發(fā)電機(jī)本體結(jié)構(gòu)要點(diǎn)

1、/華能沁北電廠(chǎng)運(yùn)行部三期培訓(xùn)資料目錄發(fā)電機(jī)本體結(jié)構(gòu) 21 發(fā)電機(jī)基本構(gòu)成 22發(fā)電機(jī)冷卻方式 33發(fā)電機(jī)定子 44 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 105發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng) 126發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)變壓器 16發(fā)電機(jī)技術(shù)規(guī)范 1622發(fā)電機(jī)本體結(jié)構(gòu)1發(fā)電機(jī)基本構(gòu)成鐵芯機(jī)座護(hù)環(huán)出線(xiàn)端予圖4-11發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖圖4-12發(fā)電機(jī)剖視圖汽輪發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋和軸承等部件組成,具體的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-11和圖4-12所示2發(fā)電機(jī)冷卻方式發(fā)電機(jī)的發(fā)熱部件，主要是定子繞組、定子鐵芯（磁滯與渦流損耗）和轉(zhuǎn)子繞組。必須采用高效的冷卻措施，使這些部件所發(fā)出的熱量散發(fā)除去， 以使發(fā)電 機(jī)各部分溫度不超過(guò)允許值。我廠(chǎng)發(fā)電機(jī)采用水-氫-

2、氫冷卻方式，即發(fā)電機(jī)定子繞組及引線(xiàn)是水內(nèi)冷，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組是氫內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子本體及定子鐵芯是氫表冷。 為此，發(fā)電機(jī)還設(shè) 有定子內(nèi)冷水冷卻系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)和為防止氫氣從軸封漏出的密封油系 統(tǒng)。3發(fā)電機(jī)定子發(fā)電機(jī)定子主要由機(jī)座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等部分組成。1）機(jī)座與端蓋機(jī)座是用鋼板焊成的殼體結(jié)構(gòu)，它的作用主要是支持和固定定子鐵芯和定子 繞組。此外，機(jī)座可以防止氫氣泄漏和承受住氫氣的爆炸力。在機(jī)殼和定子鐵芯之間的空間是發(fā)電機(jī)通風(fēng) （氫氣）系統(tǒng)的一部分。由于發(fā) 電機(jī)定子采用徑向通風(fēng)，將機(jī)殼和鐵芯背部之間的空間沿軸向分隔成若干段， 每 段形成一個(gè)環(huán)形小風(fēng)室，各小風(fēng)室相互交替分為進(jìn)風(fēng)區(qū)和出風(fēng)區(qū)。

3、 這些小室用管 子相互連通，并能交替進(jìn)行通風(fēng)。氫氣交替地通過(guò)鐵芯的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，再集中起 來(lái)通過(guò)冷卻器，從而有效地防止熱應(yīng)力和局部過(guò)熱。端蓋是發(fā)電機(jī)密封的一個(gè)組成部分， 結(jié)構(gòu)如圖4-13所示。為了安裝、檢修、 拆裝方便，端蓋由水平分開(kāi)的上下兩半構(gòu)成，并設(shè)有端蓋軸承。在端蓋的合縫面 上還設(shè)有密封溝，溝內(nèi)充以密封膠以保證良好的氣密。圖4-13發(fā)電機(jī)端蓋軸承結(jié)構(gòu)圖軸瓦采用橢圓式水平中分面結(jié)構(gòu)，軸瓦外園的球面形狀保證了軸承有自調(diào)心的作用。在轉(zhuǎn)軸穿過(guò)端蓋處的氫氣密封是依靠油密封的油膜來(lái)保證。密封瓦為銅 合金制成，內(nèi)圓與軸間有間隙，裝在端蓋內(nèi)圓處的密封座內(nèi)。密封瓦分成四塊， 在徑向和軸向均有卡緊彈簧箍緊，盡

4、管密封瓦在徑向可以隨軸一起浮動(dòng)，但在密 封座上下均有銷(xiāo)子可以防止它切向轉(zhuǎn)動(dòng)。密封油經(jīng)密封座和密封瓦的油腔流入瓦 和軸之間的間隙沿徑向形成油膜以防止氫氣外泄，在勵(lì)端油密封設(shè)有雙層對(duì)地絕 緣以防止軸電流燒傷轉(zhuǎn)軸。2）機(jī)座隔振定子彈性支撐為了減小由于轉(zhuǎn)子磁通對(duì)定子鐵芯的磁拉力引起的雙頻振動(dòng)，以及短路等其它因數(shù)引起的定子鐵芯振動(dòng)對(duì)機(jī)座和基礎(chǔ)的影響，在定子鐵芯和機(jī)座之間采用臥 式彈性隔振結(jié)構(gòu)。彈性隔振結(jié)構(gòu)形式如下圖 4-14所示：在定位筋的背部裝彈簧 板，彈簧板通過(guò)墊塊，用螺栓固定在定位筋的背部，彈簧板中部與機(jī)座內(nèi)的隔板 相連，構(gòu)成彈性隔振結(jié)構(gòu)。圖4-14機(jī)座彈性隔振結(jié)構(gòu)3）定子鐵芯定子鐵芯是構(gòu)成發(fā)電機(jī)

