汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)

汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)第1頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/111第2頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/112第3頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1132.3.1.1同步發(fā)電機的分類按原動機不同分類：汽輪發(fā)電機水輪發(fā)電機按結(jié)構(gòu)形式分：旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)磁極式按冷卻方式分：空冷、氫冷、水冷第4頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/114按磁極形狀分：隱極式和凸極式第5頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1152.3.1.2同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)發(fā)電機包括定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。第6頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/116第7頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/117第8頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/118第9頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/119定子汽輪發(fā)電機的定子主要由機座、定子鐵心、定子繞組、端蓋以及若干緊固連接件構(gòu)成。第10頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1110機座與端蓋機座的作用：支持和固定定子鐵心和定子繞組。如果用端蓋軸承，還要承受轉(zhuǎn)子的重量和電磁力矩。結(jié)構(gòu)上要滿足電機的通風(fēng)與密封要求。氫冷發(fā)電機的機座還要能防止漏氫并承受住氫氣的爆炸力。第11頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1111機座沿軸向有12個隔板，各隔板內(nèi)圓處焊有內(nèi)環(huán)，既起提高定子機座剛度的作用，又起著支承定子鐵芯和固定彈性定位筋的作用。各隔板上開有通風(fēng)孔，與軸向通風(fēng)管道相配合，形成發(fā)電機定子的九個進出風(fēng)區(qū)。充氫和排氫用的氫氣進出管，沿軸向設(shè)置在機座頂部緊貼機座外皮內(nèi)圓處，同時用管道將其引至機座下方；二氧化碳氣進出管則沿軸向設(shè)置于機座底部，排污管亦設(shè)置于機座底部。第12頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1112國產(chǎn)200MW汽輪發(fā)電機定子第13頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1113第14頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/11141：定子鐵心；2：彈性定位筋；3：螺栓；4：鐵心軸向通風(fēng)孔第15頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/11151：測溫元件；2：壓指；3：銅屏蔽；4：壓圈；5：定位筋第16頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1116機座隔振：定子彈性支撐對于大容量機組，為了減低由于轉(zhuǎn)子磁通對定子鐵心的磁拉力引起的雙頻振動，以及短路等其他因素引起的定子鐵心振動對機座和基礎(chǔ)的影響，定子鐵心和機座之間多采用彈性聯(lián)結(jié)。整體機座軸向組合式定位筋彈性隔振結(jié)構(gòu)采用內(nèi)外機座切向彈簧板隔振結(jié)構(gòu)第17頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/11171：定子鐵心；2：彈性定位筋；3：螺栓；4：鐵心軸向通風(fēng)孔第18頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/11181：測溫元件；2：壓指；3：銅屏蔽；4：壓圈；5：定位筋第19頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1119第20頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1120發(fā)電機采用端蓋式軸承，端蓋與端罩之間設(shè)有橡皮圈密封結(jié)構(gòu)。在勵端端罩下部為定子出線罩，該出線罩也在工地與勵端端罩相連接，連接處設(shè)置橡皮圈密封及角形焊接密封，必要時可拆除。第21頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1121四組氫氣冷卻器分別置于汽、勵兩端罩的上方，連接處設(shè)橡皮板密封，循環(huán)冷卻水管從上部與氫氣冷卻器相連接。端罩兩側(cè)下部設(shè)有排水法蘭，接液位信號器，冷卻器漏水可及時報警。第22頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1122碳刷架—集電環(huán)相對應(yīng)，置于發(fā)電機勵端。在碳刷架和聯(lián)軸器外設(shè)有大隔音罩。隔音罩上開有調(diào)整碳刷用的操作門。門上裝有有機玻璃窺視窗。隔音罩采用引風(fēng)式通風(fēng)結(jié)構(gòu)。冷空氣自運行層進入，熱空氣經(jīng)管道從運行低層（或廠房外）排出，在該引風(fēng)管道中裝設(shè)有抽風(fēng)機。第23頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1123定子鐵芯定子鐵心：構(gòu)成發(fā)電機磁路和固定定子繞組。鐵芯用0.35~0.5mm厚扇形冷軋硅鋼片沖成。定子共60槽，每張鐵芯沖片有4槽，鐵芯整圓由15張扇形沖片組成。沖片外圓設(shè)有鴿尾槽，疊裝鐵芯時每張沖片同時掛在兩根相鄰定位筋的鴿尾上，每層疊片的接縫相互錯開，最后形成整體性很好的鐵芯段。