发电机结构及冷却
600MW发电机结构及其冷却系统
第三章 600MW发电机结构及其冷却系统第一节概述我国自20世纪80年代后期起，从国外进口了不同制造厂商生产的600MW汽轮发电机。
哈尔滨电机有限公司（原哈尔滨电机厂）生产的引进（美国西屋公司）型600MW汽轮发电机两台，于1989年和1992年先后在安徽平圩电厂投入运行。
1994年，我国首台国产化型600MW汽轮发电机也已装于哈尔滨第三发电厂正常运行。
到目前为止上海汽轮发电机有限公司引进美国西屋公司已生产QFSN－600－2型发电机近20台。
岱海发电有限责任公司一期工程汽轮发电机是上海汽轮发电机有限公司引进美国西乌公司技术生产的由汽轮机驱动的600MW水氢氢高速汽轮发电机，能与各种型号、规格的600MW亚临界、超临界、核电汽轮机相匹配。
本发电机是在电力部对引进技术600MW发电机组提出的优化和机组创优工程要求基础上进行优化设计的：一发电机特点该发电机容量上满足与600MW汽机匹配的最大出力要求，最大的连续出力可达648.4MW ，设计效率高达99％。
发电机组沿用了引进的高起始响应的励磁系统，能在电力系统故障时0.1秒内达到顶值电压与额定电压之差的95％。
采用静止励磁方式顶值电压可大于2.5倍以上，并用数字式AVR代替模拟式AVR，提高励磁系统的可靠性。
转子采用国内有成熟经验的气隙取气冷却方式，其他主要结构均保留西屋公司原有的成熟可靠结构，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、刚一柔结构的定子端部固定、端盖式轴承、可倾瓦式轴瓦、双流双环式密封瓦等以保证足够的运行可靠性。
改进了转子阻尼结构，提高电机负序电流承载能力。
方便运输：定子最大运输宽度从考核机组4．115米减小到4米，定子运输重量不超过320t。
对内陆地区，可采用分段式机座，运输重量为260t。
该发电机具有容量大、效率高、性能好和高可靠性等特点，是一个完全达到电力部门优化要求的、科技含量很高、相当于当代国际先进水平的新产品：二遵循的标准该600兆瓦级优化型水氢氢汽轮发电机的接收、吊运、储存、安装、运行、维护和检修遵循如下标准：国标GB/T7064“透平型同步电机技术要求”国标GB755“旋转电机基本技术要求”IEC34-1（第八版）“旋转电机第一部分一额定值和性能”IEC34-3“汽轮发电机的特殊要求”国标GB7409“大中型同步发电机励磁系统技术条件”IEC34-16（1991-02 ）“关于同步电机励磁系统的若于规定”美标ANSI C50．13“隐极式汽轮发电机的技术要求”标准编制中，同时也满足我国有关安全、环保等标准和规定，并在消化引进西屋公司300-600兆瓦级氢冷汽轮发电机组技术的有关技术资料（含最新信息）的内容后结合国产(300MW和600MW）定于水内冷技术以及转子气隙取气氢内冷技术编写而成。
发电机的组成及工作原理
发机电的组成及工作原理发机电是一种将机械能转化为电能的设备。
它由多个部件组成，包括转子、定子、励磁系统、冷却系统和控制系统等。
1. 转子：转子是发机电的核心部件，它由导体和磁体组成。
导体通常是以铜或者铝制成的线圈，通过电流产生磁场。
磁体则是由永磁体或者电磁体构成，用于产生磁场。
2. 定子：定子是固定在发机电内部的部件，它由导线绕成的线圈组成。
当转子旋转时，磁场与定子中的导线相互作用，产生电流。
3. 励磁系统：励磁系统用于提供转子的磁场。
根据不同的发机电类型，励磁系统可以是直流励磁系统或者交流励磁系统。
直流励磁系统通常由励磁电源、励磁线圈和调节装置组成，而交流励磁系统则通过定子上的感应电流来产生磁场。
4. 冷却系统：发机电在工作过程中会产生热量，因此需要冷却系统来散热。
冷却系统通常由风扇、散热片和冷却液等组成。
5. 控制系统：控制系统用于监测和控制发机电的运行状态。
它通常包括电压调节器、频率调节器、保护装置和自动控制装置等。
电压调节器用于调节发机电的输出电压，频率调节器用于调节输出频率，保护装置用于监测发机电的温度、电流和电压等参数，以保证发机电的安全运行。
发机电的工作原理如下：1. 通过励磁系统产生磁场：励磁系统提供转子的磁场，使其成为一个磁体。
根据励磁系统的不同，可以产生直流磁场或者交流磁场。
2. 旋转转子产生感应电流：当转子旋转时，转子的磁场与定子中的导线相互作用，产生感应电流。
这个过程遵循法拉第电磁感应定律，即导线在磁场中运动时会产生感应电动势。
3. 产生交流电压：感应电流在定子中形成闭合回路，从而产生交流电压。
这个交流电压的频率和大小取决于转子旋转的速度和励磁系统的类型。
4. 输出电能：交流电压经过控制系统的调节和保护，最终输出为电能。
这时，发机电可以将电能供给外部负载，如家庭、工业设备等。
总结：发机电是一种将机械能转化为电能的设备，它由转子、定子、励磁系统、冷却系统和控制系统等多个部件组成。
【风力发电机组主要系统】冷却系统
油温低于 40°C. 点击界面看油流动情况.
齿轮油冷却图纸 1
液压油通过内置泵、滤芯送至温控 阀。
当油温低于40°C 时，温控阀将油 送回齿轮箱
当油温在 40°C 和 50°C. 点击界面看油流动情况.