5、磁路和固定定子繞組的重要部件。為了減少鐵芯的磁 滯和渦流損耗，定子鐵芯采用導(dǎo)磁率高、損耗小、厚度為0.5mm的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼 片沖制而成。每層硅鋼片由數(shù)張扇形片組成一個(gè)圓形， 每張扇形片都涂了耐高溫 的無(wú)機(jī)絕緣漆。沖片上沖有嵌放線(xiàn)圈的下線(xiàn)槽及放置槽楔用的鴿尾槽。扇形沖片 利用定子定位筋定位，通過(guò)球墨鑄鐵壓圈施壓，夾緊成一個(gè)剛性圓柱形鐵芯，用 定位筋固定在內(nèi)機(jī)座上。齒部是通過(guò)壓圈內(nèi)側(cè)的非磁性壓指來(lái)壓緊。 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。為了減少端部漏磁通在壓圈和邊段鐵芯中引起的發(fā)熱以及在端部鐵芯中的 附加電氣損耗，在壓圈上裝有全銅屏蔽；邊端

6、鐵芯為階梯狀以增加鐵芯內(nèi)圓與轉(zhuǎn) 子之間的氣隙；并在齒上沖有小槽。轉(zhuǎn)子繞組端部存在大量的漏磁通，另外，發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)定子繞組在鐵芯端部 也產(chǎn)生大量的漏磁通，這些漏磁通主要是垂直進(jìn)入端部定子鐵芯， 從而感應(yīng)出垂 直于軸向的渦流，引起鐵芯端部過(guò)熱。發(fā)電機(jī)在欠勵(lì)條件下運(yùn)行時(shí)，定子繞組會(huì) 產(chǎn)生更多的漏磁通，使鐵芯端部過(guò)熱更為嚴(yán)重。為了減少端部漏磁通在壓圈和邊 段鐵芯中引起的發(fā)熱和在端部鐵芯中的附加電氣損耗， 東方電機(jī)公司采取了以下 措施： 鐵芯端部設(shè)計(jì)成階梯狀鐵芯孔兩端逐漸放大，這可以防止轉(zhuǎn)子漏磁通量過(guò)多聚集在定子鐵芯端部， 而且可以使部分漏磁通轉(zhuǎn)變成垂直于定子軸線(xiàn)的徑向磁通，從而減少損耗降低端部過(guò)熱。

7、在轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈端部采用非磁性護(hù)環(huán)。通過(guò)勵(lì)磁繞組護(hù)環(huán)的去磁作用，增加了漏磁通的磁阻，從而減少了轉(zhuǎn)子端部 漏磁通對(duì)定子鐵芯的影響。 在鐵芯端部表面，采用一塊銅防護(hù)板，既所謂的電屏蔽環(huán)采用電屏蔽的目的是防止端部大部分軸向漏磁通穿過(guò)鐵芯。因?yàn)殍F芯端部采用階梯形后，壓圈處的漏磁會(huì)有所增加，利用漏磁通能在銅防護(hù)板內(nèi)產(chǎn)生的大量 渦流，此渦流的方向?qū)⒆柚孤┐磐ù┻^(guò)。而銅與用作鐵芯端片的石墨鑄鐵相比， 電阻率只有約1/5,根據(jù)磁穿透深度定律，損耗降到大約 1/2，而且銅的導(dǎo)熱系 數(shù)是石墨鑄鐵的5倍，因而，銅防護(hù)板不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱。 鐵芯端部壓圈和鐵芯端板（壓指）米用咼電阻率、低導(dǎo)磁率材料這種材料增大了銅防護(hù)板和鐵芯間的

8、磁阻， 使漏磁通不易穿過(guò)鐵芯，高電阻 率又使該部位渦流減小，故此部件也不會(huì)過(guò)熱。 在鐵芯端部扇形體上開(kāi)槽由于在鐵芯端部扇形齒部開(kāi)槽隙，使得渦流流動(dòng)面積減少了約1/2，于是渦流損耗減小了約3/4。 冷卻風(fēng)系統(tǒng)中，加強(qiáng)對(duì)端部的冷卻。4）定子繞組定子繞組的端部結(jié)構(gòu)如圖4-15所示，它是由嵌入鐵芯槽內(nèi)的絕緣線(xiàn)棒在端 部聯(lián)結(jié)成的線(xiàn)圈，繞組端部為籃式結(jié)構(gòu)，并且由引線(xiàn)環(huán)連接成固定的相帶。 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。軸向可沿支架滑銷(xiāo)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(mǎn)足機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行的要求。圖4-15發(fā)電機(jī)定子端部結(jié)構(gòu)圖在負(fù)載運(yùn)行條件下，定子

9、繞組會(huì)產(chǎn)生自感應(yīng)渦流損耗， 為減少這種損耗，定 子線(xiàn)棒采用了羅貝爾換位形式。所謂換位，就是在線(xiàn)棒編織時(shí)，讓每根線(xiàn)棒沿軸 向長(zhǎng)度，分別處于槽內(nèi)不同高度的位置， 這樣每根線(xiàn)棒的漏電抗相等，使每根導(dǎo) 體內(nèi)電流均勻，減少直線(xiàn)及端部的橫向漏磁通在各股導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的環(huán)流及附加損 耗。定子線(xiàn)棒由矩形的空心和實(shí)心股線(xiàn)混合編織而成，定子繞組就是通過(guò)空心股 線(xiàn)中的水介質(zhì)來(lái)冷卻的。定子線(xiàn)棒端部的所有股線(xiàn)均焊接到水電接頭上， 通過(guò)銅 帶將兩根線(xiàn)棒水電接頭焊在一起形成電氣連接， 構(gòu)成一匝線(xiàn)圈；而所有空心股線(xiàn)中的冷卻水通過(guò)水電接頭的水路接至靠滑環(huán)端的匯流母管，并經(jīng)絕緣引水管進(jìn)入線(xiàn)圈。在發(fā)電機(jī)的集電環(huán)端設(shè)有一條進(jìn)水母管；在汽

