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34发电机及其辅助系统发电机及其辅助系统简介简介电气分部发电班电气分部发电班1 1一、发电机基本结构二、#3#4发电机与#1#2发电机的结构差异三、#3#4发电机的通风系统四、#3#4发电机的定子冷却水系统五、#3#4发电机的监测系统2 2一、发电机本体基本结构机座定子铁芯定子绕组转子定子出线和出线盒定子水路端盖、轴承、密封瓦3 3机座防爆型机座，可以承受氢气和空气混合产生最强烈的爆炸机座与铁芯之间设置有由高强度弹簧板组成的高效隔振装置，减小倍频振动顶部有人孔，用于需要时进入内部检查4 4定子铁芯 由由0.50.5毫米厚扇形高磁导率、低损耗的无取向冷轧硅钢毫米厚扇形高磁导率、低损耗的无取向冷轧硅钢片迭装而成（磁导率高，厚度小可以有效降低涡流损耗）片迭装而成（磁导率高，厚度小可以有效降低涡流损耗）硅钢片两侧涂有硅钢片两侧涂有F F级环氧绝缘漆级环氧绝缘漆 注：该机型磁动势很大，铁芯轭部较高，气隙较大注：该机型磁动势很大，铁芯轭部较高，气隙较大(可可达达9393毫米），一旦短路，该处短路损耗较大，温度会有较毫米），一旦短路，该处短路损耗较大，温度会有较大的升高，引起邻近硅钢片绝缘被破坏，从而导致严重的大的升高，引起邻近硅钢片绝缘被破坏，从而导致严重的铁芯烧伤铁芯烧伤 通过穿心螺杆（对地绝缘）、分块压板、螺母将硅钢通过穿心螺杆（对地绝缘）、分块压板、螺母将硅钢片拧成整体片拧成整体 铁芯端部设置有磁屏蔽（由硅钢片粘结起来），减小铁芯端部设置有磁屏蔽（由硅钢片粘结起来），减小端部漏磁引起的附加损耗，降低端部温升，提高进相运行端部漏磁引起的附加损耗，降低端部温升，提高进相运行能力能力 5 5定子绕组6060度相带，三相，双层绕组，双支路并联，度相带，三相，双层绕组，双支路并联，Y Y连接连接绕组水内冷绕组水内冷沿定子铁芯一周均匀开有沿定子铁芯一周均匀开有4242槽，每槽有上下两层线棒槽，每槽有上下两层线棒每根线棒由空心导线、实心股线绕制而成，比例每根线棒由空心导线、实心股线绕制而成，比例1 1：2 2上层线棒导线截面积比下层要大，上层上层线棒导线截面积比下层要大，上层4 4排排5 5组，下层组，下层4 4排排4 4组组在每个槽上、下层线棒层间埋置一支电阻测温元件，每一在每个槽上、下层线棒层间埋置一支电阻测温元件，每一根上层或下层线棒绝缘引水管的出口水接头上，各埋有一根上层或下层线棒绝缘引水管的出口水接头上，各埋有一支热电偶测温元件，用来检测相应部分的温度。支热电偶测温元件，用来检测相应部分的温度。6 67 7转子转子由转轴、转子绕组、转子绕组的电气连接件、护环、风扇、联轴器和阻转子由转轴、转子绕组、转子绕组的电气连接件、护环、风扇、联轴器和阻尼系统等部件构成尼系统等部件构成转轴转轴 高机械性能和导磁性能的合金钢锻件加工而成高机械性能和导磁性能的合金钢锻件加工而成转子绕组转子绕组 转子绕组通以直流电进行励磁，分南北两级，每极转子绕组通以直流电进行励磁，分南北两级，每极8 8个线圈，每个线圈占个线圈，每个线圈占两槽，总共两槽，总共3232槽，转子绕组为氢内冷（转子本体采用了气隙取气斜流通风方槽，转子绕组为氢内冷（转子本体采用了气隙取气斜流通风方式，端部线圈为轴向氢内冷）式，端部线圈为轴向氢内冷）护环护环 转子转子30003000转每分钟，会产生巨大的离心力，护环的作用是防止绕组发生径转每分钟，会产生巨大的离心力，护环的作用是防止绕组发生径向位移。氢气湿度大，护环会产生应力腐蚀（采用耐应力腐蚀材料）向位移。