第24頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1124定子鐵心第25頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1125第26頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1126定子鐵芯全長5000mm，分為76段，段間設(shè)有8mm寬的徑向風(fēng)溝。中部每段鐵芯長62mm，邊端鐵芯較薄，鐵芯齒部開小槽，并布置成階梯形。邊段鐵芯的齒部開有和下線槽深度相近的窄槽，以減小渦流損耗。第27頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1127第28頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1128在定子鐵芯壓圈的外側(cè)設(shè)有整體全電屏蔽環(huán)，可有效地減少定子端部附加損耗。在電屏蔽環(huán)與鐵芯壓圈之間留有間隙，供冷卻氣體通過。銅屏蔽與壓圈之間電氣上短路連接，即兩者間墊以紫銅墊板，并利用定子繞組絕緣支架的固定螺釘將兩者把合。第29頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/11291：測溫元件；2：壓指；3：銅屏蔽；4：壓圈；5：定位筋第30頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1130定子繞組繞組為外包有絕緣的一束導(dǎo)體，分為直線部分和兩個端接部分，直線部分放在槽內(nèi)，是產(chǎn)生電動勢的有效邊，端接部分起連接作用。定子線棒第31頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1131定子繞組由空心股線和實心股線混合編織而成1：絕緣線包；2：空心導(dǎo)線；3：實心導(dǎo)線；4：高壓防暈帶第32頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1132繞組股線在槽內(nèi)直線部分做540°換位，以抵消一部分端部漏磁通引起的環(huán)流電動勢，并全部抵消槽部漏磁通引起的環(huán)流電動勢，減小了附加損耗。定子繞組在端部則呈漸開線狀，并經(jīng)膠化模壓成一整體。第33頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1133采用單疊雙層短節(jié)距并聯(lián)繞組，可減少諧波含量，保證較好的輸出電壓波形。每槽含上下層兩根繞組，繞組端部為等節(jié)距籃式漸開線形。第34頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1134第35頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1135繞組兩端頭連接處，空、實心股線分開，即將繞組寬度上的兩排股線變成三排，中間一排為8根空心股線，左右為實心股線。全部空、實心股線在由兩排變成三排的截面處用磷銀溜焊成一體，8根空心股線組則與水盒磷銀焊接，形成繞組水回路通道。第36頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1136定子繞組水電連接第37頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1137第38頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1138第39頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1139第40頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1140定子繞組端頭水、電連接處設(shè)有銅、不銹鋼過渡接頭。第41頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1141定子主引線與定子出線定子出線為6根。垂直布置在機座靠勵磁機側(cè)的下方。出線端子間距均為1200mm，以方便分相封閉母線的布置。第42頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1142出線套管的長度留有裝設(shè)4只套管式電流互感器的空間和足夠的放電距離。共計24只互感器連同固定件均可吊裝在出線罩下部。第43頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1143轉(zhuǎn)子：由鐵芯、勵磁繞組、護環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇等組成。轉(zhuǎn)子第44頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1144汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子剖面示意圖第45頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1145轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸由整體鍛件加工而成，為高導(dǎo)磁、高機械性能合金鋼。轉(zhuǎn)軸勵端設(shè)有集電環(huán)，集電環(huán)外側(cè)為與交流勵磁機相連接的聯(lián)軸器。轉(zhuǎn)軸具有通長軸向中心孔，對應(yīng)于本體部分的中心孔用導(dǎo)磁中心軸填塞，以減小轉(zhuǎn)子軛部磁阻。第46頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1146轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子本體部分按48°圓周均分度對稱開出32個線槽、頂部的槽楔、槽兩端頭的擴口槽。未開下線槽的部分形成大齒，即每個大齒占9／48圓周分度。第47頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1147第48頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1148每個大齒上沿軸向開出若干橫向月牙形槽，以平衡轉(zhuǎn)軸大小齒兩方向的剛度，減少倍頻振動，齒上還加工出若干平衡螺釘孔，其底部呈球形以減小應(yīng)力集中，轉(zhuǎn)子本體外徑表面按進出風(fēng)區(qū)加工出環(huán)向通風(fēng)溝，并將與進風(fēng)區(qū)對應(yīng)的轉(zhuǎn)子齒頭加工成斜面，以利于轉(zhuǎn)子繞組的進風(fēng)。在大齒的汽、勵兩端頭，開設(shè)有裝拆護環(huán)鍵和與轉(zhuǎn)子繞組端部切向風(fēng)路相對應(yīng)的排風(fēng)槽。