齿轮油冷却图纸2
液压油通过内置泵、滤芯送至温控 阀。
当油温处于40°C 和50°C之间时， 温控阀将一部分油通过旁路，另一 部分送入冷却器。
油温↓，油路流量↑。
变频系统部件
膨胀水箱
控制柜内部流形被送回齿轮箱。
油温超过 50°C 点击界面看油流动情况.
液压油通过内置泵、滤芯送至温控 阀。
齿轮油冷却图纸 3
当油温超过50°C温控阀将油送入 冷却循环1然后流经冷却器。油被 冷却后流入齿轮箱。
电动齿轮油泵将油打入冷却循环回 路2
油流经冷却器，然后经过一个或两 个风扇进行冷却，启动几个风扇取 决于油温，然后油流回齿轮箱。
输水单元的泵将冷却液从发电机 打到冷却回路中. 点击界面看冷却液流动情况.
冷却液从发电机被打出 通过散热器冷却液被空气冷却 冷却液通过热交换器返回 冷却液返回发电机.
发电机风冷
齿轮油冷却-输油单元
1.滤芯 2.滤芯 3.变送器 4.泄流阀 5.电机 6.联轴器室 7.泵 8.测试连接口 9.变送器
过滤网
华锐1.5齿轮油冷却图纸
压差继电器
溢流阀
温控阀
压力继电器
压差继电器：是一种受两个压力之差作为信号控制的电器开关，泵 单元中采用24VDC/2bar压差继电器 ，当粗滤网前端和精滤网后 端的压差超过2bar时，压差继电器闭合使执行元件动作，从而使得 绿线管路导通，起到安全保护的作用，同时发送故障信号。 压力继电器：是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元 件。当系统压力达到压力继电器的调定值时，发出电信号给系统。 溢流阀：一种液压压力控制阀。在液压设备中主要起定压溢流作用 和安全保护作用。泵单元中 3bar/10bar/0.2bar溢流阀，分别是 在压力大于3bar和10bar的时候打开。0.2bar溢流阀防止回流。 温控阀：调速阀是进行了压力补偿的节流阀。泵单元中的温控阀采 用机械结构，热胀冷缩的原理。油温↑，油路流量↓
发电机冷却系统
新疆国信生产(shēngchǎn)准备部
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发电机冷却系统
我公司发电机采取水氢氢冷却方式，即发 电机定子绕组水内冷；转子绕子氢内冷；定子 铁芯采取氢气表面冷却。下面(xià mian)分成 两个系统讲解：
1.冷却水系统 2.氢气冷却系统
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发电机定子(dìngzǐ)冷却水系统示意图
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2) 二氧化碳(èr yǎng huà tàn)汇流排
为了防止氢气和空气混合(hùnhé)成爆炸性的气体， 在向发电机充入氢气之前，必须要用二氧化碳将发电 机内的空气置换干净。同理，在发电机停机排氢后， 也要用二氧化碳将发电机内的氢气置换干净
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3) 二氧化碳(èr yǎng huà tàn)加热器
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1) 氢气(qīnɡ qì)汇流排
发电机产生的热量通过氢气耗散(hào sàn)，氢气的 散热能力相当于空气的8倍。为了获得更加有效的冷却 效果，发电机中的氢气是加压的
氢气来自中央制氢站，通过软管与汇流排连接。减压阀 将氢压减至所需压力，然后送到氢气控制装置再减压 至发电机所需的压力（0.5MPa）
氢气干燥器的工作和再生过程由内建PLC控制，完全自动进行。由于是闭式
循环，所以不消耗氢气，也不会引入空气。为提高可靠性，干燥器从氢气
中分离出出来的水分需人工排放。
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5）发电机漏液(lòu yè)检测装置
发电机漏液检测装置(zhuāngzhì)用以检测发电机 水冷定子线圈或氢气冷却器因泄漏而积累在发电机底 部的液体，同时也用以检测渗漏到发电机内的密封油 或轴承油。
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系统(xìtǒng)描述
发电机的组成及工作原理
发电机的组成及工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备，它由多个组件组成，每个组件都扮演着特定的角色，共同协作完成电能的生成。
下面将详细介绍发电机的组成及工作原理。
1. 磁场系统：发电机的磁场系统由永磁体或电磁体组成。
永磁体是指具有恒定磁场的材料，如铁氧体或钕铁硼磁铁。
电磁体则是通过电流在线圈中产生磁场。
这些磁场系统的作用是产生磁场，用于感应电流。
2. 转子：转子是发电机的旋转部分，通常由铁芯和线圈组成。
转子可以是永磁体或电磁体。
当转子旋转时，磁场会产生变化，从而在线圈中感应出电流。
3. 定子：定子是发电机的静止部分，通常由铁芯和线圈组成。
定子的线圈与转子的线圈相互作用，产生电磁感应。
定子的线圈通常被连接到外部电路中，以便将感应出的电流输出。
4. 继电器：继电器是一种用于切换电流的电子设备。
