汽輪發(fā)電機及電氣設(shè)備培訓(xùn)教材

300MW機組培訓(xùn)教材

帶格式的：字體：（默認）華文行楷，（中文）華文行

楷，一號，加粗，英語（英國），加寬量5磅

義裕安電機4電大世備帶格式的：兩端對齊，縮進：左0字符，首行縮進:

A0.96字符

帶格式的：字體：（默認）華文行楷，（中文）華文行

楷，小四，英語（英國）

湖南創(chuàng)元電廠

ChuangyuanThermalPowerPlant,HunanProvince

創(chuàng)元電廠300MW機組培訓(xùn)教材

電氣分冊編寫組名單

組長：王迪光

副組長：蔣韶峰聶勤儉卓鋼孫玉軍

編寫人員：胡炎周庭芳朱峰李兵

李成軍邱學(xué)智李景偉胡娟

焦健劉有健

序

湖南創(chuàng)元鋁業(yè)自備電廠2004年3月開始籌建，隸屬于湖南創(chuàng)元鋁業(yè)，總裝機容量

為2X300MW燃煤發(fā)電機組，全部電量直供湖南創(chuàng)元鋁業(yè)。作為創(chuàng)元工業(yè)園整體戰(zhàn)略體

系中的重要一環(huán)，它的建成，不僅標志著創(chuàng)元鋁業(yè)整個產(chǎn)業(yè)鏈的初步形成，而且必將

為創(chuàng)元鋁業(yè)的健康、蓬勃發(fā)展提供強勁的動力。

創(chuàng)元鋁業(yè)白備電廠2X300MW火力發(fā)電機組，廣泛采用了新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備,

自動化程度高，這樣就會對從事電廠生產(chǎn)技術(shù)和治理的人員素養(yǎng)提出高要求。按照公

司“達標、創(chuàng)一流”目標，為確保兩臺機組的順利達標投產(chǎn)和投產(chǎn)后機組的安全、經(jīng)

濟、穩(wěn)固運行，發(fā)電部組織有關(guān)生產(chǎn)技術(shù)人員針對電廠設(shè)備系統(tǒng)編寫了這套培訓(xùn)教材,

作為各級生產(chǎn)技術(shù)人員和生產(chǎn)治理人員專業(yè)技能學(xué)習(xí)、培訓(xùn)之用。木套教材分為“汽

機”、“鍋爐”、“電氣”、“輸煤”、“化學(xué)”、“熱控”六冊，分專業(yè)詳細介紹了設(shè)備和系

統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理、檢修保護、運行操作等，具有重要的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)參考價值。

為此，期望參與電廠運行與治理的人員針對各自崗位職責(zé)、工作規(guī)范，系統(tǒng)認真

地學(xué)習(xí)，同時結(jié)合工作實際，對教材提出修改補充意見和建議，為電廠的運行、檢修

和治理水平的不斷提高做出應(yīng)有的奉獻！

在此，謹向為教材編寫付出辛勒勞動的全體人員表示誠摯的謝意！

____________________________?迪?

2006年n月11日

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刖百

湖南創(chuàng)元鋁業(yè)自備電廠2X300MW火力發(fā)電機組由湖南省電力勘測設(shè)計院設(shè)計，三

大主機設(shè)備由上海電氣集團股份有限公司承制。電廠在鍋爐、電氣方面廣泛采用了新

技術(shù)、新工藝、新設(shè)備。例如：在鍋爐方面，配備煙氣脫硫裝置，燃燒系統(tǒng)則采用六

層煤粉直流燃燒器、周界風(fēng)單側(cè)配風(fēng)等方式；在電氣主接線方面，發(fā)電機出口配置GCB,

取消啟備變，6KV廠用電系統(tǒng)采用#1、#2機“錯位手拉手”接線方式等，具有鮮明

的創(chuàng)元特色。這樣，對從事電廠生產(chǎn)和治理的人員的素養(yǎng)提出了更高的要求，需要大

家共同搭建一個平臺，去認真學(xué)習(xí)、研究電廠有關(guān)發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)，領(lǐng)會其設(shè)計思想，

了解其設(shè)備性能，解決其技術(shù)關(guān)鍵，從而確保兩臺機組的達標投產(chǎn)和穩(wěn)固、安全、經(jīng)

濟運行。為此，發(fā)電部組織有關(guān)人員，克服了生產(chǎn)籌備期間事務(wù)繁多、專業(yè)技術(shù)人員

相對較少和設(shè)備技術(shù)資料不全等困難，經(jīng)過精心的組織策劃，從電廠實際情形出發(fā)，

在消化、吸取電廠的主、輔設(shè)備特點基礎(chǔ)上，借鑒有關(guān)技術(shù)資料，編寫了這套培訓(xùn)教

材，較為詳盡地介紹了電廠主、輔設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、運行操作和口常保護等，作為電

廠有關(guān)生產(chǎn)、治理人員學(xué)習(xí)、培訓(xùn)之參考。

本套培訓(xùn)教材分為六冊，即：

第一冊汽輪機設(shè)備及系統(tǒng)

笫二冊鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)

第三冊汽輪發(fā)電機及電氣設(shè)備

第四冊化學(xué)設(shè)備及系統(tǒng)

第五冊燃料運輸設(shè)備及系統(tǒng)

第六冊熱工控制設(shè)備及系統(tǒng)

本套培訓(xùn)教材由于部分設(shè)備資料不全和編者水平原因，對于錯漏之處，敬請讀者

批評指正。

《創(chuàng)元電廠300MW機組培訓(xùn)教材》編寫組

2006年11月11日

（帶格式而：縮進：首行縮進：o字符）

目錄

第一章汽輪發(fā)電機.......................................................1

第一節(jié)QFSN-3OO-2型汽輪發(fā)電機的結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù).......................1