第49頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1149第50頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1150第51頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1151轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組為同心繞組，每極有8個線圈串聯(lián)，兩極之間亦為串聯(lián)連接。第52頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1152第53頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1153槽內(nèi)部分的每根扁銅線上按一定規(guī)律銑出兩排斜向不同的斜通風(fēng)孔，兩排斜通風(fēng)孔的位置按不同方向錯位，以形成斜流風(fēng)道。第54頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1154線圈端部銅線銑成U形槽，同一線圈的上下兩根銅線的U形槽組合在一起，構(gòu)成軸向氣流通道。第55頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1155第56頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1156軸向通風(fēng)道的末端與銅線槽部的通風(fēng)口相連接，構(gòu)成軸向氣流的出風(fēng)口，切向通風(fēng)道的出口則布置在銅線近大齒中心線的位置。第57頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1157勵磁繞組（端部）第58頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1158槽楔及楔下墊條楔下墊條由墊條本體和分流舌兩部分組成。楔下墊條置于轉(zhuǎn)子槽與轉(zhuǎn)子銅線之間，與槽上進出風(fēng)頭的風(fēng)孔相對應(yīng)，底面為沿軸向擴伸的兩個長形孔，與銅線上通風(fēng)斜孔相對應(yīng)。中部槽楔用合金鋁加工而成，兩端頭槽楔為鋁青銅槽楔。第59頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1159中部進風(fēng)區(qū)槽楔上加工有進風(fēng)孔，進風(fēng)孔由兩段傾斜的腰圓形孔組成，每根槽楔長度等于轉(zhuǎn)子上一個進風(fēng)區(qū)的長度，其上共開有7個進風(fēng)孔，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時進風(fēng)孔構(gòu)成吸風(fēng)斗，產(chǎn)生正氣壓。第60頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1160中部出風(fēng)區(qū)槽楔上開有出風(fēng)孔，出風(fēng)孔為一個斜向腰圓孔對應(yīng)于第3、5、7出風(fēng)區(qū)。每根槽楔上開設(shè)7個出風(fēng)孔，對應(yīng)于第1、9出風(fēng)區(qū)的槽楔上則開設(shè)11個出風(fēng)孔，其中的四個出風(fēng)孔與端部線圈軸向風(fēng)路相對應(yīng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，槽楔的出風(fēng)孔構(gòu)成甩風(fēng)斗產(chǎn)生負氣壓，槽楔上進出風(fēng)孔所產(chǎn)生的正負氣壓差，即為促使冷卻氫氣通過轉(zhuǎn)子銅線上斜流風(fēng)道的壓頭。第61頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1161槽楔置于轉(zhuǎn)子下線槽的鴿尾槽內(nèi)。所有槽楔接縫位置的楔底面放置有銅質(zhì)鍍銀聯(lián)結(jié)塊，從電氣上將槽內(nèi)的全部槽楔連接成一整體，以提高轉(zhuǎn)子承擔(dān)不平衡負荷的能力。轉(zhuǎn)子楔下墊條由環(huán)氧玻璃布板制成。其上有特殊形狀的風(fēng)孔，以實現(xiàn)“一斗兩路”的風(fēng)路系統(tǒng)。第62頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1162護環(huán)、中心環(huán)及導(dǎo)風(fēng)葉發(fā)電機采用懸掛式護環(huán)—中心環(huán)結(jié)構(gòu)。護環(huán)為非磁性冷鍛奧氏體合金鋼，其一端與轉(zhuǎn)軸本體端頭熱套連接固定。另一端則與中心環(huán)熱套連接。第63頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1163中心環(huán)為優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，由護環(huán)支承，與轉(zhuǎn)軸柄之間留有適當(dāng)間隙，作為轉(zhuǎn)子繞組端部線圈的冷卻氣體通道。中心環(huán)內(nèi)側(cè)沿圓周方向設(shè)置多個彈簧，從軸向支承轉(zhuǎn)子繞組端部絕緣端板。在中心環(huán)與軸柄之間設(shè)置導(dǎo)風(fēng)葉組。第64頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1164轉(zhuǎn)軸兩端的風(fēng)扇為旋槳式，每個風(fēng)扇有28個葉片，葉片用合金鋁模鍛而成，葉片由其尾部的螺紋與螺帽連接在風(fēng)扇環(huán)上，風(fēng)扇環(huán)熱套在轉(zhuǎn)軸上。第65頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/11651、2、7：風(fēng)扇3：勵端4：導(dǎo)電桿5：中心孔6：引線螺桿8：中心環(huán)9：絕緣體10：端部引線11：護環(huán)12：阻尼梳齒片13：環(huán)鍵14：引線絕緣15：引線第66頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1166集電環(huán)集電環(huán)裝配包括絕緣套筒、過渡套筒、集電環(huán)、均流環(huán)、連接片等。第67頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1167第68頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/11681：勵端聯(lián)軸器；2：絕緣座筒；3：螺旋溝；