QFSN-300-2-20B型汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)樣本_第1頁(yè)
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1、QFSN-300-2-20B型汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)目錄1. 適用范圍.22. 概述 .23. 額定和性能 .24結(jié)構(gòu)介紹 .7汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)1.適用范圍:本產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)適用于QFSN-300-2-20B及同型不同容量(如330MW的汽輪發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)型號(hào)所表示的意義為(以300MV容量為例):Q F S N -300 -2 -20 BI特征號(hào)壓 20kV兩極 額定容量300MW轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷 子繞組水冷 發(fā)電機(jī) 由汽輪機(jī)拖動(dòng)2.概述本型汽輪發(fā)電機(jī)為三相二極同步發(fā)電機(jī),由汽輪機(jī)直接拖動(dòng)。本型汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻采用水氫氫方式,即定子線(xiàn)圈(包括定子 引線(xiàn),定子過(guò)渡引線(xiàn)和出線(xiàn))采用水內(nèi)冷,轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈采

2、用氫內(nèi)冷,定子鐵心及 端部結(jié)構(gòu)件采用氫氣表面冷卻。集電環(huán)采用空氣冷卻。機(jī)座內(nèi)部的氫氣由裝于轉(zhuǎn)子兩端的軸流式風(fēng)扇驅(qū)動(dòng) ,在機(jī)內(nèi)進(jìn)行密閉循 環(huán)。勵(lì)磁采用”機(jī)端變壓器靜止整流的自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)”。發(fā)電機(jī)滿(mǎn)足以下標(biāo)準(zhǔn)的要求:GB/T7064IEC34-3透平型同步電機(jī)技術(shù)要求 透平型同步電機(jī)技術(shù)要求IEEE Std.115同步電機(jī)試驗(yàn)方法3 額定和性能 (以300MV為例,詳見(jiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)匯總表)型號(hào)QFSN-300-2-20B額定出力(按技術(shù)協(xié)議)353 MVA/300 MW額定電壓20 kV額定電流10.189功率因數(shù)0.85 (轉(zhuǎn)速3000 r/min頻率50 Hz相數(shù)3短路比效率冷卻方式額定氫壓0.

3、25 MPa(g)定子接線(xiàn)2-Y出線(xiàn)端子數(shù)6絕緣等級(jí)F (電抗瞬變電抗 xd (非飽和值)kA滯后) 0.6 98.9 %水氫氫超瞬變電抗xd(飽和值) 每日漏氫量 轉(zhuǎn)軸振動(dòng) 軸承振動(dòng)溫升按B級(jí)考核) 0.15 (標(biāo)么值) 10 m3 0.075mm (p/p) 0.025mm (p/p)噪音 89 dB(A)(離機(jī)殼1 m處測(cè)量)3.1技術(shù)規(guī)范和基本技術(shù)要求3.1.1 型式和轉(zhuǎn)向三相,二極,隱極式轉(zhuǎn)子同步發(fā)電機(jī),由汽輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng),其旋轉(zhuǎn)方向 隨汽輪機(jī),(國(guó)內(nèi)汽輪機(jī)從機(jī)頭向發(fā)電機(jī)看為順時(shí)針?lè)较颍?.1.2環(huán)境溫度和海拔高度發(fā)電機(jī)及其輔助設(shè)備連續(xù)運(yùn)行的環(huán)境條件為:廠(chǎng)房?jī)?nèi)環(huán)境溫度5-45 C ,

4、3.1.3檢溫計(jì)在以下部位裝設(shè)電阻測(cè)溫元件(RTD)和溫度計(jì)(詳見(jiàn)隨機(jī)安裝圖4): 定子線(xiàn)圈和出線(xiàn)的每條水支路的出水端(RTD);定子每槽上層和下層線(xiàn)圈之間(RTD);定子鐵心齒部和軛部(不少于12個(gè)RTD);冷卻器冷風(fēng)側(cè)和熱風(fēng)側(cè)(RTD和溫度計(jì));軸瓦(RTD);軸承出油管(RTC和溫度計(jì));油密封出油管(RTD);氫氣冷卻器總進(jìn)水管和每個(gè)出水管(RTD和溫度計(jì))。集電環(huán)出風(fēng)(溫度計(jì))測(cè)溫元件為100Q (0 C )鉑熱電阻(雙支元件);所有測(cè)溫元件在機(jī)座內(nèi)的引線(xiàn)均為屏蔽線(xiàn)。在定子端部壓指、壓圈及銅屏蔽上埋設(shè)有熱電偶。發(fā)電機(jī)在規(guī)定的冷卻介質(zhì)參數(shù)下運(yùn)行在額定狀態(tài)時(shí),各處溫度限值符合國(guó)標(biāo)GB/T