第二節(jié)汽輪發(fā)電機的通風(fēng)系統(tǒng)及測溫裝置................................11

第三節(jié)發(fā)電機的氫、水、油系統(tǒng)........................................14

第四節(jié)汽輪發(fā)電機的運行..............................................22

第五節(jié)發(fā)電機的主要故障及處理…趟

第二章電力變壓器......................................................44

第一節(jié)概述........................................................44

第二節(jié)設(shè)備規(guī)范......................................................57

第三節(jié)變壓器的發(fā)熱和冷卻............................................59

第四節(jié)變壓器的運行分析............................................?麗

第五節(jié)變壓器的運行監(jiān)視與操作........................................64

第六節(jié)變壓器試驗....................................................67

第七節(jié)非常與事故處理................................................71

第三章電氣主接線系統(tǒng)及有關(guān)電氣設(shè)備..……76

第一節(jié)六氟化硫（SF。斷路器........................................76

第二節(jié)隔離開關(guān)......................................................85

第三節(jié)氧化鋅避雷器.................................................88

第四節(jié)電氣主接線…92

第四章廠用電氣設(shè)備與系統(tǒng)??96

第一節(jié)成套高壓開關(guān)柜................................................97

第二節(jié)真空斷路器....................................................98

第三節(jié)高壓限流式熔斷器交流高壓真空接觸器組合裝置（FC回路）……108

帶格贏：位置：水平：居中，相對于:頁邊距]

第四節(jié)高壓廠用電的接線方式和運行...................................114

第五節(jié)低壓開關(guān)柜...................................................116

第六節(jié)低壓開關(guān)設(shè)備.................................................121

第七節(jié)其它低壓開關(guān)電器.............................................122

第八節(jié)380V廠用電的接線方式和運行..................................125

第五章直流系統(tǒng)?…127

第一節(jié)概述.......................................................127

第二節(jié)創(chuàng)元電廠直流系統(tǒng)介紹.........................................130

第三節(jié)蓄電池組的工作原理...........................................135

第四節(jié)蓄電池的充電及充電設(shè)備-......................1充

第六章柴油發(fā)電機.....................................................143

第七章發(fā)電機勵磁系統(tǒng)..................................................149

第一節(jié)概述…二149

第二節(jié)系統(tǒng)框圖…,151

第三節(jié)調(diào)劑器.......................................................153

第四節(jié)勵磁功率柜....................................................157

第五節(jié)滅磁及過壓保護單元............................................161

第六節(jié)起勵單元.....................................................164

第七節(jié)外部的TV、TA測量單元.......................................165

第八節(jié)勵磁系統(tǒng)故障及處理…166

第八章發(fā)電機一變壓器組的繼電保護—?168

第一節(jié)發(fā)電機一變壓器組保護概述.....................................168

第二節(jié)創(chuàng)元電廠發(fā)電機一變壓器組繼電保護的構(gòu)成........................171

第三節(jié)創(chuàng)元電廠發(fā)變組繼電保護原理及整定原則..........................172

帶格式的：位置：水平：居中，相對于:頁邊距

2

第九章交流不停電電源系統(tǒng)............................................185

第一節(jié)概述.......................................................185

第二節(jié)系統(tǒng)介紹............................................二186

第三節(jié)UPS開機及關(guān)機程序…192

第四節(jié)一樣非常故障及處理...........................................194

第十章三相異步電動機................................................195

第一節(jié)二相異步電動機的基本原理.....................................195

第二節(jié)異步電動機的分類與基本結(jié)構(gòu)...................................196

第三節(jié)異步電動機一樣故障判定與處理.................................199

第一章汽輪發(fā)電機-------------------------------------------------------4

第恚型汽輪發(fā)電機的結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)…....................一…/

第二節(jié)汽輪發(fā)電機的通風(fēng)系統(tǒng)及測溫裝置............................——a

第三節(jié)發(fā)電機的氫、水、油系統(tǒng)……............日

第四節(jié)…'浦輪發(fā)電機的運行........25

第五帶一-發(fā)電機的主要故障及處理..........................................41

第二章電力變壓器-------------------------------------------------------47

笫一節(jié)概.述-----------------------------------------------------------47

第二節(jié)設(shè)備規(guī)范............60

第三節(jié)變壓器的發(fā)熱和冷卻........................................——的

第四節(jié)—孌壓器的運行分析-------------------------------------------------64

第五帶T壓器的運存監(jiān)視與操作..........................................67

第六節(jié)變壓器器驗.....................70

第七節(jié)非常與事故處理74

帶格式的：位置：水平：居中，相對于:頁邊距

3

第三章—電氣主接線系統(tǒng)及有關(guān)電氣設(shè)備_-----------------------

第廣革六菊4s硫一.（距6”斷路器.......................................79

第二節(jié)隔離開關(guān)................................................——招

帶一氧牝釬避雷，器----------------------------------------------.，%

第四A電與主接線....................................................95

第四章廠用電氣設(shè)備與系統(tǒng)----------------------------------------------------------------------99