在发电机中，继电器用于将感应出的电流从定子线圈切换到外部电路中。
5. 冷却系统：发电机的工作会产生大量的热量，因此需要冷却系统来保持其正常运行温度。
冷却系统通常由风扇、散热片和冷却液组成。
发电机的工作原理如下：1. 当发电机启动时，转子开始旋转。
如果转子是永磁体，它会产生一个恒定的磁场。
如果转子是电磁体，通过施加电流，它会产生一个可变的磁场。
2. 转子旋转时，磁场会随之变化。
这个变化的磁场会穿过定子线圈，导致定子线圈中的电子发生运动。
3. 定子线圈中的电子在磁场的作用下产生电势差，即感应电动势。
这个感应电动势会产生电流在定子线圈中流动。
4. 继电器将感应出的电流从定子线圈切换到外部电路中。
这样，发电机就能够将电能输出到外部设备或电网中。
总结起来，发电机的工作过程是通过转子的旋转产生变化的磁场，进而在定子线圈中感应出电流，最终将电能输出到外部电路中。
发电机的组成包括磁场系统、转子、定子、继电器和冷却系统，它们共同协作完成电能的生成。
发电机在现代社会中扮演着重要的角色，广泛应用于发电厂、汽车、船舶等领域。
发电机空冷器结构及原理
发电机空冷器结构及原理嘿，咱今天就来聊聊发电机空冷器。
这玩意儿可是发电机的好帮手呢！发电机空冷器，从外表看，就像一个巨大的铁盒子。
但可别小瞧了它，里面的结构那可是相当复杂。
它有许多管道，就如同人体的血管一样，纵横交错。
这些管道里流动着冷却空气，就像是血液在血管中流淌，为发电机降温。
空冷器的工作原理其实挺简单。
发电机在运行的时候会产生大量的热量，就像一个大火炉，如果不把这些热量及时散发出去，那可就糟糕了。
这时候空冷器就派上用场了。
它通过风扇将外界的空气吸入，然后让空气在那些像血管一样的管道里流动。
热空气和冷空气在管道中进行热交换，把发电机产生的热量带走。
这就好比在炎热的夏天，我们吹着风扇，感觉凉爽多了。
空冷器里面的散热片也很重要哦！这些散热片就像一把把小扇子，增加了空气和管道的接触面积，让热交换更加高效。
可以说，没有这些散热片，空冷器的效果可就大打折扣了。
想象一下，如果没有散热片，那空冷器就像一个没有翅膀的小鸟，怎么也飞不起来。
风扇也是空冷器的关键部分。
它就像一个大力士，不停地把空气吸入和排出。
风扇的转速和风量直接影响着空冷器的冷却效果。
如果风扇转得慢了，那空气流动就不顺畅，发电机就会热得受不了。
所以，风扇一定要给力啊！空冷器的材质也很有讲究呢。
一般都是用耐腐蚀、导热性能好的材料制成。
这样才能保证在长期的使用过程中，不会被腐蚀，而且能快速地把热量传递出去。
就像我们穿衣服一样，要选择质量好、舒适的面料，才能穿得舒服。
在实际应用中，空冷器的作用可大了。
它能让发电机在安全的温度范围内运行，延长发电机的使用寿命。
如果没有空冷器，发电机可能很快就会因为过热而损坏。
那可就损失大了。
而且，空冷器还很环保呢！它不需要用水来冷却，不像有些冷却方式会浪费大量的水资源。
这就像我们在生活中要节约用水一样，空冷器也在为环保事业做贡献。
总之，发电机空冷器虽然看起来不起眼，但它的结构和原理却非常重要。
它就像一个默默守护发电机的卫士，为发电机的稳定运行保驾护航。
发电机冷却方式
发电机冷却方式分哪几种?有什么优缺点?
相关标签：
∙同步发电机
∙外冷
∙内冷
答:同步发电机的冷却分为外冷和内冷两种: 1、外冷:包括空冷和氢冷空冷:冷却介质为空气,即用空气把发电机内因损耗而产生的热量带走,这种方式结构简单,但冷却效率不高。
最大装机容量可达100MW左右; 氢冷:冷却介质为氢气,即用氢气把热量带走。
与空气相比,冷却能力高。
通风损耗较小,但结构复杂,需配置储氢设备。
最大装机容量可达200MW左
右; 2、内冷:包括定子水内冷,转子氢内冷等内冷(直接冷却方式):冷却介质为水、油、氢气,即将氢、水或油通过导线内部,直接把热量带走,与前述两种表面冷却方式相比,冷却能力高,可以缩小发电机体积,节省材料,便于制造大容量发电机,但发电机结构复杂,铜损较大,铁损和机械损耗较小,总损耗相差不多。
柴油发电机的冷却系统说明书
柴油发电机的冷却系统说明书尊敬的用户您好，欢迎使用我们公司生产的柴油发电机。
本说明书将介绍发电机的冷却系统，帮助您更好地理解和使用该系统。
请您在使用前详细阅读本说明书，并正确操作发电机。
一、系统概述柴油发电机采用水冷却方式，其冷却系统主要由以下组成部分：水箱、水泵、散热器、风扇、水管等。
系统通过循环水的方式，将散热器内部的热量散发到外界，保持发电机的正常运行。
二、系统原理发电机的冷却系统通过水泵将水从水箱中抽取，经过散热器后，再通过水管回流到水箱中。
在此过程中，风扇起到了强制散热的作用。
当系统温度过高时，水温传感器将会自动启动风扇，确保发电机始终在合适的温度范围内运行。
三、操作指南1.使用前检查水箱内水位是否正常，必要时加注清洁的冷却水。
2.发电机在运行中，应注意观察仪表板中的温度计，确保水温在合适的范围内。
3.发电机长时间运行后，应及时检查冷却系统是否正常，避免因冷却系统故障而影响发电机的正常使用。
四、维护保养1.定期检查散热器是否有积尘，清除积尘以确保良好的散热效果。
2.定期更换冷却水，并清洗水箱、水泵、散热器等关键部位，确保其畅通无阻，提高冷却效率。
3.定期检查水泵状态，以确保其正常工作。
五、注意事项1.发电机长时间闲置后，应将冷却系统内的水排空，以免水垢对发电机产生影响。