10、機(jī)端部設(shè)有一條出水母管。 冷卻水流通道為單向型，即從集電環(huán)端流向汽機(jī)端。匯流母管是直接接地的，從線(xiàn)圈到匯流母管間的連接是采用單個(gè)加強(qiáng)型絕緣 管，這種絕緣管設(shè)計(jì)上能夠受發(fā)電機(jī)的運(yùn)行電壓，這就保證了線(xiàn)圈的對(duì)地絕緣。 但對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，測(cè)量線(xiàn)圈絕緣卻是不方便的。巴凹旦J. 匚二 -* I *圖4-16 疋子線(xiàn)棒的固疋1槽底墊料；2主絕緣；3實(shí)心線(xiàn)；4層間墊料；5半 導(dǎo)體彈性波紋板；6空心線(xiàn)；7傳動(dòng)墊條；8滑動(dòng)楔塊；9錐形楔銷(xiāo)發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒在槽內(nèi)的固定如圖 4-16所示，它有良好的固定：側(cè)面有半 導(dǎo)體彈性波紋板，徑向還用帶斜度的槽楔組合固定。定子繞組端部設(shè)有特殊的支 撐系統(tǒng)，用浸膠滌玻繩綁扎固定在由玻璃

11、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)端部在徑向和周向上為剛性固定， 確保端部固有 頻率遠(yuǎn)離倍頻，避免運(yùn)行中發(fā)生共振。軸向可沿支架滑銷(xiāo)方向，隨負(fù)載或工況變 化而自由地移動(dòng)，大大減少了由于負(fù)載或工況變化在繞組和支撐系統(tǒng)引起的應(yīng) 力，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性及滿(mǎn)足機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行的要求。5）發(fā)電機(jī)出線(xiàn)發(fā)電機(jī)各相和中性點(diǎn)出線(xiàn)均通過(guò)集電環(huán)端機(jī)座下部出線(xiàn)罩引出機(jī)座，在出線(xiàn)罩與定子外機(jī)座之間放置有密封墊以維持氣密性。 出線(xiàn)罩板采用非磁性材料以減 少定子電流產(chǎn)生的渦流損耗。出線(xiàn)罩板下方開(kāi)有排泄孔以防止引線(xiàn)周?chē)e存油或 水。圖4-17發(fā)電機(jī)定子出線(xiàn)及氫冷回路定子出線(xiàn)及氫冷回路如圖4-17所示

12、。定子出線(xiàn)通過(guò)高壓絕緣套管穿出機(jī)殼 外，套管由整體的陶瓷和銅導(dǎo)電桿組成， 導(dǎo)電桿兩端鍍銀。過(guò)渡引線(xiàn)及出線(xiàn)套管 均采用氫氣內(nèi)冷，套管上裝有電流互感器供測(cè)量和保護(hù)用。 氫氣從銅導(dǎo)電桿上端 的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入導(dǎo)電桿內(nèi)管，在底部轉(zhuǎn)入雙層銅管的環(huán)形空間，通過(guò)上部一特殊接 頭排入過(guò)渡引線(xiàn)，再由固定過(guò)渡引線(xiàn)的空心磁套管排入出線(xiàn)罩的夾層風(fēng)道后進(jìn)入 內(nèi)外端蓋間的低壓風(fēng)區(qū)。6）測(cè)溫元件和出線(xiàn)板熱電阻：在定子繞組的每一相的最熱點(diǎn)埋設(shè)有檢溫計(jì) （R.T.D），測(cè)量繞組的 溫度。而線(xiàn)棒溫度，采用每個(gè)槽內(nèi)上下層線(xiàn)棒間埋置的電阻檢溫計(jì)來(lái)測(cè)量。 鐵芯 溫度用埋置的熱電偶測(cè)量。此外，在冷卻器的進(jìn)風(fēng)區(qū)埋設(shè)有電阻檢溫計(jì)， 以測(cè)量 冷卻器

13、的進(jìn)出風(fēng)溫。所有機(jī)內(nèi)的檢溫計(jì)均通過(guò)機(jī)座下部的接線(xiàn)端子板引出。熱電偶：由于發(fā)電機(jī)在欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)，定子端部部件的溫度會(huì)很高，這些部位 均埋設(shè)熱電偶以測(cè)量溫度。在定子壓圈，銅屏蔽和鐵芯邊段齒部、軛部測(cè)量部位 所安裝的熱電偶是銅一康熱電偶，其傳感部件焊在測(cè)點(diǎn)位置。定子線(xiàn)圈出水溫度，采用布置在出水接頭上的熱電偶測(cè)量。軸瓦溫度采用埋置在鎢金下的熱電偶測(cè)量。熱電偶的股線(xiàn)和保護(hù)套之間的間隙用陶瓷物質(zhì)填充， 使股線(xiàn)與外層空氣隔絕， 并可避免熱電偶在空氣中和高溫下被腐蝕。 熱電偶引線(xiàn)（玻璃絲包股線(xiàn)）被引至 測(cè)溫端子箱的出線(xiàn)板上。4發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子1）轉(zhuǎn)子本體發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是由一根整體合金鋼鍛件加工而成， 在轉(zhuǎn)子本體上徑向地開(kāi)