笫?節(jié)成套高壓開關(guān)柜----------99

第二節(jié)真空斷路器-----------------------------------101

第三節(jié)高壓限流式熔斷器?一交流高壓真空接觸器組合裝置（F—C回路）……144

第四節(jié)一高壓J二用.電的接線方式和運行-----------------------------------H6

第五節(jié)低壓開關(guān)柜...............................................金

第六節(jié)低壓開關(guān)設(shè)備…............…一儂

第北南一寺它低壓開關(guān)電器---------儂

第八節(jié)380V廠用電的接線方式和運行.................................一國

第五章直流系統(tǒng)----------------------------------------------------^9

第一節(jié)概述------------------------------------------------------1Q9

第二節(jié)創(chuàng)元電廠直流系統(tǒng)介紹.......................................一中

第三節(jié)蓄電池組的工作原理?……....“737

第四節(jié)一蓄xyfemfeS-碗設(shè)備...................................田

第六章一柴油發(fā)電機--------------------------------------------------H5

第七妥發(fā)電機勵磁系統(tǒng)...................151

444-

第二節(jié)系統(tǒng)框攙

45^帶格式鬲：位國：水平：居中，相對于:頁麗'

4

第三第一調(diào)劑器-------------------------------------------------------------------------------------^4

第酢紅蟀柜---------------------------------------------------158

第五節(jié)滅磁及過壓保護單元--------------------------------^3

第六節(jié)起勵單元--------------465

第七聿一外部的聲，用測量單為------------------------------^6

第八節(jié)勵磁系統(tǒng)故隙及處理---------------------------------^7

第八章發(fā)電機一變壓器組的繼電保護...........“69

第一節(jié)發(fā)電機一變壓器組保護概述-------------------------------------1^9

第二節(jié)創(chuàng)元電廠發(fā)電機一變壓器組繼電保護的構(gòu)成-----------------------P2

第三名—創(chuàng)元電J二發(fā)變組繼電保護原理及整定原則-------------------------m

第九章-交流不停電電源系統(tǒng)----------------------------------k86

笫一節(jié)概述-----------------------------------------LS6

第第蒂.系統(tǒng)介紹-----------------------------------------------------

第三節(jié)UPS開機及關(guān)機程序-------------------------------------------

笫四節(jié)一樣非常故隙及處理--------------------------------W5

第十章三相異步電動機-------------------------------------W6

第一節(jié)三相異步電動機的拓本原理----------------------------W6

笫二節(jié)異蘇電動機的分類與基本結(jié)構(gòu)-----------------------------------W

笫工節(jié)異步電動機?樣故障判定與處理---------------------------------200

帶格贏：位置：水平：居中，相對于:頁邊距]

5

帶格式鬲：位國：水平：居中，相對于:頁麗'

第一章汽輪發(fā)電機

第一節(jié)QFSN-300-2型汽輪發(fā)電機的結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

QFSN-300-2型汽輪發(fā)電機是上海汽輪發(fā)電機有限責(zé)任公司引進美國西屋公司技

術(shù)優(yōu)化設(shè)計生產(chǎn)的300MW水氫氫冷汽輪發(fā)電機。QFSN-300-2型汽輪發(fā)電機的型號中：

QF—汽輪機發(fā)電機；S—水內(nèi)冷；N—氫內(nèi)冷；300—額定功率（MW）；2—兩個

磁極。

按照發(fā)電機采用的冷卻介質(zhì)不同，可分為空氣冷卻、氫氣冷卻、水冷卻以及油冷

卻等；按照發(fā)電機冷卻方式的不同，分為外冷式（冷卻介質(zhì)不直接與銅導(dǎo)線接觸）和

內(nèi)冷式（冷卻介質(zhì)直接與銅導(dǎo)線接觸）。該發(fā)電機總體結(jié)構(gòu)為密封式，分為轉(zhuǎn)子和定子

兩大部分。采用的是內(nèi)冷、外冷兼而有之的水一氫一氫冷卻方式，即發(fā)電機采用定子

繞組水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷、定子鐵芯及其結(jié)構(gòu)件為氫氣表面冷卻。

近年來，我國電力系統(tǒng)中單機容量不斷增長，200MW、300MW單機已較為普遍，

600MW的單機也逐步進入一些大的電力系統(tǒng)。單機容量增長的原因是：

（1）可降低電機的造價和材料消耗率。例如，一臺600MW（內(nèi)冷）機組比一臺

100MW（氫外冷）機組，其單位材料消耗率只有60%；

（2）可降低單位基建安裝費用。若以200MW機組電廠單位安裝費用為100%,

則500MW機組的費用只需85%；

（3）可降低運行費用。如煤耗及單位千瓦的運行人員和廠用電都比單機容量較小的

機組低。

一、總體結(jié)構(gòu)

QFSN-300-2發(fā)電機為隱極式同步發(fā)電機。主要由定子、轉(zhuǎn)子、軸瓦及端蓋、氫氣

冷卻器、油密封裝置、風(fēng)扇及座環(huán)、座板、刷架、隔音罩等部件組成，見圖1-1。該型

號發(fā)電機具有以下特點：

（1）改進了發(fā)電機的裝配結(jié)構(gòu)，減小了外型尺寸，便于檢修和運輸。

（2）鐵芯背部裝有組合臥式彈性定位筋結(jié)構(gòu)，機座與鐵芯連接采用彈簧板，減少機

組振動，見圖1-2.

