大型汽轮发电机氢内冷转子通风系统及结构

新300MW水氢氢汽轮发电机结构介绍、技术交底

新300MW水氢氢汽轮发电机结构介绍、技术交底一、概述本型汽轮发电机为三相二极同步发电机，由汽轮机直接拖动。

本型汽轮发电机的冷却采用“水氢氢”方式，即定子线圈（包括定子引线，定子过渡引线和出线）采用水内冷，转子线圈采用氢内冷，定子铁心及端部结构件采用氢气表面冷却。

集电环采用空气冷却。

机座内部的氢气由装于转子两端的轴流式风扇驱动，在机内进行密闭循环。

励磁采用“机端变压器静止整流的自并励励磁系统”。

二、总体结构发电机定子机座由三段把合而成，即机座、汽端端罩及励端端罩，三者分别运输至工地，再连接成一整体。

连接处设有橡皮圆密封及气密罩，气密罩在发电机安装时，在现场与机座和端罩相焊接。

四组氢气冷却器水平安装在两端罩的顶部冷却器包内。

循环冷却水管从侧面与氢气冷却器相连接。

内端盖固定在端罩内，风扇导风环则固定在内端盖上，内端盖和导风环采用高强度环氧树脂及高强度玻璃布和玻璃毡模压成型。

内端盖及风扇罩是构成电机风路的主要部件之一，过去一般采用金属件。

由于它们位于定子绕组端部，需考虑放电距离和漏磁场产生的涡流而引起的额外损耗。

采用玻璃钢后，不但降低了损耗，也有利于机组的安全运行。

内外挡油盖、油密封座及过渡环和轴承均固定在端盖上。

励端内外挡油盖、油密封座及过渡环和轴承均设有对地绝缘。

碳刷架与集电环相对应，置于发电机励端。

发电机转子与汽轮机转子之间采用刚性连接，联轴器置于汽轮机轴承箱内。

在碳刷架和稳定轴承处设有隔音罩，隔音罩上开有调整碳刷用的操作门。

隔音罩采用引风式通风结构，冷空气自运行层进入，热空气经风道从运行层部排出。

1、通风冷却发电机以氢气作为主要冷却介质，采用完全密闭循环通风方式，定子绕组采用单独的水冷却系统，而氢气冷却系统，包括风扇和氢气冷却器则完整地置于发电机内部。

发电机采用径向多流式密闭循环通风，定子铁心沿轴向分为71段，各段之间的通风高度为8mm，与机座的相应幅板构成九个风区，其中四个风区为进风区，五个风区为出风区。

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。

发电机氢气系统介绍

氢气系统操作
• • • • • • • • • • • • • • • • • 用二氧化碳置换空气的操作： 1)投入氢纯度风扇，开启上部取样门，关闭底部取样门。 2)将检验合格的CO2瓶与CO2汇流排连接好。 3)确认发电机排CO2门关闭。 4)开启发电机充CO2隔离门。 5)开启发电机排氢门。 6)开启CO2汇流排减压阀前、后截门。对应开启CO2汇流排分气门及CO2瓶针阀，调节针阀使阀后压力保持0.15MPa（充CO2时应从汇流排末端开始，两瓶一组。 7)调整使CO2汇流排总门以外3m无结霜现象。 8)开启发电机排气总门，并使发电机内部压力维持0.015～0.02MPa。 9)当CO2瓶内压力降至0.5MPa时，更换新瓶。 10) 当CO2纯度达90﹪，开启系统下列排污阀进行排污3～5分钟，排污完毕后关闭以下排污阀：#1～#5检漏计底部及管道排污门、纯度风扇进出口排放门、发电机工况监视柜排放门、氢气干燥器排放门、差压变送器排放门。 11) 关闭发电机排气阀及CO2瓶阀，保持机内压力0.02MPa，稳定15分钟。 12) 打开发电机排气阀及CO2瓶阀，继续充入CO2。 13) 当机内CO2纯度达95﹪，停止充CO2，关闭发电机排气门。 14) 关闭CO2瓶针阀及CO2减压器前后阀。 15) 关闭发电机充CO2总隔离门。 16) 关闭发电机排气总门。
氢气系统参数
• 氢系统氢气纯度、压力、湿度、除设有防爆型就地指示和报警装置外，还设置输出到远方指示及报警输出接点。 • 氢气直接冷却的冷氢温度不超过46℃。氢冷却器冷却水进水温度不超过38℃。发电机气体控制系统用来保证实现发电机内气体转换，维持机内氢气压力、纯度、温湿度的特定要求，以确保发电机安全满发运行。 • 1、设计参数 • 最大氢气压力(发电机机壳内) 0.5MPa • 额定氢压允许变化范围 0.39～ 0.44MPa • 发电机机壳内氢气纯度 • 额定 98％ • 最小 95 ％ • 发电机补氢纯度＞99％ • 发电机补氢湿度(露点) ≤-25℃

