大型汽轮发电机结构介绍

大型汽轮发电机结构介绍广东珠海金湾发电有限公司傅自清2008－07QFSN-600-2汽轮发电机特点保留80年代引进西屋公司600MW汽轮发电机成熟技术，如穿心螺杆、磁屏蔽、分块压板固定的定子铁心，上下层不同截面的定子线圈，刚－柔结构的定子端部固定，端盖式轴承，可倾式轴瓦，双流双环式密封瓦，大电流集电环和刷握等转子采用国内外成熟的中间铣孔，气隙取气，多路斜流通风冷却技术改进转子阻尼结构上海和哈尔滨两厂联合设计满足电力部门对600MW发电机的优化要求主要性能参数600MW291MVar20kV19245ACOSΦ0.93相双Y接法水氢氢冷却氢压0.4MPaF级绝缘（B级考核）短路比0.54负序能力稳态I210%暂态I22t10秒效率98.94％励磁407V4145A电阻（15℃）定子每相1.223mΩ转子0.0755Ω电抗Xd2.155Xq2.10重量转子66t定子320t总重490t发电机本体结构（一）定子：机座隔振结构铁心绕组出线出线盒定子水路氢气冷却端盖轴承机座及隔振结构耐爆型压力容器水压试验（1.06MPa15min)优质中厚钢板及锅炉钢板冷作拼焊隔振结构－－切向弹簧板支撑结构，减少铁心倍频振动传到机座和基础整体机座（三段式内外式）铁心结构0.5mm厚高导磁、低损耗、无取向冷轧硅钢片叠压成形F级环氧绝缘扇形片，42槽轴向反磁钢支持（定位）筋螺杆－－42根高强度反磁钢绝缘穿心螺杆－－42根周向采用夹紧环和夹紧螺杆固定反磁钢压指，阶梯形磁屏蔽、反磁钢分块压板构成端部结构铁心内径1316mm，外径2674mm，轴向长度6300mm，6mm通风沟，叠片96段由机座环板，风区隔环形成11个风区（5进6出与转子对应）端部结构端部结构通风槽片定子绕组线棒数：上层42，下层42，两路并联上下层不等截面：截面比1:0.8，上层附加损耗大，截面大，水流量大，使发热均匀水内冷空/实心铜线比例1:2，上层：空心线4×5－－4.7×7.5壁厚1.35实心线4×10－－2.24×7.5下层：空心线4×4－－4.7×7.5壁厚1.35实心线4×8－－2.24×7.5端部渐开线，鼻部不等节距，相间距离增大(q=7每相组7根线棒）定子下层线棒截面定子水电连接图定子绕组槽内及槽楔布置示意图每槽有孔槽楔21根定子端部绕组结构示意图定子引出线12根并联环引线两路并联机内软连接线6根主引线出线瓷套管3只出线瓷套管机外软连接线封母线3只中性点瓷套管中性点母板机外软连接线中性点接地变压器单支并联环双支并联环机内软连接线并联环引线出线盒耐爆压力容器水压试验气密试验（与机座相同）反磁性不锈钢钢板拼焊与机座结合面T型密封槽压注密封胶密封内装6支出线瓷套管外挂6×4支电流互感器主引线并联接头水接头出线盒定子水路84根定子线棒12根并联环引线6根主引线6支出线套管(中性点母线板)励端汇水管汽端汇水管出线盒内小汇水管总进水管总出水管焊汽端汇水管出水热电偶出水测温元件出线盒内小汇水管出线盒小汇水管外部水管接头氢气冷却器背包卧式冷却器置于冷却器外罩内汽励两端对称布置各一支每支冷却器分成两个独立水路氢气冷却器带走发电机70％左右的损耗约4000kW（定子冷却水，轴承和密封油带走约2500kW）穿片式冷却效率高氢气冷却器水压试验（二）转子转轴本体转子绕组槽楔阻尼系统转子风路护环联轴器风扇集电环轴承转轴高强度导磁性良好合金钢25CrNi4MoV整体锻件本体轴向32个嵌线槽6个阻尼槽大齿（极面）各开22个横向月牙槽大齿两端各开2个端部出风月牙槽日