（3）改進了定子線棒的固定方式，減小了線棒振動和磨損。

a、定子線棒在槽內(nèi)固定，采用了適形材料及尼龍水籠帶通熱空氣進行加溫固化，

在槽楔下增加波紋板，在擴大槽處充填半導(dǎo)體楔塊，端部線圈采用綁繩、“T”型壓板結(jié)

構(gòu)，使端部線圈加固后成為一體。

帶格式的：位置：水平：居中，相對于:頁邊距

轉(zhuǎn)子

冷卻外隔板■板

圖1-1QFSN-3OO-2型汽輪發(fā)電機主要部件示意圖

圖1-2彈簧板式隔振系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1-機座壁；2-定子鐵心段；3-定位筋；4-彈簧板；5-螺釘

b、定子端部線圈支架采用彈性結(jié)構(gòu)，增加滑移層。這樣端部線圈在機組運行中，

只能軸向伸得維，不能徑向移動。

c、定子端部線圈在壓板與壓板之間，增加了三道綁繩。

(4)定子端部引線，采用圓銅管，上下層引線，錯開半個節(jié)距以增加放電距離。

(5)出線為兩路并聯(lián)，通過過渡引線，經(jīng)軟聯(lián)接到套管上，安裝方便。

(6)改進了轉(zhuǎn)子線圈的進風(fēng)方式及滑動配合，減小了線圈變形。

(7)發(fā)電機增加了風(fēng)區(qū)隔板，防止冷熱風(fēng)混流，提高了通風(fēng)成效。

(8)在兩端壓指處，增加風(fēng)區(qū)隔板，防止端部漏風(fēng)。帶格式的：位置：水平：居中，相對于:頁邊距

2

(9)采取防止端部漏磁措施，提高了進相能力。

(10)在定子壓圈外側(cè)，增加銅屏蔽，防止端部過熱。

(11)轉(zhuǎn)子強化了阻尼措施，提高了運行中承擔負序能力。

二'定子結(jié)構(gòu)

1、機座

發(fā)電機的機座采用整體結(jié)構(gòu)機座＜D3800mm,長8150mm,機座外殼由優(yōu)質(zhì)鋼板卷

制成筒后，套裝焊接而成。機座焊接好后要進行退火處理、水壓試驗和嚴格的氣密檢

查，因此，機座具有足夠的強度和剛度以及氣密性。機座內(nèi)部為適應(yīng)通風(fēng)冷卻的需要,

構(gòu)成軸向和徑向多路通風(fēng)的風(fēng)區(qū)。機座沿軸向設(shè)置臥式彈簧板，構(gòu)成機座與鐵芯間的

彈性支撐結(jié)構(gòu)，以減少在發(fā)電機運行時，由定、轉(zhuǎn)子鐵芯間的磁拉力在定子鐵芯中產(chǎn)

生的倍頻振動對機座的影響，使鐵芯傳到機座和基礎(chǔ)上的倍頻振動減到最小。

機座底部設(shè)有排污孔道和用以連接氫、油、水控制系統(tǒng)的法蘭接口。

2、定子鐵芯

定子鐵芯由0.5mm扇形低耗無方向性的冷軋硅鋼片迭裝,并經(jīng)冷態(tài)和熱態(tài)加壓、裝

疊而成。扇形硅鋼片的兩側(cè)表面涂有F級環(huán)氧絕緣漆。

定子鐵芯軸向用反磁支持硅鋼片螺桿并通過整體鋼壓圈將鐵芯壓緊。在端部壓圈

外側(cè)裝有銅屏蔽，壓圈內(nèi)側(cè)和齒壓板之間裝有磁屏蔽。這樣屏岐結(jié)構(gòu)使發(fā)電機具有較

底的雜散損耗，故結(jié)構(gòu)件運行溫度較底，并能滿足進相運行的要求。見圖1-3,定子鐵

芯裝配圖。

■1

圖1-3QFSN-3OO-2型汽輪發(fā)電機定子鐵心裝配圖

1-定位筋：2-壓圖；3-銅屏蔽：4-壓指；5-測溫元件；6-通風(fēng)溝

3、定子繞組

發(fā)電機定子繞組數(shù)據(jù)：定子槽數(shù)Zi=54,極數(shù)2P=2,繞組節(jié)距y=l~23,并聯(lián)支路

數(shù)2a=2。繞組接法YY,每極每相槽數(shù)q=9,每槽有效導(dǎo)體數(shù)Sn=2。定子繞組為水內(nèi)