660MW等级发电机介绍(水冷+水氢冷)

660MW双水内冷发电机发电机介绍1、概述QFS-660-2型汽轮发电机是在总结135MW、300MW等级双水内冷发电机制造运行经验基础上，结合600MW级水氢冷发电机设计技术，以及拥有稳定运行经验的1000MW火电发电机成熟结构，吸取了近年来国内外大型汽轮发电机的先进成熟技术，进行的优化设计的产品。

产品开发方案于2014年7月8日国内行业资深专家评审会一致通过评审。

双水内冷发电机具有运输重量轻，成本低，价格便宜，交货进度快等特点，对电厂安装、运行、维修、厂房投资也均具有独特的优越性。

2、性能参数660MW双水内冷发电机设计风格参考有稳定生产、运行经验的660MW水氢氢发电机，性能参数与660MW水氢冷发电机相当。

3、可靠性660MW双水内冷发电机采用660MW级水氢冷发电机和百万千瓦级水氢冷发电机相同的先进技术进一步提高性能和可靠性。

包括：定子：全补偿、抗蠕变定子铁心防松技术采用无机涂层的硅钢片、激光点焊风道板结构，内倾式齿压板结构、阶梯段冲片偏小槽结构等全新结构，避免铁心局部松动。

定子端部整体灌胶技术降低端部线棒应力，提高抗突然短路能力；提高整机防晕性能；防油、防水、防异物。

定子槽内弹性防松技术定子槽内紧固采用高强度槽楔、楔下双层波纹板，槽底和上、下层线棒之间垫有适形垫条，并采用了涨管热压工艺，使槽内线棒固定更加牢固，直线段端部采用鱼尾形关门槽楔就地锁紧，防止轴向位移。