14、有許 多縱向槽用于安裝轉(zhuǎn)子繞組，同時(shí)作為磁路。轉(zhuǎn)子繞組在槽內(nèi)由鋁合金和鋼槽楔 緊固以抵御離心力。這種磁性和非磁性?xún)煞N槽楔的應(yīng)用能夠保證合理的磁通分 布。這些槽楔均楔入了轉(zhuǎn)子槽口處的鴿尾槽內(nèi)。 轉(zhuǎn)子大齒上加工橫向槽（即月牙 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)。2）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組由高強(qiáng)度含銀銅線(xiàn)制成，具有較高的抗蠕變能力，從而提高了發(fā)電 機(jī)承擔(dān)調(diào)峰負(fù)荷的能力。為防止由于離心力的作用，對(duì)轉(zhuǎn)子繞組端部產(chǎn)生破壞， 轉(zhuǎn)子線(xiàn)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。采用了高 強(qiáng)

15、度、非磁性合金鋼鍛件加工而成的護(hù)環(huán)， 熱套在轉(zhuǎn)子本體兩端，采用懸掛式嵌 裝，一端與轉(zhuǎn)子本體熱套配合，另一端為懸掛式。轉(zhuǎn)子繞組與護(hù)環(huán)之間采用模壓 的絕緣環(huán)絕緣。為了隔開(kāi)和支撐端部線(xiàn)圈，限制它們之間由于溫差和離心力引起 的位移，端部繞組間隔塊放置了模壓的環(huán)氧玻璃布絕緣塊。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)表面涂有低摩檫系數(shù)的干性滑移 劑，使轉(zhuǎn)子銅線(xiàn)在負(fù)荷及工況變化引起熱脹冷縮時(shí)可沿軸向自由收縮，以滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)調(diào)峰運(yùn)行的要求。3）轉(zhuǎn)子引線(xiàn)和集電環(huán)通過(guò)轉(zhuǎn)子引線(xiàn)與集電環(huán)以及電刷裝置，可以給發(fā)電機(jī)提供額定出力及強(qiáng)勵(lì)時(shí) 所需的勵(lì)磁電

16、流。轉(zhuǎn)子電流通過(guò)電刷通入熱套在轉(zhuǎn)子外伸端的集電環(huán)， 再通過(guò)與 集電環(huán)相聯(lián)接的徑向和軸向?qū)щ娐輻U傳到轉(zhuǎn)子繞組。 導(dǎo)電螺桿用高強(qiáng)度和高導(dǎo)電 率的銅合金制成。導(dǎo)電螺桿與轉(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，是一對(duì)帶溝槽的鋼環(huán)，經(jīng)絕緣后熱套在轉(zhuǎn)子軸上 的。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。 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。兩集電環(huán)間設(shè)有同軸離心式風(fēng)扇以冷卻集電環(huán)和電刷。4）護(hù)環(huán)、中心環(huán)、阻尼環(huán)因?yàn)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈端部受到很大的離心力的作用，為了防止對(duì)轉(zhuǎn)子 線(xiàn)圈端部的破壞，采用了非磁性、高強(qiáng)度合金鋼（Mn 18Cr

17、18鍛件加工而成的護(hù) 環(huán)來(lái)保護(hù)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈端部。護(hù)環(huán)分別裝配在轉(zhuǎn)子本體兩端，與本體端熱套配合，另 一端熱套在懸掛的中心環(huán)上。轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈與護(hù)環(huán)之間采用模壓的絕緣環(huán)絕緣。 為了 隔開(kāi)和支撐端部線(xiàn)圈，限制它們之間由于溫差和離心力引起的位移， 端部線(xiàn)圈間 放置了模壓的環(huán)氧玻璃布絕緣塊。中心環(huán)對(duì)護(hù)環(huán)起著與轉(zhuǎn)軸同心的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸的撓度不會(huì)使護(hù)環(huán) 受到交變應(yīng)力作用而損傷。中心環(huán)還有防止轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈端部軸向位移的作用。為減少由于不平衡負(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（負(fù)序電流和異步運(yùn)行）的能力，采用了半阻尼繞組，在轉(zhuǎn)子本體 兩端（護(hù)環(huán)下）設(shè)有阻尼繞組，結(jié)構(gòu)示意圖如圖 4-18所示