冷，線棒的股線是空心的。但考慮到這種空心股線的高度會增大，渦流損耗增加，而

采取了由實心股線和空心股線交錯組成，其中1空4實為一組結(jié)構(gòu)，每個線棒由6組

組成，高方向三組兩排，見圖1-4。棒在槽內(nèi)股線進行540。羅貝爾換位以減少附加損

耗，見圖1-5。在換位處墊0.9mm厚環(huán)氧玻璃多膠粉云母板。主絕緣采用玻璃云母帶

I?格式瓦位國：水平：居中，相對于:頁畫

3

(PBNE)連續(xù)包纏模壓形成，單邊絕緣厚：槽部5.65mm,端部5.75mm,線棒表面

防暈層結(jié)構(gòu)對排除定子繞組的電暈放電現(xiàn)象成效良好。

圖14QFSN-300-2型機定子槽及其嵌.線

(a)線棒斷而；(b)定子梧嵌線

1-空心導(dǎo)線；2-實心導(dǎo)線；3-環(huán)氧粉云母帶絕緣：4-槽楔；

5-彈性波紋板；6-半導(dǎo)體玻璃板；7-上層線棒：8-下層線棒：9.運彩材料

圖1-5定子槽內(nèi)線股540。換位

繞組槽內(nèi)部分的固定采用上、下層線棒間放有中溫固化適形材料，以使相互保持

良好接觸，緊固可靠，防止了機械磨損和電腐蝕。為了使上、下層線棒間的適形材料

與線棒緊密結(jié)合，在下完線后用尼龍帶通氮氣進行壓形和固化。下線前定子槽內(nèi)噴9210

半導(dǎo)體漆。

定子端部線棒的固定，對于大容量發(fā)電機特別重要。因其端部線棒伸出較長，當

發(fā)電機突然短路時，沖擊電流的電磁力很大，會造成線棒擊穿、相間短路、引起線棒

以雙倍工作頻率在槽內(nèi)振動。電磁力與線棒電流平方成正成比。運算表明，正常運行

狀態(tài)的上層線棒整個長度上的電磁力可達60(X)~7000kg,在突然短路時可增大到

200-300倍，這是不可忽視的問題。為此采用端部加固結(jié)構(gòu)，支架綁環(huán)壓板結(jié)構(gòu)，見

圖1-6。為適應(yīng)機組調(diào)峰需要，支架通過彈簧板與壓圈固定，形成定子端部能沿軸向伸

帶格贏：位置：水平：居中，相時于:頁碓

4

縮的撓性結(jié)構(gòu)。所以，安裝支架和綁環(huán)時既耍保證18個支架與鐵芯同心，又要保證

18個支架間隔相等，并向心。這可以通過支架樣板和向心樣板來保證，如果與樣板不

符合，則調(diào)整彈簧板。上、下層線棒間，下層線棒與支架及綁環(huán)間，上層線棒與壓板

之間均墊有適形材料，使端部線棒成為一體，防止運行中線棒磨損。繞組端部的伸縮

靠彈簧板和滑移層來實現(xiàn)，端部繞組的金屬緊固件均采用非磁性材料。

圖1-6(a)定子繞組出槽口處線棒固定圖1-6(b)QFSN-300-2型

1-滌綸玻璃絲繩：2-墊塊；3-楔；端定子繞組部固定

4-造形材料；5-線棒

1-環(huán)氧玻璃布連接片2-反碳螺桿：3-定子

端部繞組：4一定子鐵心；5-絕緣端環(huán)：6-

擋板；7-支架板

全銅屏蔽環(huán)為雙“T”形整體式，由紫銅板模壓而成，其厚度大于磁通透入的深度，

可有效地減小定子端部的附加損耗。在銅屏蔽環(huán)與鐵芯壓圈間留有間隙，供冷卻氫氣

通過。銅屏蔽環(huán)與壓圈間在電氣上為短路連接，兩者墊以銅墊，并利用定子線圈端部

絕緣支架的固定螺釘將兩者結(jié)合，絕緣支架固定螺釘本身則對地絕緣，以避免環(huán)流通

過時引起螺釘發(fā)熱而松動。

5、主引線

定子繞組經(jīng)主引線及絕緣瓷套端子引出至出線盒外部，主引線、相間連接線、出

線瓷套管和中性點引線瓷套管均采用水內(nèi)部直接冷卻。

定子出線盒采用非磁性鋼焊接而成，裝配在定子機座勵端底部，與機座形成統(tǒng)一

的密封整體，定子引線由紫銅管彎制而成。

該發(fā)電機共有六個出線端子，其中在出線盒底部下垂的三個為主出線。另外，斜

70。角的三個為中性點，其瓷套端子內(nèi)部采用紫銅波紋管釬焊密封，由非磁性鋼彈黃壓

緊密封墊片，當發(fā)電機輸出功率和機體溫度發(fā)生變化時，也能保證密封良好。

定子繞組相組連接線、主引線采用了可靠的固定結(jié)構(gòu)，使之在事故狀態(tài)龐大電磁

帶格贏：位置：水平：居中，相時于:頁碓

力的作用下，不產(chǎn)生有害變形或位移。

發(fā)電機定子出線端采用套管式電流互感器，安裝方式為套在出線瓷套端子外周并

用螺栓固定在出線盒上。V|、V2相出線互感器為銅殼，其余互感器為鋁殼。固定互感

器的螺栓及其結(jié)構(gòu)件均采用非磁性材料。發(fā)電機主出線與三相封閉母線連接。中性點

通過母線板短路，然后用中性點外罩封好并接地。

三、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、勵磁繞組、護環(huán)、中心環(huán)等部件組成。

由于汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速高達3000r/min,當轉(zhuǎn)子直徑為1米時，轉(zhuǎn)子圓周的線速度就

達170米/秒，因此，離心力十分龐大。受轉(zhuǎn)子材料的限制，一樣轉(zhuǎn)子直徑在12米以

下，為增大電機容量，就只能增加轉(zhuǎn)子長度，所以，汽輪發(fā)電機成為一個細長的圓柱

體，如圖1-7所示。

圖1-7QFSN-300-2型汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子外形及主要尺寸圖

1-聯(lián)軸器;2-鐵心;3-護環(huán)