氢气湿度大，护环会产生应力腐蚀（采用耐应力腐蚀材料）风扇风扇 单级轴流风扇，励磁端和汽机端各有一个单级轴流风扇，励磁端和汽机端各有一个阻尼系统阻尼系统 提高发电机负序能力。（设有大齿上的阻尼：月牙槽；嵌线槽内的阻尼：提高发电机负序能力。（设有大齿上的阻尼：月牙槽；嵌线槽内的阻尼：槽楔材料采用槽楔材料采用LY12LY12高强度铝合金）高强度铝合金）8 8转子绕组结构9 910108个线圈清晰可见1111定子出线与出线盒出线瓷套管出线瓷套管6 6只，主引线只，主引线3 3只，中性点只，中性点3 3只，均为水只，均为水内冷（出线瓷套端子对机座和对水路都是气密的）内冷（出线瓷套端子对机座和对水路都是气密的）出线盒中有一根小汇流管，汇集出线盒中有一根小汇流管，汇集6 6只套管的只套管的6 6条水条水支路，汇流管上焊有支路，汇流管上焊有6 6只热电偶，监测套管的回水只热电偶，监测套管的回水温度温度以每个出线瓷套端子为中心，从出线盒向下吊装以每个出线瓷套端子为中心，从出线盒向下吊装着着4 4个同心的电流互感器提供给仪表测量或继电保个同心的电流互感器提供给仪表测量或继电保护用护用1212出线盒图1313出线盒内的汇流管14141515出线盒水路出线盒水路1616励端汇流管、引水管、风区隔环、下半端盖1717汽机端定子端部结构1818二、#1#2发电机与#3#4发电机结构差异1919#1#2发电机简介机组类型机组类型:直接与汽轮机联轴、全封闭、具有阻尼绕组隐直接与汽轮机联轴、全封闭、具有阻尼绕组隐 极式转子的极式转子的三相两极交流同步发电机三相两极交流同步发电机 制造厂制造厂:西门子西屋公司西门子西屋公司(Siemens WestingHouse)(Siemens WestingHouse)额定容量额定容量:828.889 MVA:828.889 MVA额定功率额定功率:746 MW:746 MW额定电压额定电压:22KV:22KV额定功率因数额定功率因数:0.9:0.9额定转速额定转速:3000 rpm:3000 rpm额定电流额定电流:21:21，752 A 752 A 绝缘等级：绝缘等级：F F冷却方式冷却方式:水氢氢水氢氢-定子绕组、连接线、主引线定子绕组、连接线、主引线 和出线瓷套管水内和出线瓷套管水内冷冷,转子绕组氢内冷转子绕组氢内冷,定子铁芯及其他结构件氢气表面冷却定子铁芯及其他结构件氢气表面冷却2020#3#4发电机简介型号型号:QFSN6002 :QFSN6002 QF:QF:汽轮发电机拼音缩写汽轮发电机拼音缩写 S :S :水内冷水内冷 N :N :氢内冷氢内冷 600:600:额定功率额定功率(MW)(MW)2 :2 :极数极数制造厂制造厂:上海汽轮发电机厂上海汽轮发电机厂(STGC)(STGC)冷却方式冷却方式:水氢氢水氢氢额定容量额定容量:667MVA:667MVA 额定电压额定电压:20KV:20KV额定功率因数额定功率因数:0.9:0.9额定电流额定电流:19245A:19245A绝缘等级：绝缘等级：F F额定氢压：额定氢压：0.4MPa0.4MPa2121定子结构异同#3#4#3#4发电机是上海汽轮发电机厂在引进西屋公司技发电机是上海汽轮发电机厂在引进西屋公司技术基础上再进行优化设计的产品术基础上再进行优化设计的产品,其定子结构和其定子结构和#1#2#1#2发电发电机基本相同机基本相同,都是防爆型机座都是防爆型机座,铁芯都用穿心螺栓固定铁芯都用穿心螺栓固定,都是都是铁芯接地铁芯接地,穿心螺栓绝缘穿心螺栓绝缘,为减少倍频振动为减少倍频振动,铁芯和机座之间铁芯和机座之间都有弹簧隔振装置都有弹簧隔振装置,都是都是4242槽槽,都采用双层短距叠绕组都采用双层短距叠绕组,双双Y Y接线接线,定子线棒也都是水内冷定子线棒也都是水内冷.