18、。該半阻尼繞組只在 轉(zhuǎn)子兩端裝梳齒狀的用紫銅板制成的阻尼環(huán)，其梳齒伸進(jìn)每個(gè)槽及大齒上阻尼槽 的槽楔下，由槽楔壓緊。阻尼電流通路是由護(hù)環(huán)、槽楔、阻尼銅條形成的阻尼系 統(tǒng)。圖4-18發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼繞組5）碳刷碳刷是將勵(lì)磁電流投入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組的關(guān)鍵部件。為了能在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)安全、迅速地更換電刷，采用了盒式刷握結(jié)構(gòu)。每次可換一組（4個(gè)）電刷。通入轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的電刷是由天然石磨材料粘結(jié)制成。 碳刷具有低的摩擦系 數(shù)和自潤(rùn)滑作用。每個(gè)碳刷帶有兩柔性的銅引線(xiàn)（即刷辮）。采用恒壓式彈簧徑 向地裝在刷盒上，從而在電刷長(zhǎng)度達(dá)到磨損極限之前沒(méi)必要調(diào)整彈簧壓力。彈簧的壓力施加在碳刷中心線(xiàn)上，彈簧是一種螺旋式的，

19、壓力是恒定的。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，具體結(jié)構(gòu)如圖 4-19所示。刷辮圖 4-19發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷結(jié)構(gòu)電刷的更換：正常操作條件下，電刷磨損量在 1000小時(shí)時(shí)為1015mm當(dāng) 電刷長(zhǎng)度達(dá)到接近磨損極限時(shí)，電刷軟導(dǎo)線(xiàn)處于幾乎完全伸長(zhǎng)的狀態(tài)。 因此，在 電刷上標(biāo)有一條磨損極限，如果電刷磨損超過(guò)這條線(xiàn)，將不能繼續(xù)使用，需進(jìn)行 更換。5發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)以氫氣作為主要冷卻介質(zhì)，采用徑向多流式密閉循環(huán)通風(fēng)方式運(yùn)行， 定子繞組采用單獨(dú)的水冷卻系統(tǒng)，而氫氣冷卻系統(tǒng)，包括風(fēng)扇盒氫氣冷卻器完整 地置于發(fā)電機(jī)內(nèi)部。1）定子通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)定子鐵芯沿軸向分為15個(gè)風(fēng)區(qū)，7

20、個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)和8個(gè)出風(fēng)區(qū)相間布置 裝在轉(zhuǎn)子上的兩個(gè)軸流風(fēng)扇（汽、勵(lì)側(cè)各一）將風(fēng)分別鼓入氣隙和鐵芯背部，進(jìn) 入背部的氣流沿鐵芯徑向風(fēng)道冷卻進(jìn)風(fēng)區(qū)鐵芯后進(jìn)入氣隙；少部分風(fēng)進(jìn)入轉(zhuǎn)子槽 內(nèi)風(fēng)道，冷卻轉(zhuǎn)子繞組；其它大部分再折回鐵芯，冷卻出風(fēng)區(qū)的鐵芯，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。為了防止風(fēng)路的短路，常在定轉(zhuǎn)子之間氣隙中冷熱風(fēng)區(qū)間的定子鐵芯上加 裝氣隙隔環(huán)，以避免由轉(zhuǎn)子拋出的熱風(fēng)吸入轉(zhuǎn)子再循環(huán)。I II? OAS COOI FRStator Core2）轉(zhuǎn)子通風(fēng)系統(tǒng)圖4-20轉(zhuǎn)子

21、通風(fēng)冷卻方式轉(zhuǎn)子通風(fēng)冷卻方式如圖4-20所示，分為下面兩種情況： 轉(zhuǎn)子本體段的導(dǎo)體冷卻采用的氣隙取氣徑向斜流式通風(fēng)系統(tǒng)：在轉(zhuǎn)子線(xiàn)棒鑿了兩排不同方向的斜流孔至槽底，于是，沿轉(zhuǎn)子本體軸向就形成了若干個(gè)平行 的斜流通道。通過(guò)這些通道，冷卻用氫氣交替的進(jìn)入和流出轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)風(fēng)口的風(fēng) 斗，迫使冷卻氫氣以與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相匹配的速度通過(guò)斜流通道到達(dá)導(dǎo)體槽的底部，然后拐向另一側(cè)同樣沿斜流通道流出導(dǎo)體。 從每個(gè)進(jìn)風(fēng)口鼓進(jìn)的冷風(fēng)是分成兩條 斜流通道向兩個(gè)方向流進(jìn)導(dǎo)體，同樣，有兩條出風(fēng)通道匯流在一起從出風(fēng)口流出 進(jìn)入氣隙。因此，每個(gè)通道從平行線(xiàn)棒縱向切面看成“ V形，而垂直線(xiàn)棒橫斷 面投視圖為“ U形。 由于任何數(shù)量的斜

22、流段都可以沿軸向排列，因而轉(zhuǎn)子繞組的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式與轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，具有很方便的靈活性。日立所供發(fā)電機(jī)共分成15個(gè)風(fēng)區(qū)（7進(jìn)8出），每個(gè)風(fēng)區(qū)有8個(gè)通道，共81個(gè)通風(fēng)道。轉(zhuǎn)子通氫冷卻通風(fēng)孔個(gè)數(shù)： 進(jìn)風(fēng)區(qū)一個(gè)槽里面有48個(gè)孔，共有32個(gè)槽，合計(jì)32X 48=1536個(gè)；出風(fēng)區(qū)一個(gè) 槽里面有56個(gè)孔，共有32個(gè)槽，合計(jì)32 X 56=1792個(gè)；用于端部冷卻每一段為 4個(gè)孔，兩端共8個(gè)孔。沿轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度方向，高溫出風(fēng)區(qū)和低溫進(jìn)風(fēng)區(qū)交替分布。 同時(shí)定子的進(jìn)出風(fēng)區(qū)與轉(zhuǎn)子的進(jìn)風(fēng)區(qū)相匹配， 并采用靜止擋風(fēng)板以限制熱風(fēng)在轉(zhuǎn) 子中的再循環(huán)，另外，從定子流進(jìn)氣隙的氣流量比進(jìn)入轉(zhuǎn)子的氣流量大，進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)子熱氣量的再循

