的密封座內。密封瓦分為上下兩半，徑向和軸向均用卡緊彈簧箍緊。密封瓦徑向可隨轉軸浮動。與密封座上下均設有定位銷，可防止密封瓦切向轉動。壓力密封油經密封座與密封瓦之間的油腔，流入密封瓦與轉軸之間的間隙，沿徑向形成油膜，防止氫氣外泄。密封油壓高于機內氫氣壓力0.055MPa左右。流向機內的密封油經端蓋上的排油管回到氫側油箱；流向機外的密封油與潤滑油混在一起，流入軸承排油管。該系統(tǒng)具有配置簡單，運行維護方便的特點。尤其在油系統(tǒng)中設置有真空凈油裝置，能有效去除油中水分，對保持機內氫氣濕

13、度有明顯的作用。勵端油密封設有雙層對地絕緣以防止軸電流燒傷轉軸。第十節(jié) 冷卻器包冷卻器包由鋼板焊接而成，單件焊完后，須承受1.0MPa的水壓試驗，所有氣密焊縫須承受0.78MPa的氣密試驗，具有足夠的強度與良好的氣密性。冷卻器包置于機座兩端頂部，在現(xiàn)場安裝時，將冷卻器包與機座之間用螺栓聯(lián)接后再焊氣密焊縫。第十一節(jié) 氫氣冷卻器氫氣冷卻器置于發(fā)電機機座頂部冷卻器包內。氫氣冷卻器與機座之間的密封結構，既可密封氫氣，又可在氫氣冷卻器因溫度變化而脹縮時起到補償作用，保證運行時具有良好的密封性能。氫氣冷卻器的水箱結構，滿足發(fā)電機在充氫狀態(tài)下，可打開水箱清洗冷卻水管。當氫氣冷卻器進出水管與外部水管拆開后，氫氣冷卻器就可以從發(fā)電機中抽出。氫氣冷卻器的容量設計是按以下條件考慮的：(1)5的冷卻水管堵塞時，發(fā)電機可以在額定出力下連續(xù)運行。(2)一個氫氣冷卻器退出運行時，允許發(fā)電機帶80負荷連續(xù)運行。第十二節(jié) 電刷與刷架