5、7064的規(guī)定。3.1.4臨界轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)離額定轉(zhuǎn)速士 10的范圍。3.1.5超速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子裝配后進(jìn)行120%額定轉(zhuǎn)速的超速試驗(yàn),歷時(shí)2min。3.1.6定子繞組電阻偏差排除引線(xiàn)長(zhǎng)度不同引起的誤差后,任意兩相冷態(tài)電阻測(cè)量值之差不大 于其中最小值的1.0 %。3.1.7氫氣冷卻器氫氣冷卻器在制造廠(chǎng)進(jìn)行0.8MPS的水壓試驗(yàn),歷時(shí)30分鐘。電廠(chǎng)交接 試驗(yàn)壓力為0.6 MPa,歷時(shí)30分鐘。當(dāng)5%的水管堵塞后,發(fā)電機(jī)仍能輸出額定功率。當(dāng)一個(gè)冷卻器退出運(yùn)行后,發(fā)電機(jī)能輸出80%額定功率。3.1.8絕緣電阻3.1.8.1 定子繞組在干燥狀態(tài)接近工作溫度時(shí)測(cè)量,不小于5兆歐。(用2500V兆歐表測(cè)

6、量。)3.1.8.2 轉(zhuǎn)子繞組室溫下(20 C )測(cè)量不小于1兆歐。(用500V兆歐表測(cè)量。)3.1.8.3 測(cè)溫元件室溫下(20 C )測(cè)量不小于1兆歐。(用250V兆歐表測(cè)量。) 3.1.8.4.軸承和油密封(勵(lì)磁機(jī)端)軸承和油密封(勵(lì)端)對(duì)地絕緣電阻不小于1兆歐(用1000V兆歐表測(cè)量)3.1.9電壓波形及電話(huà)諧波因數(shù)(THF)發(fā)電機(jī)在空載額定電壓和額定轉(zhuǎn)速時(shí),其線(xiàn)電壓波形正弦性畸變率不 超過(guò)5 %;其線(xiàn)電壓的電話(huà)諧波因數(shù)不超過(guò)1.5 %。3.1.10 耐電壓試驗(yàn)發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組能承受以下耐電壓試驗(yàn)歷時(shí)1mi n:定子繞組交流工頻試驗(yàn)電壓有效值為 2LN+1KV(或根據(jù)技術(shù)協(xié)議),轉(zhuǎn)子

7、繞組交流工頻試驗(yàn)電壓有效值為10UfN, (Uf n為額定勵(lì)磁電壓) 電廠(chǎng)安裝后的交接試驗(yàn)電壓為上述電壓的80 %。3.1.11定子繞組及機(jī)座的水壓試驗(yàn)總裝出廠(chǎng)前定子繞組應(yīng)能承受1.0 MPa(表壓)水壓試驗(yàn),歷時(shí)8小時(shí); 工地安裝后的交接試驗(yàn)水壓為 0.75 MPa(表壓),歷時(shí)8小時(shí)。發(fā)電機(jī)機(jī)座,端罩,端蓋,出線(xiàn)罩及氫氣冷卻器包等能承受1.0 Mpa(表壓)的水壓試驗(yàn),歷時(shí)15分鐘。3.1.12短時(shí)過(guò)負(fù)荷能力3.1.12.1定子繞組定子繞組能承受短時(shí)過(guò)電流運(yùn)行,且滿(mǎn)足下列公式:(I 2-1)t=37.5s其中:I-定子電流(%); t-過(guò)電流時(shí)間(sec.)3.1.13突然短路發(fā)電機(jī)能承受

