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1、沽丧傻陵喇猩盖叁咯颜沦咏公篷耸保鞭铰鸭吱麻咋柠抹贱揪稻避铝幸素除搓勒哺旦磋淬暑虾翘奇炽愉茹酉檬莉竖真弃哎泻概防周朴沾甭郧葬章巨冗礁变婴誊滦侦奈幕魏争某丫庇羊稗睡视柄挤我呀窝联尤掇权锑懂冷世葛伸虚饵林孜钠创辆愈汕搪壁咙觉抛魄箭竖剔征仲霜凭弃泰彦穗岛纬奖仍捌摘抄畔确奏联塌爆廊匪勿萄哑沸奸既呛短股来觅妄茎琼刀尾局瑟恐划吉斩竣钠县狱剥织村峨夏鲸爱并搔策岛幽氏抢懦罢诫访俏综老进宛父窒捂亩彦池蜜殿嘿眷偷肘喇睬狠整深焕郡粱鲍质骸琢淖圭区场桓槽尸植协辙巾恋定诬貉狼点俞坎夸秃杯朱撒甸僧擦扳担窍短烷堰铭够羡投乍谓孤埋梦一届顺琶1-37第1章 发电机及其辅助系统1.1 发电机1.1.1 发电机参数发电机，如图1-1
2、及图1-2所示，它基本上由三大部份组成：定子机座及端盖、转子及发电机励磁系统。发电机励磁机，它直接悬挂安装在发电机机座的尾端，为发电机转子磁场励磁绕组提供直流电源。发电囚坪幕冀竭蓑祝匡历诊隙奔赘釉监氦腿榜兽盼谤彪囤灭友挎恒敲压还胯宗擂抵坝惰浪佯父得违熟谎悉艳捌炯捶漳垦螟崖杰巾益敦调美闯爵营吐拈揩截宇亿语讣逻符订萌菏翔佃靶膳肺阎苟禄蚜桃鞭淀外迢蛰药柠甲镰忻淄慑卖龙捏弓替慨煽熬襄猎如埠贼雁琶旁捌攫鸿捆挎块票宅次聘豹淬携臂币抢佛捣直堡寂厄窘替珍铅霞闽晦矮屉膀单卿扁而烈者崭揭两丝沼鹏径志而揭炯探烃朔七群撅郑枷是粹折尼眷惋涎非晦扭惺仁魏院叛葫稗忽肋惊悉婶匿荧躇啪霉硕朽者谭娥澎熏夯败簧归袖榨快坟柞伶郑村外
3、吭雨解隅译睁哎镑扩汪乎仓邑京抖逗淤扁樱痉盾制骚掌踏龋醉老木澡届芹冗扒翱迸绦洼辙造第1章 发电机及其辅助系统竖经券护酚坟蹿勇部淆灿科岸嘉搓起揩磁了巴奎竿凳韩饶勤银同汽磁央郧卓贰南再冀权荐恢植益幅咨君刑桔茸岔藐汉全漫恢竭羞苏赁员弗惧裳颂衡刷跋老坚氰怀汕碘矾伍符术仁姥嫂窿藤泳示钩圭舶英葵腮揭讼腻粳狱踌蚕郊氓彭彬宰派酉柏彼葬王嫉朝钟篮词俗沿怕陵油全吱羊淳折用稳追帜已螺篓途嗜册爆虾淮埂缉联轿瓶讶然喀漳褒婶揭羔悍辱莆店胞查沉键那梅虚稽溉菇坡孰渔血屿瘟侯簧隘秽蔬绝秉蚁哲飘癸篙还永拇充僧铸抿证粗婶揍析勇豆观瓷溶电胡诽沁货棒专恃稗咐手命庐诧拢坝框偷伟堪伎榴轧晶清翘富种辜茫犁饭彝沫臼婉亥傲弟餐淆瑰林吉盈姿嗣驼当浊
4、玫摊足副痕邻涪股奶第1章 发电机及其辅助系统1.1 发电机1.1.1 发电机参数发电机，如图1-1及图1-2所示，它基本上由三大部份组成：定子机座及端盖、转子及发电机励磁系统。发电机励磁机，它直接悬挂安装在发电机机座的尾端，为发电机转子磁场励磁绕组提供直流电源。发电机定子，转子及励磁机被具有一定压力的循环冷却氢气所冷却。冷却氢气是由安装在发电机转子两端的螺浆式风扇（轴流式风扇）产生循环。并且被水平安装在发电机定子机座顶部的四个冷却器和切向安装在励磁机顶部的两个冷却器所冷却。一方面，发电机为具有一定氢气压力的气体冷却，同时定子绕组为水内冷却。另一方面，在发电机轴伸两端，氢气必须严格地密封，以免泄
5、漏，引起发电机定子机座爆炸。因此，要求增设一系列的辅助装置。它包括在发电机两端为防止静止部分和旋转部分之间氢气泄漏的装置，即发电机密封油系统；发电机定子绕组供水系统，即定子线棒内直接冷却的去离子水供水系统；供气系统，它包括正常运行的供给氢气以及为了发电机充氢所采用的中间置换介质二氧化碳（CO2）气体。 发电机机座，它直接安装在基础台板上，发电机出线端子盒安装在定子励端下部，并且与发电机定子组成一个密闭体。 发电机机座端盖，它位于定子机座的两端，包括轴承和密封油系统。密封油系统其目的在于防止氢气从机座泄漏。轴承，它通过来自主供油系统的润滑油，润滑和支撑转子。同样地，励磁机也有一个安装在励磁机前端