1、轉(zhuǎn)子鐵芯

帶格贏：行距：固定值20磅】

轉(zhuǎn)子鐵芯是電機主磁路的一

部分，由整塊的高強度高導(dǎo)磁性

合金鋼鍛造而成，并把轉(zhuǎn)子鐵芯

和轉(zhuǎn)軸鍛鑄成一整體。軸有中心

孔，供檢查鍛件質(zhì)量及裝導(dǎo)電桿

用，本體開有軸向槽32個，以供

嵌線用，大齒上開有8個阻尼槽。

在本體磁極表面沿軸向平均地開

有橫向槽，以平穩(wěn)本體兩個方向

的剛度，降低倍頻振動，見圖1-8。圖1-8轉(zhuǎn)子槽分布

(a)切削好的轉(zhuǎn)子敏件橫斷面；(b)轉(zhuǎn)子橫向月

［帶格式的：位置：水平：居中，相對于:頁邊距一

6

2、轉(zhuǎn)子繞組

轉(zhuǎn)子采用同心式繞組，每匝線由兩股銅

排組成，槽內(nèi)部分為中間銃雙排孔構(gòu)成斜流進氣

式氣隙取氣冷卻風(fēng)道，見圖1-9。端部銅排銃

成凹形，兩個凹形銅排彼此對合形成一根空

心導(dǎo)體，并與槽內(nèi)部分的斜向風(fēng)道相通。繞

組的匝間絕緣采用環(huán)氧玻璃布板粘接到銅線

上的結(jié)構(gòu)，匝間絕緣上開有與銅線對應(yīng)的雙

排通風(fēng)孔。轉(zhuǎn)子繞組槽內(nèi)部分用開有風(fēng)斗的

鋁合金槽楔固定，槽楔上的風(fēng)斗通風(fēng)孔，在

進風(fēng)區(qū)為迎風(fēng)方向，在出風(fēng)區(qū)為背風(fēng)方向，

以形成通過斜流孔道氣體的流動壓頭。槽部

楔下墊條與銅線的接觸面粘有滑移層，在負

荷變化而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體伸縮時可以自由滑動，以圖1-9轉(zhuǎn)子統(tǒng)組槽內(nèi)部分風(fēng)路示怠圖

（槽楔一個風(fēng)頭供兩路風(fēng)）

適應(yīng)調(diào)峰工況運行。

轉(zhuǎn)子繞組絕緣分為匝間絕緣、槽絕緣、墊及護環(huán)絕緣。轉(zhuǎn)子繞組兩端正常時的勵

磁電壓只有302V,但在不正常時也可能顯現(xiàn)較高的操作過電壓。絕緣材料受到機械應(yīng)

力和熱應(yīng)力同時作用，因此轉(zhuǎn)子的絕緣材料也應(yīng)具有高的機械強度、耐熱性和耐電強

度。該發(fā)電機具有完善的阻尼系統(tǒng)，由以下三部分組成：a、鋁合金槽楔下部加鍍銀銅

連接頭端頭，槽楔用鋁青銅且與轉(zhuǎn)子緊配：b、護環(huán)下加鍍銀質(zhì)梳齒阻尼環(huán)；C、大齒

鑲有阻尼繞組。

阻尼繞組在正常穩(wěn)態(tài)運行時不發(fā)揮作用，而在負荷不平穩(wěn)或電機發(fā)生振蕩時，阻

尼繞組中感應(yīng)電流對負序電流會起屏蔽作用，從而減弱負序磁場引起的雜散損耗，降

低轉(zhuǎn)子發(fā)熱并使振蕩衰減。為使負序電流易于通過轉(zhuǎn)子表面，各槽楔接縫處下部均有

鍍銀銅塊，使槽楔構(gòu)成良好電流通路，強化阻尼系統(tǒng)主要用以提高發(fā)電機本身的負序

承載能力。

3、護環(huán)和中心環(huán)

轉(zhuǎn)子繞組的兩端的端部外面套有鋼環(huán)，稱為護環(huán)。護環(huán)的作用是承擔轉(zhuǎn)子繞組在

高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力，保護繞組端部不致沿徑向發(fā)生位移、變形和偏心。護環(huán)的

一端套在轉(zhuǎn)子本體端部。當轉(zhuǎn)子升速時，護環(huán)的配合公盈會減小。當達到規(guī)定的超速

值時，轉(zhuǎn)子本體與護環(huán)之間仍存在足夠的公盈。為了防止護環(huán)相對于轉(zhuǎn)子本體有軸向

移動，在護環(huán)與轉(zhuǎn)子本體配合處裝有開口環(huán)鍵。兩端開有夾緊孔，用隨機工具可以收

攏環(huán)鍵進行護環(huán)拆裝。本型發(fā)電機采用懸掛式中心環(huán)，見圖1-10所示。

帶格式的：位置：水平：居中，相對于:頁邊距

7

圖1-10懸式護環(huán)裝配部位圖

1一轉(zhuǎn)子端部；2-開口環(huán)健3-護環(huán)；4-中心環(huán)：5-彈簧壓環(huán)：6-平穩(wěn)塊

4、引線及集電環(huán)

轉(zhuǎn)子引線是指轉(zhuǎn)子繞組與集

電環(huán)間的連接線，共有正、負線

各一條，橫截面呈半園形，埋設(shè)

在軸中心孔內(nèi)。它是勵磁電流經(jīng)

集電環(huán)進入轉(zhuǎn)子繞組的唯獨連

接。圖1-11表示引線與轉(zhuǎn)子繞組

連接，圖1-12表示引線與集電環(huán)

之間的連接。由于引線一端通轉(zhuǎn)

子繞組，有氫壓；另一端通集電環(huán),即大氣，故引線從中心孔走有利于氫氣密封，且

每根導(dǎo)電桿兩端均帶有絕緣和密封圈的鍍銅螺釘固定在軸上。每個螺釘上有兩個橡膠

密封圈，對電機內(nèi)外起著良好的密封作用。

集電環(huán)分為正、負兩個環(huán)，裝于發(fā)電機勵磁機側(cè)的軸承外側(cè)。其材料除要求有足

夠的機械強度外，還要求耐磨。因而，它是用合金鍛鋼制成，對其表面還要進行硬度

處理，深度達3毫米。集電環(huán)一樣用熱套方法（一樣先加溫到250-300℃）套在軸上

的絕緣套筒上。

四、軸承與端蓋

該型發(fā)電機采用端蓋式軸承，橢園形軸瓦，端蓋采用優(yōu)質(zhì)鋼板焊接結(jié)構(gòu)，具有足

夠的強度、剛度和氣密性。上端工端蓋設(shè)有觀察孔，下眼工端蓋設(shè)有較大的回油腔，

使汽側(cè)密封回油極為通暢，以防止向機內(nèi)漏油。軸瓦與軸瓦間為球面接觸的自調(diào)心結(jié)