23、環(huán)。因此轉(zhuǎn)子銅線(xiàn)溫度比較均勻。對(duì)于轉(zhuǎn)子兩端繞組，斜流氣隙取氣系統(tǒng)所冷卻不到的部分， 冷卻氣體由風(fēng)扇 壓迫進(jìn)入護(hù)環(huán)下的軸向風(fēng)道（第 7個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)），然后從本體端部由徑向風(fēng)道進(jìn)入 氣隙。3）氫氣冷卻器為減少氫冷發(fā)電機(jī)的通風(fēng)阻力和縮短風(fēng)道， 氫氣冷卻器安放在機(jī)座內(nèi)的矩形 框內(nèi)。冷卻器為四組，立放在發(fā)電機(jī)機(jī)座的四角。冷卻器和機(jī)座間的密封墊結(jié)構(gòu) 既可以密封氫氣，又可以在冷卻器因溫度變化脹縮時(shí)起到補(bǔ)償作用，從而始終起 到良好的密封作用。氫氣冷卻器的水箱結(jié)構(gòu)保證了發(fā)電機(jī)在充氫的狀態(tài)下，可以打開(kāi)水箱清洗冷卻水管，當(dāng)冷卻器水管從外部水管拆開(kāi)后，氫氣冷卻器可以從發(fā) 電機(jī)中抽出。主要部件如下： 冷卻器框架：冷卻器框架

24、由兩個(gè)側(cè)板和兩個(gè)端板組成。 在定子機(jī)座和冷卻 器外壁板之間裝有擋風(fēng)板，以迫使氫氣通過(guò)冷卻器，從而提高冷卻效果。 冷卻水管：冷卻水管為白銅管，純銅翼片螺旋狀纏繞在冷卻水管外以增加 散熱面積，翼片錫焊在水管上，以提高熱傳導(dǎo)能力。冷卻水管很長(zhǎng)，在適當(dāng)?shù)目?間間隔位置放置支撐隔板，該處水管外套橡膠套管，橡膠套管外徑比翼片外徑稍 大，以便其能緊密地與支撐隔板配合，使水管被固緊。 水箱：水箱由螺栓與承管板把合，當(dāng)檢查或者維修需拆卸上水箱時(shí)， 先松 開(kāi)把合螺栓，然后用吊攀螺釘起吊上水箱。 冷卻水管，承管板：冷卻水管末端插入不銹鋼承管板中，且被脹緊。上部承管板把合在冷卻器框架的端板上，并與外機(jī)座把合固定。下部

25、承管板與外機(jī)座 之間并不接觸，在它們之間由特別設(shè)計(jì)的裝置構(gòu)成氣密， 氣密部件與承管板的側(cè) 面相互接觸但并不固定，使承管板能夠沿冷卻器長(zhǎng)度方向伸縮， 防止由于冷卻水 管的膨脹系數(shù)與外機(jī)座的膨脹系數(shù)不同而引起熱應(yīng)力損害下部承管板側(cè)面為精加工的氣密面， 當(dāng)該面出現(xiàn)缺陷時(shí)，需用油石磨平，當(dāng)缺陷很深以致用油石無(wú) 法修磨平時(shí)，則需補(bǔ)焊并重新加工。 密封墊板：為防止漏水，在水箱和承管板之間設(shè)有橡皮密封墊板。 放氣管：為防止冷卻水流被聚集的氣體阻塞， 冷卻器內(nèi)設(shè)有放氣管。該放 氣管出口在下水箱外部。放氣管向上穿過(guò)冷卻水管至上水箱，在上水箱蓋上鉆孔 并用塞子塞住，該孔位置應(yīng)正對(duì)放氣管口部。如果放氣管被異物堵塞，

26、即可將塞 子拔掉，用前端磨成錐形的直桿插入管中清理， 如果放氣管取走，該孔也可作緊 急放氣孔使用。如需將放氣管取出，貝U拆除下水箱，轉(zhuǎn)動(dòng)放氣管，即可取出，拆 卸方便。6發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)變壓器發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)流過(guò)的電流是發(fā)電機(jī)及其連接 的廠(chǎng)用分支、封閉母線(xiàn)和主變低壓繞組的對(duì)地電容電流。 當(dāng)接地電容電流超過(guò)允 許值時(shí)，將燒傷定子鐵芯，進(jìn)而可能損壞定子繞組絕緣，導(dǎo)致匝間或相間短路。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式一般有中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地，以及 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地等多種方式。我廠(chǎng)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用“經(jīng)高電阻接地”方式，經(jīng)副邊帶電阻的配電變壓器 接地，也就是中性點(diǎn)和地之間連接一配電變

