發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖

1、第 10 頁(yè) 共 10 頁(yè)#3/#4發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)說(shuō)明一發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介及主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)嘉電二期#3、#4發(fā)電機(jī)是由東方電機(jī)股份承造。東電公司和日本日立公司于1991年簽定了合作設(shè)計(jì)、合作生產(chǎn)4臺(tái)600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的合同。雙方合作的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)為山東鄒縣電廠的#5機(jī)，但該臺(tái)機(jī)90%以上的制造加工是由日本公司完成，而鄒縣電廠的#6機(jī)那么是由日立公司派人在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)制，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程由東電自行完成。該臺(tái)機(jī)于1997年3月完成了工廠型式試驗(yàn)，同年11月通過(guò)168小時(shí)試運(yùn)。嘉電二期的#3、#4發(fā)電機(jī)為汽輪機(jī)直接拖動(dòng)的隱極式、二極同步發(fā)電機(jī)；采用水氫氫冷卻方式，即定子繞組直接水冷，轉(zhuǎn)子繞組直接氫冷氣隙取氣方式，定子鐵

2、芯氫冷；發(fā)電機(jī)采用密閉循環(huán)通風(fēng)冷卻，軸承為強(qiáng)迫潤(rùn)滑由汽機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)供油；發(fā)電機(jī)配有一套氫油水控制系統(tǒng)，以提供和控制發(fā)電機(jī)冷卻用的氫氣、密封用油和定子線圈冷卻用水；定子鐵芯是用相互絕緣的扇形沖片迭裝壓緊成的；定子線棒由絕緣空心線和實(shí)心線混合編織，并經(jīng)540°換位組合而成；發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁型式為自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：1.1 型式： 全封閉自循環(huán)水氫冷卻、強(qiáng)迫潤(rùn)滑、隱極式轉(zhuǎn)子、同步交流發(fā)電機(jī)1.2 額定容量： 667MVA1.3 額定功率： 600MW 1.4 額定電壓： 22V1.5 額定電流： 17495A1.6 額定功率因數(shù)： 0.9(滯后)1.7 短路比： O.5

3、51.8 氫壓： 0.414MPa(4.22Kg/cm2g)1.9 頻率： 50Hz1.10 極數(shù)： 21.11 相數(shù)： 31.12 轉(zhuǎn)速： 3000r/min1.13 冷卻方式： 定子繞組： 水內(nèi)冷轉(zhuǎn)子繞組： 氫內(nèi)冷1.14 絕緣等級(jí)： 定于繞組： F按B級(jí)絕緣溫升使用轉(zhuǎn)子繞組： F按B級(jí)絕緣溫升使用定子鐵芯： F按B級(jí)絕緣溫升使用1.15 效率： 98.91.16 不平衡負(fù)荷能力 穩(wěn)態(tài)I2 8暫態(tài)(I2)2t10s(tmax120sec)1.17 冷卻器進(jìn)水溫度：33(包括氫氣冷卻器和定子繞組水系統(tǒng)冷卻器) 1.18 進(jìn)氫溫度： 461.19定子繞組進(jìn)水溫度 461.20溫度限值：定子繞組

4、： 120(電阻法)定于繞組冷卻水出水： 85 (熱電偶法)轉(zhuǎn)子繞組： 115(電阻法)定子鐵心： 120(熱電偶法) 1.21氫氣純度： 981.22漏氫量： 12m3日1.23噪聲水平： 85dB(A)(測(cè)距l(xiāng)m)1.25氫氣冷卻器容量：一組冷卻器退出運(yùn)行，發(fā)電機(jī)組可帶80%額定負(fù)荷.1.26定子機(jī)座型式： 整體機(jī)座1.27勵(lì)磁系統(tǒng)： 靜止可控硅整流勵(lì)磁系統(tǒng)二、發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)600MW汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖一。圖一 1. 定子機(jī)座與隔振機(jī)座是用鋼板焊成的殼體結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，其作用是支承定子鐵心和定子線圈，并構(gòu)成特定的冷卻氣體流道。作為氫氣的密閉容器，能承受機(jī)內(nèi)意外氫氣爆炸產(chǎn)生的沖