構(gòu)。為了防止軸電流流經(jīng)軸頸，支撐軸瓦球面的瓦套及軸承定位銷釘均與端蓋絕緣，

見圖1-13。軸承起支撐轉(zhuǎn)子的作用，置于端蓋內(nèi)，它由軸承座和軸瓦兩部分組成。由

于軸承采用了運行穩(wěn)固的橢園形軸瓦，軸承靠軸承座上的兩個球面支撐塊支撐，形成

不連續(xù)球面接觸，能更好地保證調(diào)心作用，使軸瓦與軸接觸更好。上工距軸承蓋上設(shè)

置有測量軸頸振動的裝置，下半端蓋的下部設(shè)有軸承和油密封系統(tǒng)連接管口。為防止

帶格式的：位置：水平：居中，相對于:頁邊距

8

軸電流流經(jīng)兩軸承，在發(fā)電機兩端的下述部位加絕緣：密封座與端蓋之間；油密封軸

承進出油管和外部管道之間；軸承油檔與端蓋之間。

圖1-12引線與轉(zhuǎn)子集電環(huán)的連接圖1-13QFSN-300-2型發(fā)電機端蓋（勵端）

1-轉(zhuǎn)子軸；2-集電環(huán)；3-通風(fēng)孔；■中強筋：2-入孔；E-溫度計接口：

4-螺旋溝；5-絕緣套筒；6-勵端聯(lián)軸器；Q-油密封氫側(cè)進口：P-油密封敏側(cè)差壓表；

7-導(dǎo)電桿：8-導(dǎo)電螺桿：9-風(fēng)扇N-油密封氫側(cè)進口：M-軸承油進口：I-分離箱

排氣接口：J-油密封空側(cè)進油：

K-油密封空側(cè)差壓表：H-發(fā)電機軸承回油：

L-油密封空側(cè)壓力表

五、氫氣冷卻器

氫氣冷卻器是通過水和氫氣的熱交換帶走發(fā)電機的部分損耗，見圖1-14和圖1-15。

主要由繞片式銅冷卻管和兩端水箱組成。冷卻器橫置于發(fā)電機頂部，采用汽、勵端各

一組的布置方式。

冷卻器的外罩為可拆裝式結(jié)構(gòu)，減輕發(fā)電機定子的運輸重量，同時減小了發(fā)電機

定子外形尺寸。每組冷卻器由兩個冷卻器組成，水路為各自獨立的并聯(lián)系統(tǒng)。當停運

一個冷卻器時，尚可堅持發(fā)電機組80%的額定負荷運行。

圖1-15氫冷卻器在機座

圖1-14氫氣冷卻器示意圖內(nèi)垂直布置方式

六、主要技術(shù)參數(shù)

額定容量：S?=353MVA（發(fā)電機連續(xù)運行時，所能輸出的最大視在功率）

額定功率：P?=300MW（發(fā)電機正常運行時，所能輸出的最大有功功率）

額定定子電壓:U?=20KV（發(fā)電機額定運行時，機端定子三相繞組的線電壓）

額定定子電流:I?=10189A（發(fā)電機連續(xù)運行時.，定子繞組答應(yīng)通過的最大線電流）

帶格式的：位置：水平：居中，相對于:頁邊距

9

額定功率因數(shù)：cosO,=0.85（滯后）（同步發(fā)電機的額定功率和額定容量的比值）

額定頻率：t=50比

額定轉(zhuǎn)速：N?=3000r/min

定子線圈接線方式：雙Y（并聯(lián)）

額定勵磁電壓：U/302V

額定勵磁電流：LL2510A

帶格式的：字比：'4

額定氫壓：0.34MP.31Mpa

定子繞組直流電阻（75℃）：0.00262Q/相

轉(zhuǎn)子繞組直流電阻（75℃）：0.1145。/相

定子每相對地電容A、B、C三相各為：0.209UF

直軸同步電抗%:180%

橫軸同步電抗X.：175%

直軸瞬變電抗X',：20.2%

橫軸瞬變電抗X\：33.6%

直軸超瞬變電抗X”"16%

橫軸超瞬變電抗X”“：17.2%

失磁異步運行能力MW/min150/30

斷水運行時間Sec30

滅磁時間常數(shù)TdmSec3.0

短路比SCR0.6

進相運行時間長期連續(xù)運行

「帶格式的：下標|

各參數(shù)之間關(guān)系：額定功率P'=1.732U、hcos6,；額定轉(zhuǎn)遞轉(zhuǎn)速:ns=60f/p（其中：f

為電網(wǎng)頻率，P為同步發(fā)電機磁極對數(shù)，本機磁極對數(shù)P為1）。

帶函瓦位國：水平：居中，相對于:頁邊距）

10

第二節(jié)汽輪發(fā)電機的通風(fēng)系統(tǒng)及測溫裝置

一、發(fā)電機的通風(fēng)系統(tǒng)