球形接头机械式水电连接技术既确保100%电接触，且抗冲击能力强，防止松动，可适应定子嵌线过程中鼻端六个方向的装配误差，减少线圈所受应力。

转子：转子线圈采用水直接冷却，冷却效果好，利于提高绝缘寿命；采用连续绝缘，无转子匝间短路问题。

4、经济性由于660MW双水内冷转子采用水冷却方式，与传统水氢冷发电机相比，没有与氢气相关的防护及辅助系统，经济性上相较于传统水氢冷发电机有较大优势。

一次性投资制造成本与相同容量的水氢冷发电机相比价格低。

大型空冷汽轮发电机转子多种通风方案比较

ｏｅｅａｕｅｄｓｒｂｔｎ，ｔｅｒｔｒｆｏｆｅｄｎｅｅａｕｅｆｅｄｏｈｒｔｄｐｒｔｎｏｄｉｏｓｆｔｍｐｒｔｒｉｔｕｉｉｏｈｏｏｗｌａｄｔｍｐｒｔｒｌｆｔｅａｅｏｅａｉｇｃｎｔｎｌｉｉｉｗｅｅｓｍｕａｅｃｏｄｎｏｔｅｃｍｐｕａｉｎｌｆｉｙａｃｒｎｉｅｒｉｌｔｄａｃｒｉｇｔｈｏｔｔｏａｌｄｄｎｍｉｓｐｃｐｌ．Ｔｈｅｕｔｈｗｈｔｔｅａｒｉｌｔｕｉｅｒｓｌｓｓｏｔａｈｉｎｅｐｓｔｏｆｔｅｒｔｒｅｄｗｉｄｎｓｄｔｒｎｓｔｅｌｎｔｆｗｉｄｎｉｒａｏｉｉｎｏｈｏｏｎｎｉｇｅｅｍｉｅｈｅｇｈｏｎｉｇａｒｏｄ，ｔｅｆｗｆｃｏｉｇａｒｎｈｏｏｏｌｎｉ，ａｄｌｔｅｔｍｐｒｔｒｉｔｂｔｎｆｔｅｃｏｉｇｍｅｕａｈｎｉｇｈｅｅａｕｅｄｓｒｕｉｓｏｏｌｎｄｉｍｎｄｔｅｗｉｄｎ．Ｒａｉｎａｒａｇｍｅｔｏｉｎｅａｉｏｈｔｏｌａｒｎｅｎｆａｒｉｌｔｃｎ
要：为分析转子不同通风方案的冷却效果，以某大型空冷汽轮发电机转子为例，立其端部绕建
组最长的单个线圈的物理模型，在各个通风段长度确定的情况下，变进、改出风口大小、位置及挡块布置。根据计算流体力学原理模拟额定工况转子内部流场及温度场，比较不同通风方案转子内部

图解汽轮发电机组工作原理及结构(ppt)

太阳能发电和风力发电流程（热核反应)，4氢—1氦，1KG氢的
热核反应，相当地球燃烧19000T的标煤，太阳中可燃烧的氢为10分之1，能燃烧100多亿年。电磁波-粒子流。地球接收的能量只占总能量的20亿分之1。
4.核能发电：利用铀235的核裂变，产生的能量，进行发电。
中国核电站分布图
原理：1个中子进入铀235原子核以后，原子就变的不稳定，分裂成2个较小质量的原子核，这就是核裂反应，产生很大的能量的同时，还会放出2-3个中子和其他射线，这些中子再次进入铀235原子核，不断重复上述核裂变反应。
图解汽轮发电机组工作原理及结构 (ppt)
汽轮机厂房内平台汽轮发电机组
汽轮机厂房内平台汽轮发电机组
汽轮机锅炉集中控制室
600前希腊人泰勒斯发现了电（丝绸和琥珀麽擦产生静电）
1660年德国人埃里克发明了世界上第一台摩擦发电机（产生静电没有实用的价值）
。
1780年意大利医生加法尼,通过动物组织对电流的反应（他认为电是动物组织产生的）
1799年意大利物理学家伏特,他认为电不是来源动物 1800年伏特他发明了世界上第一块电池
1821年英国人法拉第发明了世界上第一台发电机。 1831年他发现当电磁铁穿过一个闭合回路时，线圈内就会产生电流，这就是“电磁感应”。由此他发明了世界上第一台永久磁铁能连续生产电流的发电机
1876年德国人西门子他发明了，采用电磁铁连续生产电流的发电机。
从作用力方面分析原理
蒸汽流经级时先在喷嘴中膨胀压力降低，速度增加一方面通过速度方
向的改变，产生冲动力F1
蒸汽在动叶中继续膨胀，压力降低，所产生的焓降转化为动能造成动叶
出口的相对速度w2大于进口相对速度w1，使汽流产生了作用于动叶上的与汽流方向相反的反动力Fr。