2.禁止私自更换冷却系统关键部位，如需更换，请联系公司指定维修人员进行更换。
六、结束语本说明书是对柴油发电机冷却系统的详细介绍，希望能为您更好地使用和维护发电机提供帮助。
若在使用过程中遇到任何问题，请联系我们的技术服务部门，我们将为您提供专业的技术指导和帮助。
专题-发电机冷却系统
应对市场变化。
环保节能要求下的发展路径
1 2
研发低能耗冷却技术
降低冷却系统的能耗，提高能源利用效率。
推广环保型冷却介质
使用环保型冷却介质，减少对环境的影响。
3
优化系统设计
通过优化系统设计，实现冷却系统的整体节能和 环保。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
适当的冷却可以减缓发电机的热老化 过程，降低绝缘材料的劣化速度，从 而延长发电机的使用寿命。
常见类型及特点
• 空气冷却系统：利用空气作为冷却介质，通过风扇或自然对流将空气引入发电机内部进行冷却。具有结构简单、 成本低廉、维护方便等特点，但冷却效果相对较差。
• 水冷却系统：利用水作为冷却介质，通过水泵、散热器等设备将冷却水循环引入发电机内部进行冷却。具有冷 却效果好、适用范围广等特点，但需要配置相应的水处理设备和管道系统，成本和维护要求较高。
提升系统可靠性与维护性
加强冷却系统关键部件的可靠性和耐久性设 计，简化维护流程，降低运维成本。
案例分析：成功提升冷却效率
01
案例背景
某大型发电厂发电机冷却系统存在散热效果不佳、能耗较高等问题，影
响发电机安全稳定运行。
02
改进方案
针对现有问题，采取优化冷却系统设计、更换高效冷却介质、强化热管
理控制策略等综合改进措施。
常及时处理。
05 性能评价与改进策略探讨
性能评价指标体系建立
冷却效率
衡量冷却系统对发电机散热效果的关 键指标，直接影响发电机运行稳定性 和寿命。
能耗水平
评价冷却系统在运行过程中所消耗的 能源，关乎发电机整体能效表现。
可靠性
反映冷却系统在长期运行过程中的稳 定程度，对保障发电机连续供电至关 重要。
汽油发电机结构
汽油发电机结构
汽油发电机的结构主要包括以下几个部分：
1. 发动机部分：发动机是汽油发电机的核心部件，一般采用内燃式汽油机。
发动机由活塞、气缸、曲轴、连杆、气门、汽缸盖、汽缸体等组成，通过内燃烧汽油产生的高温高压气体驱动活塞运动，进而带动曲轴旋转，产生动力。
2. 燃油系统：燃油系统主要包括燃油箱、燃油过滤器、燃油泵、燃油喷射器等部件。
燃油由燃油箱通过燃油泵供给到燃油喷射器，再通过喷雾器将燃油喷入燃烧室内进行燃烧。
3. 火花塞系统：火花塞是起动发动机的一个重要部件，它通过产生火花点燃燃油来启动发动机。
当活塞到达上止点时，火花塞产生高压火花，点燃燃油混合物，引发爆炸推动活塞向下运动。
4. 冷却系统：冷却系统主要由水泵、散热器、风扇、冷却液等组成。
水泵通过转动将冷却液从散热器吸入，通过循环来降低发动机的温度，保持其正常工作温度。
5. 调速系统：调速系统用于控制发动机的转速。
一般采用机械式调速器或电子调速器，通过调整节气门的开度来控制发动机的输出功率。
6. 电力输出系统：发电机通过发动机的动力驱动转子旋转，产生电流。
电流经过整流器和稳压器处理后输出，供应给外部电
器设备使用。
以上就是汽油发电机的主要结构。
不同品牌和型号的汽油发电机可能存在差异，但基本原理大致相同。
发电机结构知识讲解
发电机结构知识讲解发电机结构介绍1 发电机基本构成汽轮发电机主要由定子、转子、端盖和轴承等部件组成，具体的发电机结构见下图。
2 发电机冷却方式发电机的发热部件，主要是定子绕组、定子铁芯(磁滞与涡流损耗)和转子绕组。
必须采用高效的冷却措施，使这些部件所发出的热量散发除去，以使发电机各部分温度不超过允许值。
发电机采用水-氢-氢冷却方式，即发电机定子绕组及引线是水内冷，发电机的转子绕组是氢内冷，转子本体及定子铁芯是氢冷。
为此，发电机还设有定子水冷系统，发电机氢冷系统和为防止氢气从轴封漏出的密封油系统。
3 发电机定子发电机定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。
1)机座与端盖机座是用钢板焊成的壳体结构，它的作用主要是支持和固定定子铁芯和定子绕组。
此外，机座可以防止氢气泄漏和承受住氢气的爆炸力。
在机壳和定子铁芯之间的空间是发电机通风(氢气)系统的一部分。
由于发电机定子采用径向通风，将机壳和铁芯背部之间的空间沿轴向分隔成若干段，每段形成一个环形小风室，各小风室相互交替分为进风区和出风区。
这些小室用管子相互连通，并能交替进行通风。
氢气交替地通过铁芯的外侧和内侧，再集中起来通过冷却器，从而有效地防止热应力和局部过热。
端盖是发电机密封的一个组成部分，结构如图所示。
为了安装、检修、拆装方便，端盖由水平分开的上下两半构成，并设有端盖轴承。
在端盖的合缝面上还设有密封沟，沟内充以密封胶以保证良好的气密。
轴瓦采用椭圆式水平中分面结构，轴瓦外园的球面形状保证了轴承有自调心的作用。
在转轴穿过端盖处的氢气密封是依靠油密封的油膜来保证。
密封瓦为铜合金制成，内圆与轴间有间隙，装在端盖内圆处的密封座内。
密封瓦分成四块，在径向和轴向均有卡紧弹簧箍紧，尽管密封瓦在径向可以随轴一起浮动，但在密封座上下均有销子可以防止它切向转动。
密封油经密封座和密封瓦的油腔流入瓦和轴之间的间隙沿径向形成油膜以防止氢气外泄。