發(fā)電機采用徑向多流式通風(fēng)系統(tǒng)，汽、勵兩端的風(fēng)路對稱。冷卻氫氣依靠轉(zhuǎn)子上

的兩只單級軸流式風(fēng)扇進入后，分成四路：第一路經(jīng)機座上的進風(fēng)管進入鐵芯的各進

風(fēng)區(qū)，冷卻鐵芯后經(jīng)機座上的出風(fēng)管道聚集于氫氣冷卻器進行熱交換，然后沿外端蓋

之間的風(fēng)道，返回風(fēng)扇并完成其循環(huán)；第二路氫氣的大部分，通過邊端鐵芯徑向氣隙

隔板與護環(huán)外圓間的間隙，進入鐵芯端部段出風(fēng)區(qū)與定子鐵芯風(fēng)路相匯合，小部分直

接進入齒壓片及邊端鐵芯風(fēng)道，冷卻邊端鐵芯風(fēng)道，冷卻邊端鐵芯后與定子氫氣相匯

合并完成其循環(huán)；第三路氫氣自銅屏蔽環(huán)外圓周，進入銅屏蔽環(huán)與鐵芯壓圈間的間隙，

冷卻銅屏蔽和鐵芯壓圈，并沿徑向聚集于各相應(yīng)的齒壓片通道，再經(jīng)齒壓片風(fēng)道與定

子鐵芯出風(fēng)區(qū)氫氣相匯合，并完成其循環(huán)；第四路冷卻氫氣自中心環(huán)與軸柄間的通風(fēng)

道進入轉(zhuǎn)子繞組端部風(fēng)區(qū)，冷卻轉(zhuǎn)子繞組端部后進入氣隙相應(yīng)的定子鐵芯端部出風(fēng)區(qū)，

并完成其循環(huán)。

1、定子鐵芯的風(fēng)路

發(fā)電機的定子鐵芯采取徑向通風(fēng)方式，運行中氫氣的流向如圖1-16所示。

鐵芯沿軸向交替地分成九個風(fēng)區(qū)：四個冷風(fēng)區(qū)，用C表示，五個熱風(fēng)區(qū)，用H表

示。熱風(fēng)經(jīng)過氫冷卻器后，由于其熱量被冷卻水帶走變成冷風(fēng)從風(fēng)扇進入定子各冷風(fēng)

區(qū)（C）,再沿定子鐵芯外圓四周徑向內(nèi)圓，進入氣隙，這一區(qū)域剛好是轉(zhuǎn)子的進風(fēng)斗

將風(fēng)兜入轉(zhuǎn)子再斜流到相鄰的出風(fēng)斗，經(jīng)過氣隙又徑向地從鐵芯段間的風(fēng)道流到熱風(fēng)

區(qū)（H）,然后再經(jīng)定子機座外圓的內(nèi)道聚集流向發(fā)電機兩端的氫氣冷卻器。

2、轉(zhuǎn)子風(fēng)路

轉(zhuǎn)子通風(fēng)采取氣隙取氣斜流式。轉(zhuǎn)子和定子一樣也分為九個風(fēng)區(qū)：四個進風(fēng)區(qū)，

五個出風(fēng)區(qū)，與定子的進風(fēng)區(qū)一一對應(yīng)，見圖1-17。轉(zhuǎn)子氣隙取氣方式見圖1-9,旋

轉(zhuǎn)時由于轉(zhuǎn)子表面的進風(fēng)斗對氣隙氣流的相對運動形成正壓，出風(fēng)斗鄰近為負壓，形

成氫氣在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體槽內(nèi)流動的壓力源。整個轉(zhuǎn)子的進、出風(fēng)路見圖1-18。

圖1-17定于鐵心和轉(zhuǎn)子通風(fēng)的對應(yīng)關(guān)系圖1-16定于鐵心內(nèi)氫的流向

C-冷風(fēng)區(qū)；H-熱風(fēng)區(qū)；A-A,B-B——斷面位置

帶格式的：位置：水平：居中，相對于:頁邊距

II

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圖1-18轉(zhuǎn)子風(fēng)路及溫升示意圖

二、測溫裝置

大型同步發(fā)電機的測溫裝置主要指對定子繞組、定子鐵芯、冷風(fēng)區(qū)、熱風(fēng)區(qū)、氫

氣冷卻器的溫度以及密封油、軸承等的運行溫度進行測量的裝置。當某一測點溫度超

過標準限額時，測溫裝置能及時發(fā)出警報。以便分析判定和處理。

QFSN-300-2型汽輪發(fā)電機機座外側(cè)裝了3個測溫接線板,勵端方面的左側(cè)為第一、

第二接線板；右側(cè)為第三接線板。各接線板用導(dǎo)線與發(fā)電機內(nèi)各測溫元件相連，對外

則與控制屏上的溫度巡檢制量相連。批注[U1]:不通

(I)測量氫氣溫度的測量元件15個WZPD-2膜式鈿電阻(PHOO)設(shè)置在氣體風(fēng)

道中，其中勵端汽端冷卻器出風(fēng)處埋置測量熱風(fēng)溫度的各4個，進風(fēng)處埋置測量熱風(fēng)

溫度的各2個，第I、V、IV風(fēng)區(qū)出風(fēng)處埋置測量熱風(fēng)溫度的各1個。

(2)在定子繞組汽端總出水匯流管的水接頭上埋設(shè)銅熱電阻元件WZPDK-0420

(PtlOO)54個以測量每匝定子繞圈的出水溫度；定子每槽的第58段鐵芯處上、下層

線圈之間埋置熱電阻WZPD-32個，一個工作，一個備用，以測量定子出線的出水溫

度；在定子出線Ui、V、Wi、U2、V”W?、冷卻水出口處各埋置熱電阻WXPDK-0420

(PtlOO)1個，以測量定子出線的出水溫度；在定子鐵芯的8、32、57段的第7、26、

43齒的齒細部各埋置熱電阻WZPD-3C-LB1個，以測量定子鐵芯的溫度。

(3)在端蓋、機座中央、進出水管路上，裝有WSS-401雙金屬溫度計，在氫側(cè)

回油管和軸承回油管上，裝有WZPK-221(PtlOO