不同的是不同的是,#1#2,#1#2机氢气冷却器在汽机端机氢气冷却器在汽机端,在风扇两侧一在风扇两侧一边一个边一个,而而#3#4#3#4机氢气冷却器在发电机机座顶部机氢气冷却器在发电机机座顶部,汽机端和汽机端和励磁端各有一个励磁端各有一个;#1#2;#1#2机铁芯端部采用圆形整块压板机铁芯端部采用圆形整块压板,而而#3#4#3#4机采用的则是分块压板机采用的则是分块压板;#1#2;#1#2机汽励端汇水管永久接机汽励端汇水管永久接地地,而而#3#4#3#4机汇水管与机座绝缘机汇水管与机座绝缘,运行中可靠接地运行中可靠接地.2222转子结构异同 转子基本结构相同转子基本结构相同,都由转轴、绕组、阻尼绕都由转轴、绕组、阻尼绕组、护环和中心环、风扇等组成。转子绕组通以组、护环和中心环、风扇等组成。转子绕组通以直流电励磁，分南北两极，每极直流电励磁，分南北两极，每极8 8个线圈，每个线个线圈，每个线圈占两槽，所以总共是圈占两槽，所以总共是3232槽。槽。不同的是两者的通风方式，不同的是两者的通风方式，#1#2#1#2机采用的是机采用的是轴向通风方式，而轴向通风方式，而#3#4#3#4机采用的径向通风，即转机采用的径向通风，即转子绕组直线部分气隙取气斜流通风，转子绕组端子绕组直线部分气隙取气斜流通风，转子绕组端部轴向两路通风冷却。部轴向两路通风冷却。#1#2#1#2发电机风扇装设在汽发电机风扇装设在汽机端，由四圈动风叶和四圈静风叶组成，而机端，由四圈动风叶和四圈静风叶组成，而#3#4#3#4发电机装设单级轴流风扇，汽机端和励磁端各有发电机装设单级轴流风扇，汽机端和励磁端各有一个。一个。2323#3#4发电机转子风路结构 转子槽内部分共有转子槽内部分共有1111个风区，其中个风区，其中5 5个为进风区，个为进风区，6 6个个为出风区，每个风区设置两排径向斜流的通风孔，通风孔为出风区，每个风区设置两排径向斜流的通风孔，通风孔在转子线圈的槽楔上加工形成风斗，风斗有两种形式：放在转子线圈的槽楔上加工形成风斗，风斗有两种形式：放在进风区的为吸风风斗，在出风区的为甩风风斗。来自定在进风区的为吸风风斗，在出风区的为甩风风斗。来自定子铁芯径向风道的氢气，被转子进风区的吸风风斗从气隙子铁芯径向风道的氢气，被转子进风区的吸风风斗从气隙吸入转子线圈中两条反向的斜流风道（称为一斗两路），吸入转子线圈中两条反向的斜流风道（称为一斗两路），再从线圈底部进入左右两侧反向的斜流风道，进入出风区，再从线圈底部进入左右两侧反向的斜流风道，进入出风区，热风则从左右两条对称的斜流风路出来，相遇于一个甩风热风则从左右两条对称的斜流风路出来，相遇于一个甩风风斗后被甩出槽楔，排入气隙的转子出风区，再进入定子风斗后被甩出槽楔，排入气隙的转子出风区，再进入定子铁芯的径向风道，这样就形成了与定子相对应的进、出风铁芯的径向风道，这样就形成了与定子相对应的进、出风区相间的气隙取气斜流通风系统。区相间的气隙取气斜流通风系统。2424#3#4发电机转子风路结构 转子端部风路分成两路，一路冷却端部直线部分，一路冷却端部圆弧部分，转子绕组端部下部由分区隔板分隔成四个风区，位于大齿的风区为绕组端部圆弧段的出风区，热风经转子本体的通风槽进入气隙；位于小齿中心部的分区为进风区，各绕组的进风孔设在各匝导线的端部直线端上，冷氢通过各匝导线的轴向通风沟进入转子槽部后经斜向风孔进入气隙热风区（第1、11风区）。25252626风斗2727端部风区2828转子绕组端部圆弧部分出风区2929三、#3#4发电机通风系统转子部分 转子绕组沿直线部分分为11个风区，其中第1、3、5、7、9、11为出风区（热风区），第2、4、6、8、10为进风区（冷风区）。