8、在額定功率和額定功率因數(shù)以及105%額定電壓下發(fā)生在出口端的三相突然短路故障。發(fā)電機(jī)亦能承受主變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)中發(fā)生的任何形式的短路故障 造成的沖擊而無(wú)損壞。無(wú)損壞”的標(biāo)志是在發(fā)生上述短路故障后,定子線(xiàn)圈可能有輕微變 形,但不會(huì)引起發(fā)電機(jī)損壞而造成停機(jī)。3.1.14強(qiáng)勵(lì)發(fā)電機(jī)能承受額定勵(lì)磁電壓 2倍的強(qiáng)勵(lì)電壓,持續(xù)時(shí)間10S。強(qiáng) 勵(lì)電壓上升速度不小于2/sec.3.1.15負(fù)荷變化和大修間隔發(fā)電機(jī)運(yùn)行負(fù)荷允許在50%至100%額定負(fù)荷之間變化。 發(fā)電機(jī)服役期間可以起停10000次。大修間隔不小于4年。注:發(fā)電機(jī)正常與非正常運(yùn)行的有關(guān)規(guī)定見(jiàn)運(yùn)行說(shuō)明書(shū)。4.結(jié)構(gòu)介紹 4.1總裝見(jiàn)附圖1二 二 口_

9、巴s蠱竺 s*mfirf條z -655q 左就 2 奮 9詛川篡 b 除s* I圖1.汽輪發(fā)電機(jī)總裝圖4.2通風(fēng)定子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組由氫氣密閉循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。氣體由安裝在轉(zhuǎn)子 兩端的單級(jí)軸流式風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)。從風(fēng)扇來(lái)的氣流通過(guò)機(jī)座內(nèi)的導(dǎo)風(fēng)管進(jìn)入各冷風(fēng)區(qū),再?gòu)蔫F心背部沿鐵心 徑向風(fēng)溝進(jìn)入氣隙,然后進(jìn)入轉(zhuǎn)子繞組風(fēng)道,冷卻轉(zhuǎn)子繞組后,氣流回到氣隙, 并沿著鐵心徑向風(fēng)溝進(jìn)入機(jī)座熱風(fēng)區(qū),經(jīng)導(dǎo)風(fēng)管流過(guò)安裝在端罩上部的冷 卻器,冷卻后再回到風(fēng)扇前繼續(xù)循環(huán)。定子和轉(zhuǎn)子風(fēng)區(qū)的數(shù)量相等,位置相對(duì)應(yīng),冷風(fēng)區(qū)和熱風(fēng)區(qū)沿軸向交替布 置。這種布置方式使定子和轉(zhuǎn)子得到均勻的冷卻,溫度比較均勻。Iw-rj TIMJ4faX亠,i圖

10、2.發(fā)電機(jī)通風(fēng)示意圖4.3機(jī)座機(jī)座是用鋼板焊成的殼體結(jié)構(gòu),有足夠的強(qiáng)度和剛度。其作用是支承定子 鐵心和定子線(xiàn)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)座設(shè)計(jì)成三段,即一個(gè)中段和兩個(gè)端罩,以減小定子運(yùn)輸尺寸及重量。其中段(含鐵心和繞組)是發(fā)電機(jī)最重最大的部件,但其尺寸和重量均未超過(guò)鐵 IC1WWITTIII1III II-1路運(yùn)輸極限,可以通過(guò)鐵路隧道運(yùn)往電廠(chǎng)。圖3.發(fā)電機(jī)定子運(yùn)輸機(jī)座和端罩經(jīng)1.0MPa歷時(shí)30 min的水壓試驗(yàn)和0.4MPa歷時(shí)24小時(shí)的空 氣氣密試驗(yàn)。端罩與機(jī)座之間和

11、端罩與出線(xiàn)罩之間的結(jié)合面用焊接進(jìn)行密封(在安裝時(shí)進(jìn)行),端罩與端蓋之間用鴿尾槽嵌裝橡皮條并抹密封膠的方式進(jìn)行密封。機(jī)座上有四個(gè)可拆式吊攀,端罩側(cè)面布置有若干測(cè)溫接線(xiàn)板,機(jī)內(nèi)的測(cè) 溫元件引線(xiàn)經(jīng)過(guò)測(cè)溫接線(xiàn)板引出。所有機(jī)外的油、水、氣管道均用法蘭與發(fā)電機(jī)聯(lián)接。4.4定子鐵心與隔振定子鐵心由經(jīng)過(guò)絕緣處理的扇形冷軋硅鋼片迭壓而成。選用的硅鋼片 具有較低的損耗和優(yōu)良的導(dǎo)磁性能。硅鋼片沖制和去毛剌后,涂刷添加無(wú)機(jī)填料的F級(jí)絕緣漆作為片間絕緣。 扇形沖片采用交錯(cuò)式迭裝,由定位筋上的鴿尾定位。鐵心沿軸向由通風(fēng)槽 鋼分隔成若干段,段間是徑向風(fēng)道,這種布置有利于鐵心的均勻冷卻。鐵心迭裝過(guò)程中經(jīng)多次施壓,兩端用壓圈通

