三峡工程东方电机发电机介绍

三峡右岸电站东电机组发电机培训教材

第一章东电机组基础结构介绍

东电机组为立式伞型混流式水轮发电机，由发电机定子、发电机转子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承及辅助设备等组成。其结构设计是在消化吸收三峡左岸电站VGS集团技术的基础上发展起来的，采用与左岸VGS集团发电机基本相同的整机结构（见图1）。

图1：东电机组结构示意图

东电机组发电机定子为浮动式机座结构，定子机座分成8瓣在现场进行定子机座的组圆焊接后进行定子铁芯的组装和压紧；定子槽数510槽，定子线棒为双层布置，为条式波绕组，“Y”形连接，5支路并联，共1020根线棒，所有的线

粉，采用向滑环吹风进行滑环清扫及冷却。

通风冷却系统为无风扇密闭自循环系统，空气通过转子支臂的风扇作用产生循环，并通过布置在定子机座外侧的空气冷却器进行冷却，在上、下机架侧设有挡风板。发电机有16个空气冷却器，均匀地布置在定子外缘，并用来自电站技术供水系统的水进行冷却。

东电机组上机架为辐射形非负荷机架，采用多边形框架结构。其中心体内布置有发电机上导轴承；东电机组下机架为辐射形负荷机架，承载水轮发电机组转动部分的重量及轴向水推力。其中心体内布置有发电机推导联合轴承。

东电机组发电机上导轴承采用分块稀油自循环方式，共有8块上导瓦，其油槽设有8组内置油冷器，在滑环室内设有两组油雾吸收装置。发电机推力轴承和下导轴承组成推导联合轴承，共有42块下导瓦，28块推力瓦（带托瓦的小弹簧支撑结构），风洞内设有3组外置油冷器和1套油雾吸收装置。风洞内设有一套高压油减载装置，其中两台高压油泵运行方式为一台自动，一台备用，在开停机过程中、在停机状态下探测到有蠕动时启动，控制柜设在发电机风洞外围。

东电机组发电机制动风闸采用单腔弹簧自复位结构，制动风闸每3个一组，共6组18个，在发电机下风洞内每组制动风闸设有1套粉尘吸收装置。机组制动采用电气、机械混合制动方式。机组正常停机时，电气制动在50%ne时应自动投入、机械制动在10%ne时应自动投入；在电气制动故障或发电机电气事故停机时，机组转速降至15%ne即单独投机械制动。

在发电机风洞外围，东电机组设有一套气隙监测装置、一套局部放电检测装置和一套振动摆度在线监测装置；风洞内设有12个电加热器，用于除湿。

机组的自动开停机、并网、负荷调整，由CSCS执行。机组不设常规开机控制系统。

第二章东电发电机结构特点及工作原理

第一节发电机定子

水轮发电机定子是水轮发电机的固定部件之一，它主要由定子机座、定子铁芯、定子绕组、齿压板、拉紧螺杆等部件组成。其中，定子机座是固定定子铁芯的基础，定子铁芯和绕组是形成发电机磁路与电路的部件，其余部件则是用于连接和支撑的。

根据定子铁芯外径的大小，定子可以分为整圆定子、分瓣定子、工地整圆叠装定子。

1、整圆定子。当定子铁芯外径D W≤3m时采用整圆定子，在制造厂叠片、下线后整体运输。

2、分瓣定子。当定子铁芯外径D W﹥3m时采用分瓣定子，按直径定义可分成2、

3、

4、6瓣或8瓣，在制造厂整圆装压铁芯，分瓣下线分瓣运输，到工地再整圆合并下合缝线圈。三峡电源电站机组定子采用此结构形式。

3、工地整圆叠装定子。当铁芯的长度和径向尺寸受到运输条件限制或为了减少变形时，采用工地整圆叠装定子。在机坑或安装间将分瓣定子机座拼焊成整圆叠片，然后下线。这样能消除合缝噪声，减少振动，节省钢材和简化制造工艺。这对巨型水轮发电机是一种比较好的结构。三峡左岸、右岸机组定子全部采用此结构形式。

一、定子机座

定子机座也称为定子外壳。它的主要作用是：承受定子自重；承受上部机架以及装置在上机架上的其它部件的重量；承受电磁扭矩和不平衡磁拉力；承受绕组短路时的切向剪力；如为悬式机组，还将承受机组的推力负荷并把它传递到基础。因此定子机座必须具有足够的强度和刚度，以抵抗和满足运行中出现的应力和应变。

东电定子机座（见图2）由钢板焊接成8个扇形瓣，其中有引线支架1瓣的上环板为无磁钢结构。由安装单位在现场进行机座组圆、合缝焊接。合缝处设有成对定位块，以确保准确定位。定子机座上下共8层环板，环板间用盒形筋板支撑。定子机座采用无上、下环结构，大齿压板直接放在定子基础板上，定子上端

通过16个上机架支撑与上机架相连。定子下压指直接焊在大齿压板上。定子机座和基础板之间的连接采用浮动式结构（即“径向自由”式的结构），通过径向键，允许机座在径向作必须的移动，但同时，限制任何切向运动以适应发电机运行期间产生的热膨胀和收缩，机座轴向由基础螺栓固定。

浮动式定子机座的结构特点：定子机座仅需克服机座和基础板之间的摩擦力即可自由伸缩，而不变动机组中心，包车了定子圆度，从而避免了定子变成椭圆形而导致铁芯冲片破坏，定子温升过高、定子振动等现象。

图3：东电定子机座

二、定子铁芯

定子铁芯是水轮发电机磁路的主要通道。由于在定子铁芯中存在着交变磁通，才在定子绕组中感应出交变电流，因此，定子铁芯又称为磁电交换元件，并在铁芯齿槽中固定定子绕组。定子铁芯主要由扇形冲片、通风槽片、定位筋、托板、拉紧螺杆、上下齿压板等组成。各部件的基本连接关系是：定位筋的尾部置于托板槽口内，托板焊接在定子机座的水平环板上。扇形冲片与通风槽片叠装在定位筋鸽尾槽内，并通过上下齿压板以及拉紧螺杆将铁芯压紧成一个整体。1、东电机组定子铁芯结构简介

东电定子铁芯，下端为大环板和下压指支撑，上端为分块式上齿压板压紧，铁芯背部由170根拉紧螺杆与碟簧进行压紧，并通过170根浮动式双鸽尾定位筋与定子机座连接。铁芯由56小段组成，中间有55层通风槽片。其中两端分别有2段24mm 高的短齿片，中间是52段高度为52mm 的小段。单张硅钢片厚0.5mm ，单张通风槽片厚6mm 。短齿片按槽深分成5种，在制造厂内每6张短齿片粘接成1张粘接片。粘胶段由56张9槽粘接片和1张6槽粘接片组成整圆。除粘胶段外，其余叠片均采用错1/3定子冲片的螺旋法堆积，每层为56张9槽片。

图3：已叠装的东电定子铁芯

2、东电发电机定子铁芯主要部件的形式、结构

A 、扇形冲片

定子的扇形冲片通常由0.5mm 厚的导磁率很高的硅钢片冲制而成，为减少铁芯中的涡流损耗，扇形冲片的两面各涂有一层F 级0.02～0.025mm 的硅钢片漆。扇形冲片与定位筋的装配槽称为鸽尾槽，鸽尾槽的顶视形状有梯形和平行四边形等，其中平行四边形槽口叠片方便、效率高、质量好，应用较广泛。鸽尾槽比定位筋的尺寸约大，以便于叠片。

粘接片

定子铁片

通风槽片

定子机座