27、壓器，在其二次側(cè)連接一只電阻，中性點(diǎn)線(xiàn)路的阻抗值增大，起到限制接地電流作用。這種接地方式可保持發(fā)電機(jī)單相接地時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，使運(yùn)行可靠性提高，但這種方式有三個(gè)限制。1、為了保證系統(tǒng)在單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的健全相過(guò)電壓不超過(guò)額定相 電壓的2.6倍，因此，中性點(diǎn)接地電阻在單相接地時(shí)消耗的功率不能少于正常時(shí) 三相總?cè)萘康某潆姛o(wú)功功率（PKVA.R的1.5倍。2、為了使在系統(tǒng)單相接地故障時(shí)，繼電保護(hù)能迅速可靠地動(dòng)作，發(fā)出警報(bào) 并指出故障回路，要求單相故障接地電流不小于 10A。3、為了減少單相接地故障時(shí)對(duì)設(shè)備的損壞程度，接地故障電流應(yīng)限制在不 大于15A的范圍內(nèi)。同時(shí)為了保護(hù)發(fā)電機(jī)，在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前應(yīng)將發(fā)

28、電機(jī)中性點(diǎn)隔離刀閘合好。發(fā)電機(jī)技術(shù)規(guī)范1. 基本技術(shù)數(shù)據(jù)額定容量1120 MVA額定功率1000 MW最大連續(xù)輸出出力（TMCR1100 MW（注：在額定氫壓、額定功率因數(shù)、冷卻器冷卻水溫為38C下能與汽輪機(jī)最大連續(xù)出力相匹配。） 額定電壓 額定功率因數(shù) 頻率 額定轉(zhuǎn)速 冷卻方式定子繞組絕緣等級(jí)F轉(zhuǎn)子繞組絕緣等級(jí)F定子鐵芯絕緣等級(jí)F短路比直軸瞬變電抗（飽和值）X d 直軸超瞬變電抗（飽和值）X d效率相數(shù)極數(shù)定子繞組接線(xiàn)方式承受負(fù)序電流能力穩(wěn)態(tài)： I2/IN暫態(tài)：（I2/IN）2t27 KV0.9 （滯后）50 Hz3000 r/min 水氫氫（注：按B級(jí)絕緣溫升考核）（注：按B級(jí)絕緣溫升考核

29、）（注：按B級(jí)絕緣溫升考核） 0.5不大于0.28不小于0.15 99%32Y Y 6 % 6 s0.52 MPa） 10Nm3/24hdB（A）額定氫壓： 漏氫量（折算為額定氫壓下的保證值噪音：852. 旋轉(zhuǎn)方向和出線(xiàn)端子發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與汽輪機(jī)相一致。發(fā)電機(jī)定子繞組出線(xiàn)端子數(shù)目為6個(gè)。3. 發(fā)電機(jī)各部位允許振動(dòng)值發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，軸承座振動(dòng)限值（雙倍振幅）水平、垂直方向 為20卩m軸振相對(duì)位移限值為50卩發(fā)電機(jī)軸頸和軸承座上設(shè)有滿(mǎn)足 TSI、TDM等要求的裝振動(dòng)檢測(cè)元件的位置。 勵(lì)端軸頭留有裝設(shè)測(cè)速裝置的位置。定子鐵芯和機(jī)座振動(dòng)的固有頻率避開(kāi)基頻和倍頻土 10 %以上，以防止共振。

30、冷態(tài)下端部繞組模態(tài)試驗(yàn)的橢圓型固有振動(dòng)頻率及端部繞組中的鼻端、引線(xiàn)、過(guò)渡引線(xiàn)的固有振動(dòng)頻率合格的范圍為 fz 115 Hz。運(yùn)行時(shí)振 幅控制值為250卩m臨界轉(zhuǎn)速避開(kāi)額定轉(zhuǎn)速的土 15 %范圍，通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，軸的振動(dòng)值不大 于150卩m,軸承座的振動(dòng)值不大于 80卩m4. 測(cè)溫元件位置及數(shù)量定子鐵芯（汽、勵(lì)端）、壓指、銅屏蔽設(shè)置足夠數(shù)量的測(cè)溫元件，埋置工藝 確保測(cè)溫準(zhǔn)確、長(zhǎng)期可靠工作。裝設(shè)位置考慮到引線(xiàn)環(huán)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響，滿(mǎn)足進(jìn)相試驗(yàn)的要求。每個(gè)氫氣冷卻器進(jìn)、出風(fēng)處各裝設(shè)測(cè)溫元件 2個(gè)。各軸承上裝設(shè)測(cè)量油溫的就地溫度計(jì)和測(cè)溫元件，并在回油管上設(shè)有視察 窗；在各軸瓦上裝設(shè)測(cè)溫元件2個(gè)。在定子