在滑环端轴承及油密封设有对地绝缘以防止轴电流损伤转轴。
发电机结构及原理
发电机结构及原理发电机是一种将机械能转变为电能的设备，它是现代工业中电能的重要来源之一。
发电机可以广泛应用于各行各业，从发电厂到家庭、工厂和交通工具。
发电机的结构主要包括转子、定子、刷子、励磁系统和冷却系统。
转子是发电机的旋转部分，一般由导磁材料制成，例如电导铜。
定子是固定不动的部分，通常由绕组、铁芯和绝缘材料组成。
刷子是连接转子和外部电路的部分，它允许电能从转子流向外部电路。
励磁系统用于为发电机提供初级电能，以激活转子和产生电流。
冷却系统可以在发电机高温运行时排出热量，以保持其正常运行温度。
发电机的工作原理是基于电磁感应定律。
根据法拉第电磁感应定律，当一个导体在磁力线的作用下运动时，会在导体两端产生电动势。
利用这个原理，发电机通过转子和定子之间的相对运动来产生电流。
发电机的工作过程可以分为两个阶段：励磁阶段和电流产生阶段。
在励磁阶段，励磁系统通过产生磁场激活发电机的转子。
励磁系统通常由一个电磁铁和一个直流电源组成。
当直流电源通电时，电磁铁会产生磁场，使得转子成为一个临时的磁体。
在电流产生阶段，当转子开始旋转时，它会经过定子绕组，磁场会在定子绕组上感应出一定的电动势。
根据洛伦兹力定律，当一个导体在磁场中运动时，导体内的电子受到磁场力的作用，从而产生电流。
在发电机中，定子绕组上的电流会通过刷子传送到外部电路，以供给电力设备使用。
发电机的电压和功率可以由以下几个因素影响：1. 磁场强度：磁场强度越大，产生的电压和功率也越大。
这可以通过增加励磁系统电流或使用更强的磁体来实现。
2. 转子旋转速度：转子的旋转速度越快，产生的电压和功率也越大。
这可以通过增加发电机的输入机械能或减小转子直径来实现。
3. 绕组方式：发电机的绕组方式包括直流发电机和交流发电机，它们在绕组结构和输出电流特性上有所不同。
直流发电机产生的电流是恒定的，而交流发电机产生的电流是交变的。
发电机有很多类型，包括直流发电机、交流发电机和同步发电机等。
600MW 汽轮发电机结构及其冷却系统
第一章 600MW汽轮发电机的结构及其冷却系统（P003）转轴上的机械能→同步发电机→定子绕组中电能●同步发电机① 汽轮发电机 — 以汽轮机为原动机(高速原动机)，转子采用隐极式结构；② 水轮发电机 — 以水轮机为原动机(低速原动机)，转子采用凸极式结构磁极旋转式(a) 隐极式；(b) 凸极式●隐极式同步发电机大型火力发电厂都采用二极隐极式汽轮发电机，转速为3000r/min。
●凸极式同步发电机● 增大单机容量的优点随着电网容量不断增大，电网中单机容量也迅速增大。
单机容量PP=K A BδD i2n l式中：K — 常数A — 定子线负荷，A/mmBδ — 气隙磁密，TD i — 定子内径，mn — 额定转速，r/minl — 定子铁心有效长度，m提高单单机容量需解决许多技术问题。
在电网内发展大容量机组，其建设速度、经济效益都比发展小容量机组优越。
对于二极隐极汽轮发电机而言，发展大容量机组在制造、基建和运行的经济性方面具有下列优点：（1）可降低电机造价和材料消耗。
如一台800MW机组比一台500MW机组单位成本降低17%，一台1200MW机组比一台800MW机组单位成本降低15%。
材料消耗率随单机容量的增大而降低。
（2）可降低电厂基建安装费用。
一个电厂单位造价随着单机容量的增大而降低。
（3）可降低运行费用，减少煤耗及单位千瓦运行人员和厂用电率。
（4）可减少电厂布点，有益于环境保护，减少污染。
● 提高单机容量的途径（1）增加电机尺寸问题：增加电机尺寸可以提高发电机单机容量，但由于两极汽轮发电机转速很高，转子上受到很大的离心力，尤其轴中心孔受的应力最大，其力的大小与转子直径的二次方成正比，因此加大直径受到转子材料的机械强度限制。
目前转子本体最大直径为1.25m，增加转子长度也有一定限度，转子的长度和直径的比例不能太大，否则刚度不够，挠度太大。
（2）提高电磁负荷（关键在于冷却技术的发展）问题：提高电磁负荷使温升增高，绝缘材料的允许温升又成了限制提高单机容量的一个因素，为此必须发展冷却技术来解决电机温升问题。
柴油发电机发动机冷却系统
概述 水冷系 风冷系
h
1
§8.1 冷却系功用及组成
一、冷却系功用: 使发动机得到适度的冷却，并保持其在最适宜地
温度范围内工作，主要有风冷和水冷两种形式。
h
2
不正常冷却对发动机的影响
冷却程度
后果
过冷
热量散失过多，增加燃油消耗，冷凝在气缸壁上 的燃油流到曲轴箱中稀释润滑油，磨损加剧。
调整皮带松紧度，防止 皮带松脱打滑或卡滞。
风扇h 离合器
15
风扇离合器
1）硅油式离合器：
双金属片
加强硅油散热
h
16
2）电பைடு நூலகம்式风扇离合器
h
17
电动风扇：
电动风h扇
热敏开关 （水温18传感器）
3、节温器 冷却水温度高低自动改变水的循环流动路线，从
而控制通过散热器冷却水的流量。以达到调节冷却
系的冷却强度。
不足
发动机过热，充气量减少燃烧不正常，发动功率 下降;机油变质，润滑不良，加剧磨损。
h
3
水冷发动机： 利用水（冷却水）在气缸及缸盖水道中循环流动进
行冷却。
h
4
水冷系的组成：
由于采用水泵强制冷却
水循环流动，因此也称为强
h
制循环水冷系5统