660MW亚(超)临界汽轮发电机介绍

2013年10月12日星期六
三.发电机结构
2013年10月12日星期六
2013年10月12日星期六
发电机结构
定子
定子机座端盖、轴承、油密封定子铁心定子线圈定子出线和出线盒定子水路氢气冷却器
2013年10月12日星期六
定子机座
定子机座由优质钢板装焊而成，具有足够的强度、刚度和气密性。分整体机座和分段式机座两种设计。机座与定子铁心
• 护环材料Mn18Cr18 • 转子为合金钢整体锻件 • 风扇叶片采用铝叶片
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发电机结构
轴向引线连接端面
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四.辅助系统
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一、励磁系统
静态励磁
静态励磁特点: 属于高起始响应励磁系统，可有效提高输送功率极限，充分发挥投资效益能方便地提高励磁电压的强励顶值能进一步提高励磁系统可靠性可把故障停机损失降到最小轴系较短，动力特性更好可直接测量发电机励磁电流和电压
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发电机结构
轴承为端盖式轴承——结构紧凑
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发电机结构
定子绕组
三相双层绕组，2支路并联Y连接槽内固定采用高强度槽楔、楔下波纹板
上下线棒不等截面
采用SIEMENS-WESTINGHOUSE公司成熟
的刚-柔固定结构
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析，转子临界转速远离工作转速15%。发电机励磁机转子平衡都达到了高标准，发电机励磁机连机工厂试验，各轴瓦的轴振峰-峰值小于0.05mm。以确保现场运行各轴瓦的轴振峰-峰值小于0.076mm的优等品标准。