12、過(guò)定位筋用螺帽壓緊,保證 片間有足夠的壓力,使鐵心具有足夠的剛度。鐵心與機(jī)座之間裝設(shè)軸向彈 簧板,有效地減小了鐵心倍頻振動(dòng)對(duì)機(jī)座及基礎(chǔ)的影響。邊段鐵心齒設(shè)計(jì)成階梯狀并在齒中間開(kāi)窄槽,同時(shí)在壓圈上裝置整體 壓制成形的銅屏蔽,以降低鐵心端部的損耗和溫升。4.5定子繞組定子繞組為單匝線(xiàn)圈組成的雙層籃式結(jié)構(gòu),采用連續(xù)式F級(jí)環(huán)氧粉云母絕 緣系統(tǒng),表面有防暈處理措施。線(xiàn)圈具有優(yōu)良的絕緣性能和機(jī)械性能。定子線(xiàn)圈通水冷卻,空心導(dǎo)線(xiàn)和實(shí)心導(dǎo)線(xiàn)按一定比例組合成雙排導(dǎo)線(xiàn),這種 方式能獲得良好的冷卻效果和較高的槽利用率。 線(xiàn)圈在槽部進(jìn)行540。換位 以降低環(huán)流損耗。線(xiàn)棒兩端焊有水接頭,并通過(guò)絕緣引水管與進(jìn)出水匯流母管

13、連接 線(xiàn)棒通過(guò)嚴(yán)格的檢查和試驗(yàn)以保證質(zhì)量。每根空心股線(xiàn)先單獨(dú)進(jìn)行水壓及流量試驗(yàn)。線(xiàn)棒成形及焊水接頭后,均重做水壓及流量試驗(yàn)。單根線(xiàn)棒要進(jìn)行耐電壓試驗(yàn)。為了約束線(xiàn)棒上的電動(dòng)力的不利影響,繞組必須在槽部和端部妥善固定。 本機(jī)槽部采用槽楔、楔下波紋板以及層間和槽底墊適形材料作為徑向固 定;采用半導(dǎo)體斜楔作為側(cè)面固定,實(shí)踐證明這是 一種有效的固定方式。1. 墊條2. 槽楔3. 波紋墊條4. 側(cè)面斜楔5. 定子線(xiàn)圈6. 適形材料圖4.定子線(xiàn)圈槽內(nèi)固定端部用滌玻繩綁扎在由玻璃鋼支架和綁環(huán)組成的端部固定件上。端部固有頻率遠(yuǎn)離 100Hz,從而避免運(yùn)行時(shí)發(fā)生共 振。玻璃鋼支架由軸向柔度較大的L形支架與壓圈聯(lián)接

14、,使整個(gè)端部可以 較自由的在軸向位移,以適應(yīng)調(diào)峰運(yùn)行的需要。固定和綁扎工序后,整個(gè)定子進(jìn)行烘焙固化。1.氣隙隔板2.槽口墊塊3.綁環(huán)4.綁繩5.層間綁環(huán)6.絕緣盒7.絕緣引水管8.絕緣支架9.定子引線(xiàn)10.L形彈性支架圖5.定子線(xiàn)圈端部固定出廠(chǎng)前,定子繞組(包括出線(xiàn)部分)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行水壓試驗(yàn)和 耐電壓試驗(yàn)。4.6出線(xiàn)端子(出線(xiàn)套管)六個(gè)出線(xiàn)端子(三個(gè)為中性點(diǎn),三個(gè)為電功率輸出端)從勵(lì)端端罩下部的非 磁性鋼出線(xiàn)罩引出。出線(xiàn)端子由高壓瓷瓶和空心導(dǎo)電桿組成,導(dǎo)電桿內(nèi)通水冷卻。高壓瓷瓶按技術(shù)規(guī)范采購(gòu)以保證其電氣和機(jī)械性能。出線(xiàn)端子單獨(dú)進(jìn)行空氣氣密試驗(yàn)。出線(xiàn)端與圭寸閉母線(xiàn)聯(lián)接的部位鍍銀。定子出