5、擊。機(jī)座由端板、外皮和風(fēng)區(qū)隔板等組焊而成，并形成特定的環(huán)形進(jìn)出風(fēng)區(qū)。機(jī)座與出線罩之間的結(jié)合面用焊接方式進(jìn)行密封(在電廠安裝時(shí)進(jìn)行)，與端蓋之間用注入密封膠的方式進(jìn)行密封。鐵芯與機(jī)座之間裝設(shè)軸向彈簧板，能有效地吸收兩極電機(jī)所特有的鐵心倍頻振動(dòng),減小振動(dòng)對(duì)機(jī)座及根底的影響。端板、外皮、風(fēng)區(qū)隔板的具體位置？出線罩在哪兒？裝設(shè)的彈簧板能不能看見(jiàn)？2.定子鐵心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(dǎo)磁低損耗的冷軋硅鋼片沖制而成。扇形片兩面刷涂加有無(wú)機(jī)填料的熱固性絕緣漆。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(shí)利用定子定位筋定位，迭裝過(guò)程中經(jīng)屢次施壓，兩

6、端采用低磁性的球墨鑄鐵壓圈將鐵芯夾緊成一個(gè)剛性圓柱體。鐵芯齒部是靠壓圈內(nèi)側(cè)的非磁性壓指來(lái)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(gè)牢固的整體，進(jìn)一步提高鐵芯的剛度。邊段鐵芯齒設(shè)計(jì)成階梯狀并在齒中間開窄槽，同時(shí)在壓圈上裝有整體的全銅屏蔽，以降低鐵芯端部的損耗和溫升。發(fā)電機(jī)在欠激運(yùn)行時(shí)，鐵心端部物件上邊漏磁通將會(huì)增加，鐵心邊端齒部及壓圈上將會(huì)感應(yīng)出很大的渦流，導(dǎo)致溫度升高。為防止這些部件過(guò)熱，特采取以下措施。a)采用銅屏蔽銅屏蔽安裝在壓圈外表，根據(jù)渦流效應(yīng)，可使端部大局部軸向漏磁通被屏蔽掉漏磁通是不允許進(jìn)入鐵心端部的。但是，就銅屏蔽本身而言，渦流大小應(yīng)予考慮.然而銅屏蔽的電阻率僅為

7、通常所使用的球墨鑄鐵壓圈電阻率的五分之一，熱傳導(dǎo)系數(shù)是該種壓圈的五倍，從磁通透入深度的相對(duì)關(guān)系看，其損耗也僅為壓圈的二分之一，所以在銅屏蔽上不會(huì)出現(xiàn)局部過(guò)熱區(qū)。圖三：銅屏蔽b)邊端扇形片齒部開小槽齒部占渦流路徑區(qū)域的二分之一，開小槽后可使漏流損耗減至原來(lái)的約四分之一。c)使用高電阻率，低導(dǎo)磁率的壓圈和壓指鐵心固緊采用高電阻率，低導(dǎo)磁率的材料制做壓圈和壓指，增加鐵心和銅屏蔽之間的阻抗。d)增加鐵心端部的內(nèi)徑(即采用階梯狀邊端鐵心) 端部鐵心區(qū)域鐵心內(nèi)徑大于中部正常段區(qū)域鐵心的內(nèi)徑，其目的是為了防止漏磁通集中在端部區(qū)域，而形成局部過(guò)熱。e)使用無(wú)磁性護(hù)環(huán)根據(jù)祛磁效應(yīng)，護(hù)環(huán)的磁阻隨漏磁通增加而增加。

8、由于屏蔽作用即可防止磁通增加、對(duì)于漏磁通而言，護(hù)環(huán)的磁阻起到了去磁作用，根據(jù)視頻作用，可防止磁通增加。3.定子繞組 定子繞組由嵌入鐵芯槽內(nèi)的絕緣條形線棒組成，繞組端部為籃式結(jié)構(gòu)，并且由連接線連接成規(guī)定的相帶組。采用連續(xù)式 F 級(jí)環(huán)氧粉云母絕緣系統(tǒng)，外表有防暈處理措施。線棒由絕緣空心股線和實(shí)心股線混合編織換位540°組合而成。定子線棒是通過(guò)空心股線中的水介質(zhì)來(lái)冷卻的。冷卻水路是雙支路，每一根線棒均為勵(lì)端進(jìn)水，汽端出水。冷卻水從勵(lì)端的匯流管和絕緣引水管并通過(guò)線棒端頭的水接頭進(jìn)入線圈，冷卻線圈后再經(jīng)過(guò)汽端的絕緣引水管和匯流管排入外部水系統(tǒng)。在線圈端部，每根空心股線經(jīng)水盒與水接頭相連接，所有