汽轮机发电机本体结构及功能

汽轮机发电机本体结构及功能一、发电机结构及功能氢冷发电机在本体上主要由定子和转子两大部分组成,在附属系统上主要有励磁系统、冷却系统、密封油系统和氢气系统。

二、发电机定子定子由机座、铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。

1、机座及端盖定子机座为中段机座和两端端罩组成的三段式组合结构，中间段与铁芯长度相近。

沿轴向布置的环形板既是铁芯的支撑件，也是风区隔板，隔板间有圆形风管。

两端端罩罩住定子线圈端部，4个卧式冷却器置于两端罩顶部的冷却器罩内。

三段式机座之间用螺栓把合，各接合面处除用橡胶圆条密封外，还用气密罩封焊，端罩两侧下部设有排水法兰，接液位信号器，冷却器漏水可及时报警。

整个机座按防爆要求设计，具有足够的强度和良好的气密性，经受1.0兆帕30分钟的水压试验和4×105帕气密试验。

2、机座的作用：主要是支持和固定铁芯绕组。

如果用端盖轴承，它还要承受转子的重量和电磁力以及分配冷却气流力矩。

（特别是在发电机出口短路后要承受10倍以上的短路力矩的作用），除此以外，还要防止漏氢和承受住氢气的爆炸力。

3、定子弹性支撑：为了减少发电机运行时定子铁芯所产生的双倍频的振动对发电机基础的影响，铁芯与机座之间采用轴向组合式弹性定位筋作为隔振结构。

两个主要振动源：一是铁芯振动，其振动频率为二倍频100HZ。

这因为在二极发电机中，由于发电机转子磁场的影响，机座和定子铁芯将受到100HZ的交变电磁力的作用，并使定子铁芯变成一个不断变化的椭圆，使机座发生倍频振动。

二是转子振动，这通常只发生在轴承与端盖合成一体的发电机上，它起因于转子的各种不平衡，其频率为50HZ，即转子的机械旋转频率。

所以说机座都是为高强度优质钢板焊接而成。

4、端盖：端盖是发电机密封的一个组成部分，它分为内端盖和外端盖，为了安装，检修，拆装方便，一般端盖由上下两半构成。

外端盖采用钢板焊接而成，内端盖由铝合金或玻璃钢板压铸而成。

外端盖的作用：密封、支承（转子）、防爆的作用。

QFSN-300-2型汽轮发电机

摩洛哥杰拉达项目
摩洛哥杰拉达项目
轴密封装置在发电机轴承内侧安装轴密封装置，用来防止发电机内部的氢气通过转轴与转轴所穿过部件之间的间隙漏出发电机外。图12示为密封环和密封油流向。密封环分为内（氢侧）和外（空侧）两个环。密封环分成两个半圆并且用上下弹簧支撑以保证密封瓦和转轴随动，同时密封瓦的设计还可以保证油膜的连续性。密封环通有比机内氢气压力高0.085MPa的密封油。密封油流经密封环和转轴之间的间隙，从氢侧和空侧两侧排出。
摩洛哥杰拉达项目
摩洛哥杰拉达项目
转子装配转子轴是由Ni-Cr-Mo-V合金钢整体锻件机械加工而成。其质量通过机械、化学、冶金检查和非破坏性试验来保证。转子本体开槽来安装转子线圈，转子线圈通过槽楔固定在转子槽内，当转子旋转时，槽楔要承受转子线圈的离心力。如图8所示，转子磁极在与转轴垂直的方向上开有横向月牙槽以平衡小齿区域和大齿区域两个方向的刚度。转子磁极, 风扇座环和集电环风扇上安装平衡块以减轻转子振动。汽端联轴器和汽、励端风扇座环由合金钢锻件加工并热套在转子上。带有翼形扇叶的轴流式风扇由高强度铝合金制成，并用螺栓固定到风扇座环上。
430 L/min 100L/min 57L/min 0.05～0.08MPa(g) 0.385±0.01MPa(g) 0.085±0.01MPa (g) 43～52 ℃ ≤ 70℃
摩洛哥杰拉达项目
绝缘等级和允许温度限值发电机定子和转子绝缘等级均为F级。发电机一些部件和冷却介质的允许温度限值见表。发电机部件名称
冲片背部的其他鸽尾槽用于将扇形片装配并固定到定位筋上。
压圈由定位筋螺母固定在定位筋两端，通过给压圈加压将铁芯压紧。
通过压圈下面的非磁性压指给铁芯齿加压。为了降低由定子铁芯端部的漏磁通及其相关的电气损耗所引起的端部发热，边段铁芯叠成

全氢冷400MW级燃气轮发电机结构特点

关键词全氢冷燃气轮发电机结构
１引言
空气、氢气和水这几种冷却介质比较，从传热系数、热容量等物理参数分析，冷却能力大小依次为水、氢气和空气．根据容量等级的不同，汽轮发电机定转子线圈及铁心分别采用空气表面冷却、空气内冷、氢气表面冷却、氢气内冷、内冷等不同的冷水却方式。目前国内大型汽轮发电机广泛采用“ 水氢氢” 冷却方式，即其定子线圈采用水内冷，转子采用氢气内冷，定子铁心及端部结构件为氢气表面冷却。随着国内外电力市场的发展，对于大容量全氢冷汽轮发电机的需求量日益增长，尤其是配套燃气轮机及出口的机组，大部分均明确要求采用全氢冷机组。这主要因为全氢冷汽轮发电机具有以下一些特点：（）与空冷发电机相比，１全氢冷汽轮发电机由于氢气密度较小，电机的通风发
发电机定子采用径向全出风通风系统：冷却气体由安装于转子两端的单极轴
流风扇提供循环动力，过风扇后的高压经冷却气体在定子侧分三路流动，一部分冷却端部磁屏蔽后直接进人铁心背部，一部
分冷却定子出线和引线后也直接进人铁ｔｂ背部，而大部分冷却气体在冷却定子端部线圈后进人气隙，再沿径向冷却定子线棒和铁心经铁心风道流人铁背部；ｔｂ整个定
２６
接法
３一Ｙ６
《东方电机）０６年第３）０２期进人铁心背部的高温气体进人沿轴向布置在机座顶部的冷却器，高温气体被冷
出线端子数目
额定氢压
பைடு நூலகம்
０．ａ４ＭＰ
≥Ｏ．５５
却后由转轴两端的轴流风扇鼓人发电机内