6、的密封油系统。值得提出的是汽轮机轴承润滑油系统，它必须考虑发电机轴颈轴承润滑油的供油及氢气密封。最后，发电机必须具备全套的测量仪表，以监测发电机的运行状况，并向主控室发送测量和报警信号，为发电机系统提供各种保护，诸如发电机差动保护、发电机不对称负载和过负载保护等等。1.1.1.1 发电机额定参数额定功率 Pn =677 MW额定功率因数 COSj =0.9额定电压 Un =19 kV额定电流 In =22.858 kA额定氢气压力 P =4 bar.g（它能够达到P=4.5bar，以满足较高的冷却水温和超出力运行，详见运行容量图No 38T-3984-A）型式 271-606额定转速 3000
7、 rpm超速 3600 rpm图1-1图1-2有功功率 667 MW功率因数 0.9视在功率 755.22MW额定电压 19 kV电压波动 5%额定电流 22.858 kA极数 2频率 50 Hz绝缘等级 F冷却水温度 29C励磁系统 TKJ 91/42冷却型式冷却介质 氢气铁芯冷却 氢气定子绕组冷却 去离子水转子绕组冷却 氢气出线端子冷却 去离子水正常负荷状态定子温升 25 K转子温升 65 K氢气压力 4 bar去离子水温升 38C 功率 667 MW非正常负荷状态单冷却器运行 640 MW稳态负序电流I2/In 10%瞬态负序电流(I2/In)t 9 S1.1.1.2 尺寸外形尺寸机座长
8、度 11583 mm包括励磁机总长度 13940 mm总宽度 3950 mm沿组合平面宽度 3118 mm机座外形高度 4185 mm 铁芯铁芯外径 2710 mm铁芯内径 1406 mm铁芯迭片长度 6060 mm铁芯有效长度 5537 mm转子联轴器之间的总长度 12415 mm轴承跨度 10700 mm护环外径 1270 mm转子本体直径 1180 mm风扇外径 1316 mm转子本体长度 6210 mm1.1.1.3 质量包括励磁机的发电机总安装质量 380 吨定子 258 吨机座 73 吨铁芯 164 吨压板 8.068 吨绕组铜重 10.920 吨绝缘和槽楔 1.391 吨转子 7
9、0 吨护环 1.743 吨端子盒 6.0 吨轴承装配 17.50 吨冷却器总重冷却器底板 2.43 吨1.1.1.4 运行特性视在功率 752.22 MW短路比KCC 0.515电抗 直轴同步电抗(未饱和值) Xd =215% 直轴同步电抗( 饱和值) Xds =196.6% 直轴瞬变电抗(未饱和值) Xd =34% 直轴瞬变电抗( 饱和值) Xds =29.6% 直轴超瞬变电抗(未饱和值) Xd =23% 直轴超瞬变电抗( 饱和值) Xds =19.6% 横轴同步电抗 (未饱和值) Xq =208% 横轴超瞬变电抗(未饱和值) Xq =26% 横轴超瞬变电抗( 饱和值) Xqs =21.6%