9、股線都釬焊到水盆子上，電連接片也被釬焊到水盒子上。絕緣引水管將匯流管和水盒子上的水接頭相連，匯流管是接地的，因此，絕緣引水管能夠承受發(fā)電機(jī)的運(yùn)行電壓。線圈端部部件能承受正常運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)以及諸如非周期運(yùn)行和短路事故所產(chǎn)生的線棒之間的電磁力。3.1 定子繞組端部固定定子繞組端部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)端部在徑向和周向成為一個(gè)剛性的整體，確保端部固有頻率遠(yuǎn)離倍頻，防止運(yùn)行時(shí)發(fā)生共振 。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。圖四： 端部固定件3.2 熱電阻(R.T

10、.D)檢溫計(jì)和測(cè)溫接線板在定子繞組的每一相所設(shè)定的最熱點(diǎn)位置埋設(shè)檢溫計(jì)(R.T.D)，測(cè)量繞組的溫度。在冷卻器的進(jìn)風(fēng)區(qū)埋設(shè)檢溫計(jì)，以測(cè)量冷卻器的進(jìn)出風(fēng)溫。鉑金屬的電阻值隨溫度的變化而變化，因此通過(guò)測(cè)量其電阻值的變化就可以到達(dá)測(cè)量溫度之目的，其電阻值在0時(shí)為100。(檢溫計(jì)由三根引線引出并可對(duì)由于引線長(zhǎng)短不同所引起的測(cè)量誤差進(jìn)行補(bǔ)償，為了防止外部電磁干擾引線外包銅線編織的屏蔽網(wǎng)，并接地。)檢溫計(jì)的引線，穿過(guò)密封接線板引出機(jī)外，與溫度指示器或監(jiān)視器相連。3.3 熱電偶發(fā)電機(jī)在欠激運(yùn)行時(shí)，定子端部部件(如鐵心邊端齒部、壓圈、銅屏蔽等)溫度將會(huì)很高，這些部位均埋設(shè)熱電偶以測(cè)量其溫度。在定子壓圈，銅屏蔽

11、和鐵心邊端齒部測(cè)量部位所安裝的熱電偶是銅康銅熱電偶，其傳感部件焊在測(cè)點(diǎn)位置。為了測(cè)量定子繞組冷卻水的出水溫度，在絕緣引水管的出口處埋設(shè)熱電偶。熱電偶的股線和保護(hù)套之間的間隙用諸如磁性氧化物、氧化鋁、氧化鋯等陶瓷類物質(zhì)填充。使股線與外層空氣隔絕，并可防止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。3.4 通風(fēng)與冷卻發(fā)電機(jī)采用徑向多流式密閉循環(huán)通風(fēng)，在鐵心和機(jī)座外皮之間由環(huán)形隔板分成進(jìn)風(fēng)區(qū)和出風(fēng)區(qū)，各風(fēng)區(qū)由風(fēng)管彼此相連，構(gòu)成交替的進(jìn)出風(fēng)路。定子鐵芯沿軸向分為十三個(gè)風(fēng)區(qū)，六個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)和七個(gè)出風(fēng)區(qū)相間布置。安裝在轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)軸流式風(fēng)扇(汽、勵(lì)端各一個(gè))將氫氣分別鼓

12、入氣隙和鐵芯背部；進(jìn)入鐵芯背部的氫氣，沿鐵芯徑向風(fēng)道冷卻進(jìn)風(fēng)區(qū)鐵芯后，進(jìn)入氣隙；少局部氫氣進(jìn)入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)風(fēng)道，冷卻轉(zhuǎn)子繞組；其他大局部氫氣再折回鐵芯，冷卻出風(fēng)區(qū)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，進(jìn)行再循環(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，減少了結(jié)構(gòu)件熱應(yīng)力和局部過(guò)熱。圖五：600MW汽輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)示意圖該圖形沒(méi)有讀懂？4 轉(zhuǎn)子4.1 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸由整體鍛造高強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率合金鋼加工而成日本進(jìn)口。轉(zhuǎn)子本體上加工有放置勵(lì)磁繞組的軸向槽，本體同時(shí)作為磁路。轉(zhuǎn)子具有傳遞功率、承受事故狀態(tài)下的扭矩和高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的巨大離心力的能力。 轉(zhuǎn)子大齒上加工橫向