电厂发电机氢气冷却系统

l 端部线圈为轴向氢内冷;由二根冷拉成型的П形铜线上下对叠而成;中间形成冷风风道;迎风侧开有进风孔;为了降低端部绕组的最高温度采用缩短风路的办法;将冷氢从迎风侧吸入风道后分成两路；其中一路沿轴向流向槽部的斜向出风道;再从槽楔经过甩风风斗排入边端出风区气隙；另一路沿端部横向弧形风道流向磁极中
进入容器的底部;加热过程在那里又重新开始
2 3 漏液检测仪
•
装在发电机机壳和出
线盒下面;有浮子控制开关;
指示出发电机里可能存在的
液体漏出液体在机壳的底部
最可能积液的地方设有开口;
将积聚的液体排到漏液检测
仪每一个探测器装有一根回
气管通到机壳;使得来自发电
机机壳的排液管能够气流畅
通回气管和液管都装有截止
1 氢气系统的特点及功能
•
汽轮发电机是采用水氢氢冷却方式;定子绕组为水冷;
转子绕组为氢气内冷;铁心为氢气外部冷却;发电机转子采
用气隙取气冷却方式
•
发电机内的气体容量约为110m3 我厂发电机氢
气系统充气体积 68 8m3 当发电机在额定氢压0 5MPa下运
行;保证漏氢量每天不大于11立方米常压下的体积我厂
运行中;其部件绝缘有局部过热时;过热的绝缘材料热分解后;产生冷凝核;
冷凝核随气流进入装置内由于冷凝核远比气体介质分子的体积大而重;
负离子附着在冷凝核上;负离子运行速受阻;从而使电离电流大幅度下降
电离电流下降率与发电机绝缘过热程度有关经试验确定;当电流下降到
某一整定值时;代表着绝缘早期故障隐患的发生和存在;装置及时发出报警
声较小;绝缘材料不易受氧化和电晕的损坏
•
缺点：1氢气的渗透性很强;容易扩散泄露因此

发电机氢气系统..

5）发电机漏液检测装置

发电机漏液检测装置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
6）发电机绝缘过热监测装置

发电机绝缘过热监测装置用以监测发电机内部绝缘材料是否有过热现象，以便在早期及时采取必要的措施，防止酿成大事故。工作原理：在发电机正常工作时，流经装置的干净气体导致装置产生一定的微电流，此电流经处理后，在装置上显示出来。当发电机内绝缘有过热现象时，绝缘材料因过热而挥发出过热粒子，这些粒子随氢气进入到监测装置后，将引起装置的电流减少。当电流减少到一定程度时，装置经自检确认装置本身无误后将发出报警信号，提示发电机内绝缘部件有过热现象。
工作原理：仪器由特殊设计的风机，压差交送器及压差计组成，实际则是风机产生的压差，但由于此压差值与气体的密度有关，而气体密度又直接与气体的成分成比例，故只要测出风机压差就等于测出了气体密度，实际上两只压差计是直接按密度和纯度标注的。

纯度要求：氢气是易燃易爆性气体。在密闭容器中，当氢气与空气混合，氢的含量为4％～ 75％，即形成易爆炸的混合气体。我国发电机运行规程规定：“一般要求发电机内氢气纯度保持在96％以上。低于此值时，应进行排污” 大容量氢冷发电机内要求保持高纯度的氧气，其主要目的是提高发电的效率，从经济方面考虑。因为氢气混入空气或纯度下降时，混合气体的密度随氢气纯度的下降而增大，使发电机的通风摩擦损耗也随着氢气纯度的下降而上升。据美国GE公司介绍，一台运行氢压为0.5MPa、容量为907MW的氢冷发电机，其氢气纯度从98％降到95％时，摩擦相和通风损耗大约增加32％，即相当于损失685kW。一般情况下，当机壳内的氢气压力不变时，氢气纯度每降低l％，其通风摩擦损耗约增加11％。