31、每槽內(nèi)上下層繞組間埋置測(cè)溫元件 2個(gè)（其中1個(gè)備用）。在定子水路的進(jìn)、出水管處裝有就地溫度計(jì)和測(cè)溫元件。每個(gè)定子線(xiàn)棒引水管出口端裝設(shè)測(cè)量出水溫度測(cè)溫元件1個(gè)。每個(gè)冷、熱氫區(qū)域各裝設(shè)測(cè)溫元件1個(gè)。集電環(huán)排氣口裝設(shè)測(cè)溫元件1個(gè)。測(cè)量冷卻介質(zhì)（氫氣或冷卻水）的溫度，按下列要求裝設(shè)測(cè)溫元件； 定子機(jī)座上溫度最高點(diǎn)處裝設(shè)不少于一個(gè)就地溫度計(jì)和測(cè)溫元件； 冷卻水進(jìn)、出口處均裝設(shè)不少于一個(gè)就地溫度計(jì)和測(cè)溫元件。表4.1 發(fā)電機(jī)測(cè)溫兀件表序號(hào)測(cè)點(diǎn)名稱(chēng)類(lèi)型安裝位置數(shù)量（個(gè)）1氫冷卻器進(jìn)風(fēng)RTD氫冷卻器進(jìn)口處42氫冷卻器進(jìn)風(fēng)RTD氫冷卻器進(jìn)口處43定子線(xiàn)圈RTD定子線(xiàn)圈層間P 844定子冷卻水總進(jìn)水T.C和就地溫

32、度計(jì)發(fā)電機(jī)進(jìn)水口15定子冷卻水總出水T.C和就地溫度計(jì)發(fā)電機(jī)出水口16定子冷卻水出水T.C每個(gè)定子線(xiàn)棒引水管出口端r 427集電環(huán)出風(fēng)RTD集電環(huán)罩出風(fēng)口18氫冷卻器進(jìn)水T.C氫冷卻器進(jìn)水口19氫冷卻器出水T.C氫冷卻器出水口P 110軸承金屬T.C每個(gè)軸瓦2個(gè)411定子鐵心端部T.C邊段鐵心612定子端部結(jié)構(gòu)T.C壓指、銅屏蔽、P 1213機(jī)座T.C/就地機(jī)座中部1/15 自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置發(fā)電機(jī)裝設(shè)漏水、漏油、漏氫、氫氣濕度、局放、絕緣過(guò)熱檢測(cè)儀及轉(zhuǎn)子繞組匝間短路探頭和氫、油、水系統(tǒng)中的其他檢測(cè)儀等檢測(cè)裝置。6 發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子各部分溫度和溫升的限值發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子各部分溫度和溫升的限值符合國(guó)標(biāo) G

33、B / T7064 2002 “型 步電機(jī)的技術(shù)要求”中的規(guī)定。熱電阻均選用 Pt 100，熱電偶選用E分度（用 于機(jī)外）和T分度（用于機(jī)內(nèi)）。7 軸承溫度發(fā)電機(jī)軸承排油溫度不超過(guò)70 C,軸瓦金屬最高溫度不超過(guò)100 C,但鎢 金材料允許在110 C以下長(zhǎng)期運(yùn)行。8 電壓和頻率范圍發(fā)電機(jī)在額定功率因數(shù)，電壓變化范圍為土 5 %時(shí)，能連續(xù)輸出額定功率。9波形畸變率發(fā)電機(jī)在空載額定電壓和額定轉(zhuǎn)速下，其空載線(xiàn)電壓波形正弦性畸變率不超 過(guò)3 %,其線(xiàn)電壓的電話(huà)諧波因數(shù)不超過(guò) 1 %。10直流電阻誤差定子繞組在冷態(tài)下，任何兩相直流電阻之差，在排除由于引線(xiàn)長(zhǎng)度不同而引 起的誤差后不超過(guò)其最小值的1.5

34、%。11轉(zhuǎn)軸接地采取有效措施，防止有害的軸電流和軸電壓，非傳動(dòng)端軸承設(shè)有雙層絕緣， 易于運(yùn)行中監(jiān)測(cè)絕緣電阻；汽端軸伸通過(guò)接地電刷良好接地。12過(guò)載能力發(fā)電機(jī)具有一定的短時(shí)過(guò)負(fù)荷能力， 能承受1.5倍的額定定子電流歷時(shí)30 s，而不發(fā)生有害變形及接頭開(kāi)焊等情況。發(fā)電機(jī)允許過(guò)電流時(shí)間與過(guò)電流倍數(shù)按以下公式計(jì)算：(12 1) t = 37.5 s 注：適用范圍 t=10 s-60 s13進(jìn)相運(yùn)行能力發(fā)電機(jī)能在額定負(fù)荷、功率因數(shù) 0.95 (超前)時(shí)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。14調(diào)峰能力發(fā)電機(jī)具有調(diào)峰運(yùn)行能力，機(jī)組啟停次數(shù)不少于10000次，而不產(chǎn)生有 害變形。15異常運(yùn)行發(fā)電機(jī)失磁后在30 s內(nèi)應(yīng)將負(fù)荷減至0.6標(biāo)么值；在90 s內(nèi)減至0.4 標(biāo)么值。定、轉(zhuǎn)子電流不大于1.0 1.1標(biāo)么值，允許失磁運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)15 min。 發(fā)電機(jī)具有上述失磁能力。但作為失磁保護(hù)，發(fā)電機(jī)失磁延時(shí)1s后停機(jī)。16負(fù)荷變化率發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化率能滿(mǎn)足汽輪機(jī)定壓運(yùn)行和滑壓運(yùn)行的要求。17強(qiáng)迫停機(jī)率發(fā)電機(jī)的強(qiáng)迫停機(jī)率小于0.5 %可用率不小于99 %年利用小時(shí)不小于 6500。4.3 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范1、 定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯的絕緣均采用 F級(jí)絕