水冷刚特性点好：、振动噪音小、散热好，但复杂笨重、需 要补充冷却液，冷起动慢。广泛用于各型发动机
水垢，不能作为发动机冷却水使用。
2、防冻液
防止低温冷却水结冰而发生散热器、气缸体、气缸盖变
形或胀裂的现象。 h
24
水泵 ：
对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。
h
25
风冷发动机： 利用空气吹过气缸及缸盖表面的散热片进行冷却，
发电机结构知识讲解
发电机结构知识讲解发电机结构介绍1 发电机基本构成汽轮发电机主要由定子、转子、端盖和轴承等部件组成，具体的发电机结构见下图。
2 发电机冷却方式发电机的发热部件，主要是定子绕组、定子铁芯(磁滞与涡流损耗)和转子绕组。
必须采用高效的冷却措施，使这些部件所发出的热量散发除去，以使发电机各部分温度不超过允许值。
发电机采用水-氢-氢冷却方式，即发电机定子绕组及引线是水内冷，发电机的转子绕组是氢内冷，转子本体及定子铁芯是氢冷。
为此，发电机还设有定子水冷系统，发电机氢冷系统和为防止氢气从轴封漏出的密封油系统。
3 发电机定子发电机定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。
1)机座与端盖机座是用钢板焊成的壳体结构，它的作用主要是支持和固定定子铁芯和定子绕组。
此外，机座可以防止氢气泄漏和承受住氢气的爆炸力。
在机壳和定子铁芯之间的空间是发电机通风(氢气)系统的一部分。
由于发电机定子采用径向通风，将机壳和铁芯背部之间的空间沿轴向分隔成若干段，每段形成一个环形小风室，各小风室相互交替分为进风区和出风区。
这些小室用管子相互连通，并能交替进行通风。
氢气交替地通过铁芯的外侧和内侧，再集中起来通过冷却器，从而有效地防止热应力和局部过热。
端盖是发电机密封的一个组成部分，结构如图所示。
为了安装、检修、拆装方便，端盖由水平分开的上下两半构成，并设有端盖轴承。
在端盖的合缝面上还设有密封沟，沟内充以密封胶以保证良好的气密。
轴瓦采用椭圆式水平中分面结构，轴瓦外园的球面形状保证了轴承有自调心的作用。
在转轴穿过端盖处的氢气密封是依靠油密封的油膜来保证。
密封瓦为铜合金制成，内圆与轴间有间隙，装在端盖内圆处的密封座内。
密封瓦分成四块，在径向和轴向均有卡紧弹簧箍紧，尽管密封瓦在径向可以随轴一起浮动，但在密封座上下均有销子可以防止它切向转动。
密封油经密封座和密封瓦的油腔流入瓦和轴之间的间隙沿径向形成油膜以防止氢气外泄。
在滑环端轴承及油密封设有对地绝缘以防止轴电流损伤转轴。
汽轮发电机的主要组成部分及结构特点
汽轮发电机的主要组成部分及结构特点汽轮发电机是一种利用汽轮机驱动发电机发电的设备。
其主要组成部分包括汽轮机、发电机、热交换设备、控制系统和辅助设备等。
下面将分别介绍这些组成部分的结构特点。
汽轮机是汽轮发电机的核心部件，它通过燃烧燃料产生的高温高压气体驱动转子旋转，进而带动发电机发电。
汽轮机的结构特点主要体现在以下几个方面：1. 转子结构：汽轮机的转子通常由高压段、中压段和低压段组成。
每个段落的转子叶片的数量和形状都不相同，根据气流参数的不同，使得每个段落的转子受力均衡，提高了转子的可靠性和稳定性。
2. 叶片结构：汽轮机的叶片通常采用双流道结构，即每个叶片上有两个流道，分别用于高压气体和低压气体。
叶片材料通常采用高温合金，以保证叶片在高温高压下的强度和耐腐蚀性能。
3. 汽轮机的外壳：汽轮机的外壳通常由高温合金制成，能够承受高温高压气体的冲击和腐蚀。
外壳内部的冷却结构可以减少叶片和外壳的温度梯度，提高了汽轮机的寿命和可靠性。
发电机是汽轮发电机的另一个重要组成部分，它将汽轮机产生的机械能转换为电能输出。
发电机的结构特点主要体现在以下几个方面：1. 定子结构：发电机的定子通常由若干组线圈和铁芯叠装而成。
定子线圈的数量和排列方式根据发电机的额定功率和电压等参数确定。
定子铁芯的结构通常采用矩形截面，以提高磁通密度和发电效率。
2. 转子结构：发电机的转子通常由磁极和转子轴组成。
转子磁极的数量和形状根据发电机的极数和转速等参数确定。
转子轴一般采用高强度材料制成，以承受转子磁极的离心力和惯性力。
3. 冷却结构：发电机的定子和转子通常需要进行冷却，以保持其温度在可控范围内。
常见的冷却方式有风冷和水冷两种，其中水冷方式可以提供更高的冷却效果，但需要增加冷却系统的复杂性和成本。
热交换设备是汽轮发电机的重要辅助设备，它负责将汽轮机排出的高温排烟进行冷却，以提高热能的利用效率。
热交换设备的结构特点主要体现在以下几个方面：1. 烟气冷却器：烟气冷却器通常采用水冷方式，即将烟气通过管道与循环水进行换热，使烟气的温度降低。
发电机的冷却方式及原理
发电机的冷却方式及原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备。
在发电过程中，发电机会产生大量的热量，如果不及时散热，会导致发电机温度过高，影响其正常工作。
因此，发电机需要通过冷却方式来保持其温度在合适的范围内。
发电机的冷却方式主要有空气冷却和水冷却两种。
一、空气冷却方式空气冷却是利用空气对发电机进行散热的方式。
发电机的散热器通常位于发电机的外部，通过散热器和风扇的组合来实现散热。
当发电机工作时，风扇带动空气流过散热器，将热量带走，达到冷却的目的。
空气冷却方式的原理是利用空气的对流和传导散热的特性。