氢气在进风区经转子槽楔的风斗，进入转子绕组的进风孔，斜向至底匝导线后转向，经出风侧通风孔再进入出风区的槽楔风斗，返回到气隙，完成转子绕组直线部分的氢气循环。3030 与转子风路相对应，定子机座和铁芯也分为与转子风路相对应，定子机座和铁芯也分为1111个风区，个风区，冷热风区的分布与转子的风区相对应。在铁芯底部的机座隔冷热风区的分布与转子的风区相对应。在铁芯底部的机座隔板上分布有通向各冷风区的轴向通风管，冷氢由机座端部分板上分布有通向各冷风区的轴向通风管，冷氢由机座端部分别进入各冷风区，冷却定子铁芯和转子绕组后回到热风区，别进入各冷风区，冷却定子铁芯和转子绕组后回到热风区，经热风管汇集于第经热风管汇集于第1 1和第和第1111风区后，再进入冷却器罩的热风风区后，再进入冷却器罩的热风侧，然后经冷却器冷却后进入风扇，经风扇加压后重新进行侧，然后经冷却器冷却后进入风扇，经风扇加压后重新进行循环循环 定子铁芯本体共设有定子铁芯本体共设有9595个径向通风道供氢气通过以冷却个径向通风道供氢气通过以冷却铁芯。定子铁芯端部也设有径向通风道以冷却端部结构件铁芯。定子铁芯端部也设有径向通风道以冷却端部结构件 为防止发电机冷热风区之间串风，除在铁芯背部设置有为防止发电机冷热风区之间串风，除在铁芯背部设置有风区挡板外，也在发电机气隙中装设有径向风区隔环，考虑风区挡板外，也在发电机气隙中装设有径向风区隔环，考虑到转子穿插问题，该隔环为到转子穿插问题，该隔环为5/65/6圆周，这样可以加强转子的通圆周，这样可以加强转子的通风冷却，进一步降低转子绕组的温升。风冷却，进一步降低转子绕组的温升。#3#4发电机通风系统 定子部分3131通风系统3232四、发电机定子冷却水系统 定子冷却水自水系统进入发电机机座内励磁端汇水环，经聚四氟乙烯（塑料王）引水管分别进入上下层线棒，再经汽机端的绝缘引水管进入汽机端汇水环，最后返回外部水系统，定子冷却水汇流管的进出口法兰均设在机座两侧上方，两端汇流管间设置排气和防止虹吸现象的连接管，该管位于机座的最上方，汇流管的最低位置设有排污法兰接口3333发电机定子冷却水系统 定子并联引线、引出线及定子出线套管的冷定子并联引线、引出线及定子出线套管的冷却水回路为串联式单独水路，冷却水自励端汇流却水回路为串联式单独水路，冷却水自励端汇流管经绝缘引水管进入引线铜排，经引线的出水端管经绝缘引水管进入引线铜排，经引线的出水端绝缘引水管与主引线的进水接头相连接，冷却水绝缘引水管与主引线的进水接头相连接，冷却水通过主引线后，再经绝缘引水管进入出线套管，通过主引线后，再经绝缘引水管进入出线套管，在磁套端子的导电杆内循环后，经出水绝缘引水在磁套端子的导电杆内循环后，经出水绝缘引水管进入出线盒内的小汇流管，该小汇流管经机座管进入出线盒内的小汇流管，该小汇流管经机座外部的连接水管与发电机内的汽端回水汇流管相外部的连接水管与发电机内的汽端回水汇流管相接，冷却水与定子线棒的冷却水汇合后再回到外接，冷却水与定子线棒的冷却水汇合后再回到外部水系统，这样可以避免引线失水部水系统，这样可以避免引线失水 中性点的连接母线亦为水内冷，水路与出线中性点的连接母线亦为水内冷，水路与出线磁套端子的水路串联。磁套端子的水路串联。