15、線(xiàn)部分在工地安裝完畢后,與定子繞組一起進(jìn)行水壓試驗(yàn)、耐電壓 試驗(yàn)及整體氣密試驗(yàn)。允許在出線(xiàn)罩上用非磁性螺桿吊裝套管式電流互感器 (CT),每個(gè)套管外留有裝45只電流互感器的空間圖6.水冷出線(xiàn)套管結(jié)構(gòu)4.7轉(zhuǎn)子4.7.1 軸轉(zhuǎn)軸由整鍛高強(qiáng)度,高磁導(dǎo)率合金鋼加工而成。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)子鍛件根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范訂貨。對(duì)鍛件的化學(xué)成分,機(jī)械性能,磁性能 進(jìn)行測(cè)試并進(jìn)行超聲波探傷。轉(zhuǎn)子大齒上加工橫向槽,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(chǎn)生倍頻振動(dòng)。4.7.2 轉(zhuǎn)子

16、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(xiàn)制 成。轉(zhuǎn)子繞組槽部采用氣隙取氣斜流內(nèi)冷方式,端部采用兩路通風(fēng)冷卻方式當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí),氣隙里的冷氫從進(jìn)風(fēng)區(qū)槽楔迎風(fēng)風(fēng)斗進(jìn)入繞組斜向 風(fēng)道(繞組風(fēng)道由銅線(xiàn)上加工的孔形成),到達(dá)槽底后沿另一側(cè)斜向風(fēng)道返回 氣隙出風(fēng)區(qū)從而帶走銅線(xiàn)損耗。圖7.轉(zhuǎn)子繞組氣隙取氣,斜流冷卻風(fēng)路示意圖這種由轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)作用產(chǎn)生風(fēng)壓而形成的-自通風(fēng)系統(tǒng)-可以只采用單級(jí) 風(fēng)扇,從而降低了通風(fēng)損耗。在端部,進(jìn)入護(hù)環(huán)下的氣流分成兩路,一路沿轉(zhuǎn)子銅線(xiàn)上的軸向通風(fēng)道到 達(dá)槽部,從出風(fēng)區(qū)槽楔甩出,另一路進(jìn)入銅線(xiàn)的切向風(fēng)道 ,從大齒甩風(fēng)槽排 入氣隙,這種端部通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)路短,

17、溫升低。圖8.轉(zhuǎn)子繞組端部?jī)陕吠L(fēng)系統(tǒng)示意圖轉(zhuǎn)子裝配完后,進(jìn)行通風(fēng)孔的檢查試驗(yàn)并將試驗(yàn)記錄提供用戶(hù)。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。槽襯內(nèi)表面和端部護(hù)環(huán)絕緣內(nèi)表面涂有干性滑移劑,使轉(zhuǎn)子銅線(xiàn)在負(fù) 荷變化引起熱脹冷縮時(shí)可自由伸縮,以適應(yīng)調(diào)峰的需要。4.7.3 護(hù)環(huán)護(hù)環(huán)的作用是保護(hù)轉(zhuǎn)子端部繞組,使之不致因離心力而飛散。護(hù)環(huán)采用非 磁性的高強(qiáng)度合金鋼鍛件(Mn 18Cr18 )加工而成,其鍛件訂貨和加工均有 嚴(yán)格的質(zhì)量保證措施。護(hù)環(huán)為懸掛式結(jié)構(gòu),熱套在轉(zhuǎn)子本體兩端4.7.4 阻尼環(huán)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,阻尼

18、環(huán)的存在提高了轉(zhuǎn)子承擔(dān)負(fù)序負(fù)荷的能力。4.7.5 集電環(huán)集電環(huán)用耐磨合金鋼制成,與轉(zhuǎn)子之間采用熱套裝配,在集電環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間 有絕緣套筒。通過(guò)集電環(huán)和碳刷裝置可以提供發(fā)電機(jī)額定出力、以至強(qiáng)勵(lì) 時(shí)所需的勵(lì)磁電流。集電環(huán)上加工有軸向和徑向通風(fēng)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。集電環(huán)通過(guò)導(dǎo)電螺釘,轉(zhuǎn)子引線(xiàn)與轉(zhuǎn)子繞組相連接。導(dǎo)電螺釘由鉻銅合金 制成,具有高強(qiáng)度和高導(dǎo)電率。導(dǎo)電螺釘與轉(zhuǎn)軸之間有密封結(jié)構(gòu)以防漏氫。電刷為電碳制品,有較低的磨擦系數(shù),與恒壓彈簧刷握配合使用。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。4.7.6 轉(zhuǎn)子裝配轉(zhuǎn)子裝配后進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)和120%額定轉(zhuǎn)速、歷時(shí)2min的超速試驗(yàn)。此 外還要進(jìn)行規(guī)定的絕緣試驗(yàn)并

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