发电机产生的热量通过传导传递给散热器，然后通过散热器表面的风扇将热量带走。
空气冷却方式相对简单，结构紧凑，适用于一些小型或中小型的发电机。
二、水冷却方式水冷却是利用水对发电机进行散热的方式。
发电机内部设置有散热器和水泵，通过水泵将水送往散热器，水在散热器中流动，带走发电机产生的热量，然后再通过水泵循环回到散热器，形成循环。
水冷却方式的原理是利用水的吸热和传热能力。
水具有较高的比热容和传导热量的能力，能够快速吸收和传递热量。
通过水冷却可以更有效地降低发电机的温度，提高散热效果。
水冷却方式适用于大型发电机，具有散热效果好、噪音低等优点。
除了空气冷却和水冷却方式外，还有一些其他的冷却方式，如油冷却、风冷水散热等。
这些冷却方式根据发电机的不同结构和工作环境选择使用，以达到最佳的散热效果。
总结起来，发电机的冷却方式主要有空气冷却和水冷却两种。
空气冷却通过风扇和散热器来实现散热，而水冷却则是通过水泵和散热器来实现散热。
不同的冷却方式适用于不同的发电机，根据实际情况选择合适的冷却方式可以保证发电机的正常工作和寿命。
三相发电机的结构
三相发电机的结构
三相交流发电机是一种常见的电力发电设备，其结构主要包括以下几个主要部分：
1. 转子：转子是三相交流发电机的核心部件，由磁极和轴心组成。
磁极通常由电磁铁制成，通过电流的作用产生磁场，从而使转子旋转。
轴心是连接转子和发电机轴的部件，通常由高强度合金钢制成，以保证转子的稳定性和耐用性。
2. 定子：定子是三相交流发电机的另一个重要部件，由定子铁芯和绕组组成。
定子铁芯通常由硅钢片制成，以减小铁芯的磁滞损耗和铁损耗。
绕组则是由导线绕制而成，通常由铜线或铝线制成，以保证电流的传输和稳定性。
3. 端盖：端盖是三相交流发电机的一个重要组成部分，位于发电机的两端，用于固定转子和定子，并保护发电机内部的零部件。
4. 轴承：轴承是支撑转子和轴心的部件，通常由高强度合金钢制成，以保证发电机的稳定性和耐用性。
5. 冷却系统：冷却系统是三相交流发电机的一个重要组成部分，用于散热和保持发电机内部的温度稳定。
通常采用风冷或水冷方式，以保证发电机的正常运行。
以上部分相互配合，共同完成电力发电的任务。
如有更多关于三相发电机的问题，建议咨询专业人士获取解答。
水套冷发电机工作原理
水套冷发电机工作原理引言:水套冷发电机是一种利用水套冷却的发电机，通过水的循环流动来冷却设备，从而保持其工作温度在可接受范围内。
本文将详细介绍水套冷发电机的工作原理及其应用。
一、水套冷发电机的结构水套冷发电机由发电机本体和水套冷却系统组成。
发电机本体包括定子和转子，定子由线圈和铁芯组成，转子由磁铁和轴组成。
水套冷却系统由水套、水泵、水管和散热器组成。
二、水套冷发电机的工作原理水套冷发电机的工作原理是利用水的冷却效果来降低设备的工作温度。
具体工作过程如下：1. 水泵将冷却水从水套中抽出，经过散热器冷却后再重新注入水套。
这个过程是一个循环流动的过程，确保冷却水能够持续地流过设备，吸收设备产生的热量。
2. 当发电机运行时，定子线圈受到电流的激励，产生磁场，磁场与转子磁铁相互作用，使转子开始旋转。
同时，转子与定子之间的磁场变化也会产生感应电流，从而产生电能。
3. 在发电机运行的过程中，由于电流通过定子线圈会产生热量，同时转子的旋转也会产生摩擦热。
这些热量会使设备的温度升高，如果不及时降低温度，设备可能会受损。
4. 水套冷却系统起到了降低设备温度的作用。
冷却水从水套中流过设备，吸收设备产生的热量，然后经过散热器冷却后再重新注入水套，形成循环流动。
5. 散热器是水套冷却系统的关键部件，它通过将冷却水与空气进行换热来降低水的温度。
冷却水在散热器中与大面积的散热器片接触，通过传热的方式将热量传递给空气，使冷却水的温度下降。
三、水套冷发电机的应用水套冷发电机由于其高效、可靠的冷却效果，被广泛应用于各种发电设备中。
它可以用于风力发电机、太阳能发电机、汽车发电机等。
以下是几个典型的应用场景：1. 风力发电机：风力发电机通常需要长时间连续运行，因此容易产生较高的温度。
水套冷发电机可以有效地降低风力发电机的工作温度，提高其运行效率和寿命。
2. 太阳能发电机：太阳能发电机在阳光照射下会产生较高的温度，水套冷发电机可以及时将热量带走，防止设备过热，保证太阳能发电机的正常运行。
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(6)额定频率。我国电网的额定频率为50Hz(即每秒50周)。
还可分为： 外冷式（冷却介 接质 与不 导直 线接触） 内冷式（冷却介 与质 导直 线接 接触）
3.发电机单机容量不断增长 ，300MW、600MW已成为主力机组， 部分电厂已有1000MW机组投运。优点：
（1）可降低发电机的造价和材料消耗量。800MW机组比500MW机 组单位成本降低17％；600MW材料消耗只有100MW机组的60％。
(1)额定容量(或额定功率)。额定容量是指发电机在设计技术 条件下运行输出的视在功率，用kVA或MVA表示；额定功 率是指发电机输出的有功功率，用kW或MW表示。
(2)额定定子电压是指发电机在设计技术条件下运行时,定子 绕组出线端的线电压，用kV表示。我国生产的300MW和 600MW汽轮发电机组额定定子电压以20kV为主；水轮发电 机额定容量为130~300MVA时，额定电压15.75kV，额定容 量为300MVA以上时，额定电压为18kV及以上，长江三峡 700MW水力发电机组额定电压为20kV。