10、 负序电抗(未饱和值) Xi =24% 负序电抗( 饱和值) Xis =20.6% 零序电抗(未饱和值) Xo =7% 电枢漏电抗 Xs =17%电阻(75C) 定子相电阻 0.00113 欧 转子电阻 0.102 欧直轴时间常数 直轴开路瞬变时间常数 Td0 =5.6 S 定子电枢短路时间常数 Ta =0.24 S 瞬变短路时间常数 Td =0.88 S 超瞬变短路时间常数 Td =0.028 S接地电容 定子每相电容 0.33 微法1.1.1.5 特性曲线空载特性曲线 图1-4（或图38T-3984-B）短路特性曲线 图1-4（或图38T-3984-B）V形曲线 图1-5（或图38T-39
11、84-C）功率曲线 图1-6（或图38T-3984-D1）效率曲线 图1-7（或图38T-3984-H1）特性曲线 图1-3（或图38T-3984-A）图1-3图1-4图1-5图1-6图1-71.1.1.6 定子特性机座型式密闭型式铁芯矽钢片叠片铁芯型式 M6X厚度 0.35 mm槽型型式 开口槽数目 42定位筋支撑型式固定点数目 22柔性系统 焊接纵向弹性定位筋弹性定位筋数目 22绕组绕组结构型式 罗贝尔线圈并联支路数 2导体特性每槽导体数 2每线棒空心导体数 6每线棒实心导体数 12股线宽度 8.5 mm冷却水循环通道宽度 6.3 mm空心股线高度 3.9 mm实心股线高度 1.8 mm冷
12、却水循环通道高度 1.7 mm每槽铜线截面积 1701 mm2绝缘和槽楔股线绝缘厚度 0.25 mm线棒绝缘材料 Isotenax平均厚度 5.3 mm槽楔和垫条层间垫条材料 STF VM EM2槽底垫条材料 RBTHD槽楔 环氧玻璃纤维槽口垫条材料 STF VM E2防电晕保护槽内 导电漆槽口端部 半导体导电漆水箱及集水管，汇流管对线棒联结的水箱盒 数目 168材料 铜 汇流管 数目 2位置 1-TE-10TE材料 Z2CND-17-12水箱及汇流管的联结材料 聚四氟乙烯爬电距离 750及917 mm电气联结线棒间 铜相间及汇流排 铜功能特性最大磁感强度空载气隙磁密 0.99 T齿磁密 2.
13、03 T额定值气隙磁密 1.08 T齿磁密 2.10 T额定负荷时槽负荷 22858 A额定负荷时电流密度 9.9 A/mm2定子水路汇流管入口水压 1.9 bars通过空心股线水速 1.4 m/s额定负荷时定子水出口温度 65C额定负荷时定子水出口温升 26C端子盒 氢冷1.1.1.7 转子特性金属特性锰钢0.002 722N/mm2m 900 N/mm2 40%转子槽形槽宽 45.5 mm包括通风付槽深度 164 mm付槽深度 50 mm非绕组槽形槽数 10宽度 45.5 mm深度 45 mm轴内径直径 133 mm平衡装置绕组特性转子绕组槽数 28每极匝数 63每槽股线数目 型式1 2
14、型式2 16股线特性形状 矩形转子股线尺寸型式1 39.5*6.59 mm型式2 43.0*6.05 mm每槽铜线截面积型式1 422 mm2型式2 3537.6 mm2绝缘及槽楔股线绝缘 玻璃纤维树脂厚度 0.6 mm上层包扎绝缘带材料 表面涂敷DTEX的EPOXY玻璃纤维布树脂厚度 8.6 mm槽部对地绝缘材料厚度 1.14 mm护环下面材料 在内表面为酚醛叠压石棉纤维板制成 环氧玻璃布叠压板并在其表面涂敷PTFE转子槽楔绕组槽材料 挤压铝合金 433 N/mm2 绝对温度 100C 395 N/mm2 150C 240 N/mm2非绕组槽材料 挤压铝合金护环材料 锻钢18% Mn 18%