13、槽(即月牙槽)，用于均衡大、小齒方向的剛度，以防止由于它們之間的較大差異而產(chǎn)生倍頻振動(dòng)。4.2 轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組采用具有良好的導(dǎo)電性能、機(jī)械性能和抗蠕變性能的含銀銅線制成。轉(zhuǎn)子繞組槽部采用氣隙取氣冷方式。從進(jìn)風(fēng)區(qū)氣隙吸入氫氣以冷卻轉(zhuǎn)子銅線。氫氣到達(dá)底匝銅線后，轉(zhuǎn)向進(jìn)入另一排風(fēng)道，冷卻轉(zhuǎn)子銅線后再通過(guò)轉(zhuǎn)子槽楔，從出風(fēng)區(qū)排入氣隙。轉(zhuǎn)子由氫氣直接冷卻，采用氣隙取氣斜流內(nèi)冷卻方式。利用轉(zhuǎn)子自泵風(fēng)作用，在兩端部，冷卻氫氣從護(hù)環(huán)下進(jìn)入繞組的冷卻風(fēng)道，冷卻繞組端部后，從本體端部的出風(fēng)區(qū)排出。在轉(zhuǎn)子本體上，沿軸向交替分布進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)區(qū)(進(jìn)風(fēng)區(qū)長(zhǎng)406mm)，冷卻氫氣通過(guò)轉(zhuǎn)子槽楔后，進(jìn)入兩排斜流風(fēng)道，冷卻勵(lì)磁繞組

14、后，從出風(fēng)區(qū)槽楔的風(fēng)孔排出。由于采用了以上多種并聯(lián)冷卻風(fēng)道，使采用氫氣冷卻的轉(zhuǎn)子和鐵心能夠與采用水冷卻的定子繞組相匹配。 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。轉(zhuǎn)子槽襯用含云母、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。4.3 轉(zhuǎn)子引線和集電環(huán)通過(guò)轉(zhuǎn)子引線與集電環(huán)以及電刷裝置可以提供發(fā)電機(jī)額定出力及強(qiáng)勵(lì)時(shí)所需的勵(lì)磁電流。轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)轉(zhuǎn)子引線、導(dǎo)電桿及導(dǎo)電螺釘與集電環(huán)相連接。導(dǎo)電螺釘用高強(qiáng)度和高導(dǎo)電率銅合金制成。導(dǎo)電螺釘與轉(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，與轉(zhuǎn)軸采用

15、熱套裝配。在集電環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有絕緣套筒。集電環(huán)上加工有軸向和徑向通風(fēng)孔。外表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(fēng)扇對(duì)集電環(huán)及電刷進(jìn)行強(qiáng)迫冷卻。4.4 護(hù)環(huán)為了防止離心力對(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)，保護(hù)轉(zhuǎn)子線圈端部。護(hù)環(huán)裝配在轉(zhuǎn)子本體兩端，一端與轉(zhuǎn)子本體熱套配合，另一端為懸掛式。4.5 阻尼環(huán)為了減少不平衡負(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)荷的能力，在轉(zhuǎn)子兩端護(hù)環(huán)下布置有紫銅板制成的阻尼環(huán)，其齒部深入本體槽楔下。5 氫氣冷卻器氫氣冷卻器立放在發(fā)電機(jī)機(jī)座的四角

16、。氫氣冷卻器與機(jī)座之間的密封結(jié)構(gòu)，既可密封氫氣，又可在氫氣冷卻器因溫度變化而脹縮時(shí)起到補(bǔ)償作用，保證運(yùn)行時(shí)具有良好的密封性能。氫氣冷卻器的容量設(shè)計(jì)是按以下條件考慮的：(1)5的冷卻水管堵塞時(shí)，發(fā)電機(jī)可以在額定出力下連續(xù)運(yùn)行。(2)一組氫氣冷卻器退出運(yùn)行時(shí)，允許發(fā)電機(jī)帶80負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行。6 碳刷與刷架6.1 電刷是將勵(lì)磁電流通入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵部件。為保證發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)能平安、迅速地更換電刷，采用了盒式刷握結(jié)構(gòu)，每次可更換一組(4個(gè))電刷。電刷采用天然石墨材料粘結(jié)制成，有較低的磨擦系數(shù)和一定的自潤(rùn)滑作用。每個(gè)電刷帶有兩根柔性的銅引線(即刷辮)。采用恒壓式盤簧作為電刷加壓彈簧， 從而在電刷長(zhǎng)度到達(dá)其磨損極限之前沒(méi)必要調(diào)整彈簧壓力。螺旋式彈簧恒定地將壓力施加在電刷中心上。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。6.2 彈簧壓力由上圖看出： 40mm時(shí)，電刷壓力始終保持在1.2Kg±20