34343535五、发电机的监测系统监测定子铁芯温度监测定子铁芯温度 共共1616个热电偶，汽机端个热电偶，汽机端6 6个，励磁端个，励磁端6 6个，铁芯中部两个，铁芯中部两个热风区个热风区4 4个个监测定子绕组、主引线和出线套管温度监测定子绕组、主引线和出线套管温度 每槽上下层线棒之间埋设一个热电阻监测绕组温度，每槽上下层线棒之间埋设一个热电阻监测绕组温度，共共4242个个 汽机端总出水汇流管的上下层线棒出水接头上各装有汽机端总出水汇流管的上下层线棒出水接头上各装有测温热电偶一个，共测温热电偶一个，共8484个热电偶监测回水温度个热电偶监测回水温度 在出线盒小汇流管的水接头上各装有在出线盒小汇流管的水接头上各装有1 1个热电偶，共个热电偶，共有有6 6个热电偶，监测主引线及个热电偶，监测主引线及6 6个磁套管的回水温度个磁套管的回水温度3636监测定子绕组冷却水总进出水管水温监测定子绕组冷却水总进出水管水温 在励磁端总进水管和汽机端总出水管上各设有在励磁端总进水管和汽机端总出水管上各设有1 1个热电偶，共两个，其个热电偶，共两个，其中各有一支接道中各有一支接道ATC ATC（automatic turbine control,automatic turbine control,汽轮机自动控制）汽轮机自动控制）监测氢气冷却器的氢温监测氢气冷却器的氢温 励磁端和汽机端氢气冷却器罩内冷风侧和热风侧各有一支双支式热电励磁端和汽机端氢气冷却器罩内冷风侧和热风侧各有一支双支式热电阻，一支显示，一支接阻，一支显示，一支接ATCATC监测轴承温度监测轴承温度 汽机端和励磁端的下半轴承可倾瓦块内各设有一支双支式热电偶，其汽机端和励磁端的下半轴承可倾瓦块内各设有一支双支式热电偶，其中一支接到中一支接到ATCATC 在汽机端和励磁端轴承回油管以及励磁机轴承回油管上各设有一个双在汽机端和励磁端轴承回油管以及励磁机轴承回油管上各设有一个双支式热电偶支式热电偶监测轴系振动监测轴系振动 厂家标准：发电机组轴系在轴径上的双幅振动值应不大于厂家标准：发电机组轴系在轴径上的双幅振动值应不大于0.076mm,0.076mm,在轴承座上的双幅振动值应不大于在轴承座上的双幅振动值应不大于0.025mm0.025mm。运行中轴振大于。运行中轴振大于0.25mm0.25mm，机组应当自动停机解列机组应当自动停机解列 在汽机端和励磁端以及励磁机的轴承外挡油盖上各设有一个拾振器，在汽机端和励磁端以及励磁机的轴承外挡油盖上各设有一个拾振器，测量转子振动，两端共三支接到测量转子振动，两端共三支接到ATCATC监测轴承座、轴承止动销、上半轴瓦绝缘垫块、下半轴瓦绝缘衬块、密监测轴承座、轴承止动销、上半轴瓦绝缘垫块、下半轴瓦绝缘衬块、密封支座、中间环、高压进油管及外挡油盖的绝缘电阻封支座、中间环、高压进油管及外挡油盖的绝缘电阻3737发电机漏水监测发电机漏水监测 在发电机出线盒、机座中部、下部、机座顶在发电机出线盒、机座中部、下部、机座顶部冷却器外罩的底部及中性点外罩处，均装设法部冷却器外罩的底部及中性点外罩处，均装设法兰或螺孔，用管道与装设在机外的浮子式液位控兰或螺孔，用管道与装设在机外的浮子式液位控制器即发电机漏水探测器相连接，以便检测漏水制器即发电机漏水探测器相连接，以便检测漏水情况，也可从那里排污情况，也可从那里排污监测机内放电无线射频监测机内放电无线射频 该装置通过设置在发电机中性点接地线上的该装置通过设置在发电机中性点接地线上的频率变送器来监视发电机线圈或者其他带电部件频率变送器来监视发电机线圈或者其他带电部件的机内局部电弧放电事故的机内局部电弧放电事故监测发电机内氢气的含湿量监测发电机内氢气的含湿量 一套在线氢气湿度仪，可直观地反映机内氢一套在线氢气湿度仪，可直观地反映机内氢气地含湿量，有效控制发电机内氢气的湿度气地含湿量，有效控制发电机内氢气的湿度3838测温元件接线端子3939发电机（别的电厂）缺陷照片绕组端部放电痕迹4040护环表面划痕4141端部结构件松动产生的黄粉4242导电螺杆生锈4343CT过热4444螺母松动4545谢谢大家！4646