东电--600MW发电机结构说明

#3、#4发电机结构说明

一．发电机简介及主要技术规范

嘉电二期#3、#4发电机是由东方电机股份有限公司承造。东电公司和日本日立公司于1991年签定了合作设计、合作生产4台600MW汽轮发电机组的合同。双方合作的第一台发电机为山东邹县电厂的#5机，但该台机90%以上的制造加工是由日本公司完成，而邹县电厂的#6机则是由日立公司派人在现场监制，整个生产过程由东电自行完成。该台机于1997年3月完成了工厂型式试验，同年11月通过168小时试运。

嘉电二期的#3、#4发电机为汽轮机直接拖动的隐极式、二极同步发电机；采用水氢氢冷却方式，即定子绕组直接水冷，转子绕组直接氢冷（气隙取气方式），定子铁芯氢冷；发电机采用密闭循环通风冷却，轴承为强迫润滑（由汽机润滑油系统供油）；发电机配有一套氢油水控制系统，以提供和控制发电机冷却用的氢气、密封用油和定子线圈冷却用水；定子铁芯是用相互绝缘的扇形冲片迭装压紧成的；定子线棒由绝缘空心线和实心线混合编织，并经540°换位组合而成；发电机的励磁型式为自并励静止励磁系统。

发电机主要技术规范如下：

1.1 型式：全封闭自循环水／氢冷却、强迫润滑、隐极式转子、同步交流发电机

1.2 额定容量： 667MVA

1.3 额定功率： 600MW

1.4 额定电压： 22V

1.5 额定电流： 17495A

1.6 额定功率因数： 0.9(滞后)

1.7 短路比：≥O.55

1.8 氢压： 0.414MPa(4.22Kg/cm2g)

1.9 频率： 50Hz

1.10 极数： 2

1.11 相数： 3

1.12 转速： 3000r/min

1.13 冷却方式：定子绕组：水内冷

转子绕组：氢内冷

1.14 绝缘等级：定于绕组： F（按B级绝缘温升使用）

转子绕组： F（按B级绝缘温升使用）

定子铁芯： F（按B级绝缘温升使用）

1.15 效率：≥98.9％

1.16 不平衡负荷能力稳态I2 ≥8％

暂态(I2)2t≥10s(tmax≤120sec)

1.17 冷却器进水温度：≤33℃(包括氢气冷却器和定子绕组水系统冷却器)

1.18 进氢温度： 46℃

1.19定子绕组进水温度 46℃

1.20温度限值：

定子绕组：≤120℃(电阻法)

定于绕组冷却水出水：≤85℃ (热电偶法)

转子绕组：≤115℃(电阻法)

定子铁心：≤120℃(热电偶法)

1.21氢气纯度：≥98％

1.22漏氢量：≤12m3／日

1.23噪声水平：≤85dB(A)(测距lm)

1.25氢气冷却器容量：一组冷却器退出运行，发电机组可带80%额定负荷.

1.26定子机座型式：整体机座

1.27励磁系统：静止可控硅整流励磁系统

二、发电机结构

600MW汽轮发电机结构示意图如图一。

图一

1.定子机座与隔振

2.机座是用钢板焊成的壳体结构，具有足够的强度和刚度，其作用是支承定子铁心和定子线圈，并构成特定的冷却气体流

道。作为氢气的密闭容器，能承受机内意外氢气爆炸产生的冲击。

3.机座由端板、外皮和风区隔板等组焊而成，并形成特定的环形进出风区。

4.机座与出线罩之间的结合面用焊接方式进行密封(在电厂安装时进行)，与端盖之间用注入密封胶的方式进行密封。

5.铁芯与机座之间装设轴向弹簧板，能有效地吸收两极电机所特有的铁心倍频振动,减小振动对机座及基础的影响。

2.定子铁心

定子铁芯是用相互绝缘的扇形片叠装压紧制成的。为减少电气损耗，扇形片采用高导磁低损耗的冷轧硅钢片冲制而成。

扇形片两面刷涂加有无机填料的热固性绝缘漆。

扇形片冲有嵌放定子线圈的下线槽和放置槽楔用的鸽尾槽。叠压时利用定子定位筋定位，迭装过程中经多次施压，两端采用低磁性的球墨铸铁压圈将铁芯夹紧成一个刚性圆柱体。铁芯齿部是靠压圈内侧的非磁性压指来压紧的。边段铁芯涂有粘接漆，在铁芯装压后加热使其粘接成一个牢固的整体，进一步提高铁芯的刚度。

边段铁芯齿设计成阶梯状并在齿中间开窄槽，同时在压圈上装有整体的全铜屏蔽，以降低铁芯端部的损耗和温升。

发电机在欠激运行时，铁心端部物件上边漏磁通将会增加，铁心边端齿部及压圈上将会感应出很大的涡流，导致温度升高。为避免这些部件过热，特采取以下措施。

a)采用铜屏蔽

铜屏蔽安装在压圈表面，根据涡流效应，可使端部大部分轴向漏磁通被屏蔽掉（漏磁通是不允许进入铁心端部的）。但是，就铜屏蔽本身而言，涡流大小应予考虑.然而铜屏蔽的电阻率仅为通常所使用的球墨铸铁压圈电阻率的五分之一，热传导系数是该种压圈的五倍，从磁通透入深度的相对关系看，其损耗也仅为压圈的二分之一，所以在铜屏蔽上不会出现局部过热区。

图三：铜屏蔽

b)边端扇形片齿部开小槽

齿部占涡流路径区域的二分之一，开小槽后可使漏流损耗减至原来的约四分之一。

c)使用高电阻率，低导磁率的压圈和压指

铁心固紧采用高电阻率，低导磁率的材料制做压圈和压指，增加铁心和铜屏蔽之间的阻抗。

d)增加铁心端部的内径(即采用阶梯状边端铁心)

端部铁心区域铁心内径大于中部正常段区域铁心的内径，其目的是为了避免漏磁通集中在端部区域，而形成局部过热。

e)使用无磁性护环

根据祛磁效应，护环的磁阻随漏磁通增加而增加。由于屏蔽作用即可避免磁通增加、对于漏磁通而言，护环的磁阻起到了去磁作用，根据视频作用，可防止磁通增加。

3.定子绕组

定子绕组由嵌入铁芯槽内的绝缘条形线棒组成，绕组端部为篮式结构，并且由连接线连接成规定的相带组。采用连续式 F 级环氧粉云母绝缘系统，表面有防晕处理措施。

线棒由绝缘空心股线和实心股线混合编织换位540°组合而成。