本制钢所提供珠海两台由日本三菱电机公司完成机加工转子绕组冷拉含银无氧铜线每极8组转子线圈1号线圈6匝2～8号线圈各8匝，每极62匝，共计124匝每匝由上下两根铜线组成每圈导体由直线、弯角、端部圆弧中频焊接组成直线部分铜线铣出通风孔，构成斜流风道端部由两根冷拉成形的П形铜线上下对叠成形槽内对地绝缘为高强度复合箔热压成形槽衬匝间绝缘为带状玻璃布板粘贴在导体底部匝间绝缘垫条端部线圈两根铜线组成一匝端部线圈通风孔通风系统发电机风路：径向通风，轴向分为11风区—“5进6出”，定转子径向耦合，带气隙隔板转子风路特点：气隙取气斜流通风系统，一斗两路，即一个风斗对应两路相反方向的斜流风道Z1,Z3,Z5,Z7,Z9,Z11为出风区Z2,Z4,Z6,Z8,Z10为进风区（两个端部进风区）Z1和Z11出风区每槽有8个出风孔，其它出风区每槽均为7个出风孔，槽楔上通风孔总数=（2×8＋9×7）×32＝2528，中部出风区对应相邻两个进风区，端部出风区（Z1和Z11）则对应一个相邻进风区和一路端部进风区出风区进风区出风区端部进风端部进风转子风路示意图出风孔进风孔转子槽楔LY12高强度铝合金制成端头槽楔和阻尼槽楔由铍钴锆铜合金制成在每两根槽楔的连接处设置镀银的搭接块径向开通风孔顶部加工成进、出风斗11个风区5进6出一斗两路通风进风斗5路每槽5根5×7＝35个进风孔出风斗6路每槽6根2×8＋4×7＝44个出风孔每槽通风孔数79整台转子2528个通风孔护环风扇联轴器护环为耐应力腐蚀的18Mn18Cr高强度反磁合金钢护环和中心环热套在转子本体端部的配合面上为悬挂式结构中心环、风扇环、联轴器均为合金钢锻件单级螺浆式风扇对称布置在转子两端向定子铁芯背部及转子护环内部送风。风扇叶片为铝合金锻件转子阻尼系统大齿上的阻尼：每极开三个阻尼槽。槽内放置高导电率、高强度的铍钴锆铜槽楔，在两根阻尼槽楔的连接处设置一个镀银的铍钴锆铜搭接块，并在搭接块底部的凹槽内放入两个弹簧以顶住槽楔，保证搭接块和两根槽楔之间有良好的电连接。嵌线槽内的阻尼：在每两根槽楔的连接处也设置镀银的搭接块，以保证槽楔之间有良好的电连接。降低月牙槽两端的过热，提高负序能力暂态I22t≥10秒稳态I2≥10%集电环集电环外径380mm长度400mm×2材质40Cr2MoV合金钢总长2170mm带联轴器和稳定座式轴承自带离心式风扇通风外径650mm长度200mm每极2×6＝12只刷盒每极电刷数＝6×12＝72全台共计144只电刷电刷尺寸25×32×100电刷牌号NCC634(上海摩根）LFC554(法国罗兰）集电环装配端盖轴承端盖轴承：发电机的轴承与密封支座都装在端盖上。缩短转轴长度并具有良好的支承刚度，轴承中心线距机座端面较近，使端盖在支承重量和承受机内氢压时变形最小，保证可靠的气密性。分块式可倾瓦轴承上半部为圆柱瓦，下半部轴瓦则为二块纯铜瓦基体的可倾瓦，其抗油膜扰动能力强，具有良好的运行稳定性。分块瓦下有瓦托，瓦块与瓦托的支承点在45º的中心线上油密封装配及密封油装置双环双流环式油密封系统通过轴颈与环式密封瓦氢气侧与空气侧之间的油流阻止了氢气外逸。差压阀跟踪机内氢压，控制空侧油压高于氢压0.084MPa双流即密封瓦的氢气侧与空气侧各有独立的油路。氢侧和空侧平衡差压小于490Pa当两路密封油经过密封支座上各自的油道、进入双流密封瓦中各自的油槽时，平衡阀控制着氢侧进油系统使氢侧油压与空侧油压维持均衡两路密封油互不相让，各自从轴颈表面分别流向氢侧与空侧，充分发挥了密封氢气的作用密封油系统原理示意图