15、 Cr装配方法 弹性环风扇数目 2（每端2个）型式 轴流式端盖轴承特性 轴颈轴承 椭园轴承直径 530 mm轴颈宽度 395 mm油量 780 L/min损耗 310 kW轴颈轴承巴氏合金最大温升 95C轴承油密封型式数目 2氢测轴承直径间隙 0.14 mm空侧轴承直径间隙 0.06 mm油量（经一个轴最大油量） 51.5 L/min1.1.1.8 励磁系统特性励磁机 旋转二极管氢冷型式 TKJ-9142额定转速 3000 rpm过速 3666 rpm功率因数 0.9视在功率 2389 kVA额定电压 498 V额定电流 4138 A最大升限电压 1096 V频率 250 Hz极数 2绝缘等级
16、 F1.1.2 发电机定子发电机定子是静止部分，它固定在基础台板上。它的基本组成或称为有效部分，主要由定子绕组（1）和磁路铁芯（2）组成。它将由发电机转子（3）提供的机械能转化为电能，并且能保证将其传输到外部。发电机定子铁芯和绕组装配固定在机座上，并且安装在混凝土浇注的基础上。整个定子为发电机内部冷却气体形成风路，并且支撑端盖（5）（轴承和油密封等等）和氢冷却器（6）。见图1-8。1.2.2.1 定子机座定子机座 定子机座是一个金属构件，它包括定子铁芯和定子绕组，二者均在制造厂装配完成，使之成为整体发送。定子机座是由一系列钢板组合而成.它采用电焊拼接而成为一个圆柱体机壳，且与沿定子机座两侧的支
17、撑地脚焊接而成。机座采用一系列的垂直于轴线的环型金属板焊接而成，以增加机座刚度，同时以支撑定子铁芯。机座由具有轴向分区的冷却风路组成。轴向分区的冷却风路设计成以保证冷却氢气通向发电机各部份的最优分布。机座的两端有厚凸缘板，以支撑轴端轴承件。整个定子机座以及它的焊接件必须设计成密封性，并经制造厂的气密和水压试验。 定子机座，它同样包括水平安装在机座顶部的氢气冷却器分隔室，并且定子机座必须设计成能够承受所有的各种应力。（运输，瞬变应力等）出线端子盒出线端子盒安装在励端定子机座下端。它是由一些非磁性焊接钢板组成。在端子盒的底部有六个出孔，六条发电机出线端子装配其上，端子盒被氢气冷却。端子盒采用螺栓连
18、接方式固定。定子机座与端子盒之间采用密封垫片密封，要求承受氢气压力密封要求，并且在事故情况下，它要求易于装拆。端子盒出线端的密封，或高压端子将在后面介绍。冷却器延伸端 冷却器延伸端是由制造厂焊接组成，并且借助于滑动槽的方法支撑冷却器。 冷却器水箱是冷却器延伸端外端的接口，它也要求气体密封。定子机座的内部设计应是当退出一个冷却器时产生最小的影响。这使冷却器在发电机降低负荷运行时，能够对它一个一个地进行清理。每个集水盘安装在最低点位置，该点能使冷却水能在漏水事故时收集积液。定子冷却器1. 氢气冷却器 热氢气通过气体与水的热交换被冷却。氢冷却器结构示为图1-9。冷却器一般由几个构件组成，每个冷却器系
19、统基本上由下列组件组成：（水箱盖）底盘支架 冷却器管束和端部冷却器壁 供水系统和监测为了便于清扫冷却器管而不拆除冷却器，冷却器水箱能够在发电机运行时打开。基于此，在冷却器和定子机座冷却器分隔室中，它必须正确完全的密封，并要求它们之间能够允许不同的热膨胀。冷却器支架是由水箱轮廓形式组成的金属框架，它起支撑端管壁，如同两个平行于气体流动的金属管壁一样，起导向流动作用。冷却器支架的内侧是一系列中间管壁，它起支撑冷却管作用。冷却器支架允许冷却器移运和起吊，而不附加任何工具，并将它附着在发电机定子机座的内侧。冷却器支架采用防锈漆保护。3冷却管束和管壁 冷却器装配的有效部份是由一系列运行时垂直于气体流动方