绝缘等级
A
E
B
F
H
极限温度(ºC) 105
120
130
155
180
(10)效率。指发电机输出与输入能量之百分比，一般额定效率在93%～98%之间， 300MW和600MW大型汽轮发电机组在98%以上，水轮机效率要比汽轮机低，长 江三峡700MW水轮发电机最高效率达95%。
1.2 发电机组的冷却
发电机在运行过程中存在着各种损耗，主要是铁损(铁芯中磁 场变化所产生的磁滞和涡流损耗)、铜损(铜导线中流过电流在 导线电阻上所产生的热损耗)和机械损耗(转子和风扇旋转时轴 承部分的摩擦所产生的损耗)。国产300MW汽轮发电机效率达到 98.8%，其余1.2%的损耗竟有3600kW之巨，这样大的损耗功率 在发电机内部变为热量，由于大容量汽轮发电机定—转子细长， 热量不易散出，所以发电机的散热冷却就成为限制大容量发电 机容量提高的主要因素。不断改进发电机的冷却技术，提高冷 却效果，是大容量发电机制造中一个十分重要的问题。
(7)额定励磁电流。指发电机在额定出力时，转子绕组通过 的励磁电流，用A或kA表示。
(8)额定励磁电压。指发电机励磁电流达到额定值时，额定出 力运行在稳定温度时的励磁电压。
(9)绝缘等级。绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使 用时容许的极限温度来分级的。所谓极限温度是指电机绝 缘结构中最热点的最高容许温度。
(3)额定定子电流。指发电机定子绕组出线的额定线电流， 单位为A。
(4)额定功率因数(cosφ)。指发电机在额定功率下运行时， 定子电压和定子电流之间允许的相角差的余弦值。300MW 汽轮发电机组的额定功率因数为0.85，600MW汽轮发电机 组的额定功率因数为0.9；水轮发电机额定功率大于 125MVA但不超过350MVA时功率因数，不低于0.85，额定 功率大于350MVA时功率因数不低于0.9。
（2）可降低电厂基建安装费。 200MW 100％；500MW 85％。 （3）可降低运行费用。 运行人数、厂用电
电力系统大机组的单机容量应与系统总容量相匹配，合理 比例如下表。
系统容量（MW） 小于1000 1000～10000
大机组经济容量 ％ 4～6
系统容量
6～10
大于10000 约≥10
华中、华东、东北和华北四大区域电网电力系统容量均超 过40000MW，故适于装置300～600MW以上的单机容量。
冷却介质
相对比热 相对密度
吸热能力 体积流量 相对吸热量
空气
1
1
1
1
散热能力 流速（m/s
1
3
40
5
水
4.16
1000
0.05
208
2
84
当定、转子均采用氢表冷时，汽轮发电机单机极限容量只 能达100MW；转子氢内冷、定子氢表冷可达250MW；转、定子 绕组均为氢内冷时，可达1000MW；目前普遍采用的是转子绕 组采用氢内冷、定子铁心采用氢表冷、定子绕组为水冷（简 称水氢氢冷却）方式，单机极限容量可达1200MW。
发电机结构及冷却
1.6 发电机密封油系统 1.7 发电机氢气系统 1.8 发电机定子绕组水冷系统 1.9 发电机的测温及工况监视设备
1.1 600MW发电机的技术参数
一.发电机概述 1. 同步发电机的功能
将原动机上的动能通过发电机转子与定子间的磁场耦合作 用，转换到定子绕组上变成电能。
2. （同1步）发按电照机原的动分机类的不同，可以分为：汽水燃轮轮气发发轮电电发机机电机
柴油发电机
水轮发电机和柴油发电机转速较低，极数较多，多采用凸 极式转子；汽轮发电机和燃气轮发电机转速很高，采用隐极 式转子。水轮发电机组、燃气轮机组启动迅速，宜承担电力 系统峰荷；火电机组及核电机组（均为汽轮发电机）不能快 速启动，只宜于承担系统基荷。
空气冷却
按照冷却介质的不同，可分为： 氢气冷却 水冷却
超导化：定子绕组采用常导材料导电，转子绕组采用超导 材料。超导励磁绕组能产生高于常导励磁绕组所能产生的气 隙磁通密度，而不需定子、转子铁心的存在，定子电枢绕组 可做成无巢气隙绕组，去掉了铁齿，定子的空间利用率及线 负荷都大大提高，单机容量提高3倍，达3600MW。
二. 600MW发电机技术参数
引进型和国产化型600MW汽轮发电机：额定电压多为20kV和24kV，功 率因数都为0.9，效率在98.7%以上，短路比都不小于0.5，定子绕组连接法 都为YY结构，冷却方式都为水氢氢。
转子长度和直径的比例不能过大，否则刚度不够，挠度太 大，使气隙不均匀，产生不平衡的磁拉力。
大型汽轮发电机：
6.5 l 3 D
目前硅钢片最大磁密只能达2T，气隙磁密不能超过1T，否 则会过度饱和。
综上，只有通过冷却技术的发展来提高线负荷A，才有较大 的可能。
几十年来，冷却介质由空气到氢气，又发展到水，使发电 机的单机容量大幅上升。
发电机的单机功率： PKAD Bi2nl
K为常数；A为定子绕组线负荷，A/mm；B 为气隙磁通密度， T； 为D定i 子内径，m；n为额定转速，r/min；l为定子铁心 有效长度，m。
K与n不可能大幅提高。D i 增大则转子直径增大，会使转子 受到很大的离心力，特别是轴中心孔受到的应力最大，故受 到转子材料的机械强度限制。转子本体最大直径1.25m。