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。

汽轮发电机结构示意图

600MW发电机组的基本结构
定子部分
发电机结构图
发电机定子铁芯
定子铁芯硅钢片图
磁滞损耗图
定子铁芯图
发电机定子图
定子线棒固定图
定子线棒固定图2
定子线棒槽内结构
600MW发电机组的基本结构
转子部分
发电机转子结构示意图
发电机转子图
发电机组的冷却方式及冷却系统
发电机定子绕组冷却水系统
发电机供气系统简图
发电机壳气体压力指示器氢气纯度计气体温度计布H2母管
布氢气纯度分析仪
2母管
排气纯度计
换气分析仪
排气控制阀
至真空泵
氢气干燥器
气体压力指示器气体压力指示器气体压力指示器
H2气体压力调节阀 H2气体供应 3 减压阀 414 减压阀 500 减压阀 2.5 2冷却水泵 3-水冷却器 4-滤网 5-除盐装置 6-流量孔板 7-节流孔板 8-电导率计 9-进补给水 10-水压调节阀 11-水温调节阀
发电机定子绕组冷却水系统
氢气系统供给装置示意图
安全阀
至发电机
减压器压力表压力控制器
减压器
过滤器
过滤器
氢气供给
氢气系统供给装置系统图
发电机供气系统简图
发电机密封油系统简图
汽轮发电机的正常运行
发电机的稳态功率角特性与稳定概念
发电机的稳态功率角特性
E0 P mU sin Xd
E0U U Qm cos m Xd Xd
2
汽轮发电机有功功率角特性
A
0
Pmax
90°
δ
180°
汽轮发电机有功功率角特性

汽轮发电机结构及原理

汽轮发电机结构及原理第四节汽轮发电机按照电磁感应定律，导线切割磁力线感应出电动势，这是发电机的基本工作原理。

汽轮发电机转子与汽轮机转子高速旋转时，发电机转子随着转动。

发电机转子绕组内通入直流电流后，便建立一个磁场，这个磁场称主磁极，它随着汽轮发电机转子旋转。

其磁通自转子的一个极出来，经过空气隙、定子铁芯、空气隙、进入转子另一个极构成回路。

根据电磁感应定律，发电机磁极旋转一周，主磁极的磁力线北装在定子铁芯内的U、V、W三相绕组（导线）依次切割，在定子绕组内感应的电动势正好变化一次，亦即感应电动势每秒钟变化的次数，恰好等于磁极每秒钟的旋转次数。

汽轮发电机转子具有一对磁极（即1个N极、一个S极），转子旋转一周，定子绕组中的感应电动势正好交变一次（假如发电机转子为P对磁极时，转子旋转一周，定子绕组中感应电动势交变P次）。

当汽轮机以每分钟3000转旋转时，发电机转子每秒钟要旋转50周，磁极也要变化50次，那么在发电机定子绕组内感应电动势也变化50次，这样发电机转子以每秒钟50周的恒速旋转，在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势，即频率为50Hz的三相交变电动势。

这时若将发电机定子三相绕组引出线的末端（即中性点）连在一起。

绕组的首端引出线与用电设备连接，就会有电流流过，这个过程即为汽轮机转子输入的机械能转换为电能的过程。

二、汽轮发电机的结构火力发电厂的汽轮机发电机皆采用二极、转速为3000r/min的卧式结构。

发电机与汽轮机、励磁机等配套组成同轴运转的汽轮发电机组。

发电机最基本的组成部件是定子和转子。

为监视发电机定子绕组、铁芯、轴承及冷却器等各重要部位的运行温度，在这些部位埋置了多只测温元件，通过导线连接到温度巡检装置，在运行中进行监控，并通过微机进行显示和打印。

在发电机本体醒目的位置装设有铭牌，标出发电机的主要技术参数，作为发电机运行的技术指标。

（一）定子发电机的定子由定子铁芯、定子绕组、机座、端盖及轴承等部件组成。

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。