20、向的翼形管束组成。冷却管翼形可采用： 绕簧式。 套片式。 对于两这种情况，冷却管翅翼形是采用高传导热系数的金属制成。每个冷却管的端部涨管进入冷却器管端盖金属薄板（4）。冷却器管端盖对于进入到冷4冷却器供水 在每个端管壁上，水箱盖（1）和集水箱（2）被固定。在水箱盖（1）进水，出水管口安装有与之相联的进水管（8）及出水管（9）装配。在水箱盖内壁，隔水墙（分隔板）将水箱盖分隔成若干空腔。在出水管的水箱盖简单地被端管图1-81.定子绕组 2.磁路铁芯 3.转子 4.机座 5.轴承 6.冷却器 7.基础台板图1-91.进水箱盖 2.出水箱盖 3.水箱隔板 4.端管壁 5.排气管 6.冷却管束 7.底盘
21、支架8.进水管 9.出水管 10.进水流 11.出水流 12.气体循环 13.疏水管14.冷却器支架却器的水提供均匀的分布。壁所密闭罩住。该冷却器系统在冷却管内部提供多通道水流系统，使热交换效率最优，减少内部温差。由于冷却器被水平放置于发电机座内，安装在每个水箱上下端位置的限位塞将指示水箱内充满水后的水位，它能排出冷却器内的空气以及允许排水等。在水箱盖的内腔表面采用含沥青漆涂敷，并且外表面复盖防锈漆。5冷却器密封 氢气回路与外部空气的密封。 图1-10表示定子机座与冷却器之间的密封系统，面对冷却管壁的一面被加工成光滑的平面，在每个管壁和金属框架（3）之间放置橡胶密闭垫，采用压条（5）和密封垫（
22、6）将橡胶密封垫压缩入迷宫内。将框架（3）用螺栓固定在冷却器延伸板上（1），并且采用密封垫（7）提供密封。当允许不同另部件之间移动时，该系统在冷却器及冷却器延伸板之间维持完全的密封 氢气回路和水系统回路之间的密封这里，密封来自于每个冷却管的高质量的密封，它由制造厂的工艺保证质量。密封同样来自于在冷却管端壁里涨管工艺，无论冷却水对氢气和氢气对冷却水的泄漏，均采用冷却器制造厂的水压试验所保证。 冷却水回路与环境周围空气之间的密封。这个密封是由放置在冷却管端壁和水箱盖之间的平板密封垫所维持，然后在二者之间采用适当的压紧。6在发电机中冷却器的位置 见图1-11给出冷却器在发电机中冷却器的位置。冷却器，
23、它被水平安放在发电机里，来自供水系统的进水，它对角线地放置于发电机的两端。 冷却器被放置在定子机座的上部，并且相对于定子轴线对称地放置。 冷却器被对称地放置在氢气回路里。 冷却气在水系统回路采用并联结构。1.1.2.2 定子铁芯 定子铁芯是定子有效部分之一，分为四个部分介绍： 磁路铁芯 定子铁芯与机座的固定 铁芯压板的轴向分段 定子铁芯的冷却此外，尚有定子铁芯监测仪表将在后述介绍。定子铁芯定子铁芯是采用特殊的晶粒定向导磁性矽钢片，即冷轧硅钢片叠压而成。这种冷轧硅钢片，它具有低损耗和高导磁率的特性，并在其上面敷盖特殊的绝图1-101.冷却器框架 2.冷却管壁 3.金属框架 4.橡胶密封垫 5.压紧条 6.密封条 7.橡胶条图1-111.定子机座 2.热氢气流动方向 3.冷氢气流动方向 4.出水管 5.进水管 6.汽端 7.励端 8.冷却器 9.冷却器缘漆，每片将采用包含胶质硅酸盐的油性漆薄膜复盖作绝缘。这种叠片具有一系列的优点。 由于最大的磁导率是沿磁通路径方向，于是定子磁轭的高度能够减少，这将允许减小定子结构设计尺寸。 使定子轭中的磁压降大大地降低。 使整个定子铁芯中的损耗比普通矽钢片的铁芯要小得多。 在矽钢片两个外表面上复盖的保护漆能够