汽轮机励磁系统原理
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汽轮发电机及 励磁系统
介绍
南京汽轮电机（集团）有限责任公司
汽轮发电机内容
1 原理 2 主要结构 3 安装 4 运行和维护
1 原理
中学物理学告诉我们：导体在磁场中运动、并 切割磁场的磁力线时，导体中将会产生电流
—— 这就是最基本的发电机原理。
实际中的发电机按磁场和导体的运动方式分有 2种：
轴承－转子支承 底板及锚定装置－支承定子、轴承及其与基础的连
接 空气冷却器－冷却冷却介质：空气
2 主要结构—主要部件
主励磁机
为转子提供励磁电流
副励磁机
为主励磁机提供励磁电流
旋转整流盘
将主励磁机产生的交流电整流为直流电供转子励磁
励磁调节器
将副励磁机发出的交流电整流为直流电，直流电供给主励 磁机的励磁线圈并控制输出电流的大小，间接调节发电机 转子的励磁电流
50~200MW使用 水氢氢冷却－定子线圈通水冷却，转子线圈、铁芯采用氢气冷却，
200~1000MW使用 三水冷却－定子、转子线圈、铁芯通水冷却，发展中，用于
1000MW以上
南汽生产的发电机全部采用空冷，按转子冷却形式分
转子线圈空内冷 半匝线圈上冲有径向通风孔，下线槽下有通风副槽，小齿上有 通风槽 25MW及以上发电机采用
冷却器安装
冷却器安装：根据安装图进行，但须注意以下事 项：
冷却器的安装应使冷却器在进出水方面获得必要的温度 阶梯。
为了使冷却器在检修时能滴干冷却管内的冷却水，安装 时宜装有一定的斜度。
热风出风口与冷风出风口之间应有热绝缘，以防止互相 间的热传导。
冷却系统的四周应有密封，在风道内壁涂以油漆，以保 证冷却空气的干燥和清洁。
静止励磁（自并励） 励磁变压器 静止整流柜 自动电压调节器 灭磁柜
2 主要结构--按冷却分
按冷却介质分：
空冷－定子、转子、铁芯采用空气冷却，50MW以下使用 氢冷－定子、转子、铁芯采用氢气冷却，50~200MW使用 双水内冷－定子、转子线圈通水冷却，铁芯采用空气冷却，
转子线圈空外冷 绕线式线圈，有的转子表面车有散热沟 30MW及以下发电机采用
2 主要结构—主要部件
定子－生产感应电流
机座－结构支承用，构成冷却空气回路 铁芯－磁场回路 线圈－电流载体
转子
转子锻件－线圈支承及磁场回路 线圈－产生电磁场 护环－线圈端部支承 风扇－2只，强迫冷却空气偱环
2 主要结构--按布置方式分
双层布置____快装式
2 主要结构--按布置方式分
双层布置____非快装式（海螺机组常用的布置方式）
2 主要结构--按励磁方式分
无刷励磁 主励磁机（150Hz， 3相） 副励磁机（400Hz， 单相） 旋转整流盘（二极管 +快速熔断器） 自动电压调节器（具 有二极管故障报警功 能，灭磁）
干燥后，定子线圈绝缘电阻的吸收比及定子线圈绝缘电阻值， 应符合下列要求，并经5小时以上稳定不变，方可认为干燥良 好。
在接近工作温度时，吸收比R60″/ R15″≥1.3； 在接近运行温度时，各部位绝缘电阻见2.8
发电机干燥（续）
外部电源干燥法
本法系用外部电源在绕组通入电流产生损耗发热进行干燥，干燥时 机壳应可靠接地，根据电源不同可分为：
快装结构，主要用于配6B系列燃机 非快装结构，主要用于配9E系列燃机
双层布置，空气冷却器位于发电机下方
有底架，快装结构，主要用于配TRT 无底架，主要用于配汽轮机
2 主要结构--按布置方式分
单层布置____快装式
2 主要结构--按布置方式分
单层布置____非快装式（由于整体运输重而分体运输）
转子安装
先在转子的原动机端装一接长轴，然后将转子 与励磁机端轴承一并吊起，将转子穿入定子。 当转子中心临近励磁机端定子线圈端部时，接 长轴伸出定子内孔，可供钢丝绳第二次绑紧， 此时在定子内圆垫以适当厚的纸板，使转子本 体搁置在定子铁芯上（护环不可搁置在定子铁 芯上作支持点）再更换绑紧，将转移到规定位 置。
发电机找中
检查原动机与发电机联轴器的端面，应无 刻痕以及凸起的异物，两面联轴器的端面 应平行，轮缘应同心，使原动机与发电机 两转子应在同一条水平的直线上。完成对 中后拧紧基础螺栓。吊开两转子及轴承座 进行底架下板灌浆。
定子安装
将定子吊到底架上，调整好位置，定子 的轴向位置应考虑到发电机转子在运转时 两轴颈间的伸长，以及由于原动机转子的 相对伸长而引起的发电机转子轴向的位移， 因此安装时当考虑发电机两轴颈间的伸长 必须使发电机定子的中心线向励磁机侧偏 移约2.0mm，如考虑到原动机转子的伸长， 则具体数据应由原动机方面提供。
风路应圆滑光洁，以免增加空气阻力和风摩损耗。 冷却器与基础应紧密配合。
发电机干燥
干燥条件
发电机在运输过程中，线圈和铁芯都可能吸入潮气，因此发电 机在安装后要求先行干燥。
干燥时，用温度计测量，铁芯和线圈最热点的容许温度为70℃， 出风温度不超过65℃。
进行干燥时，温度应缓慢增加，一般其温度为每小时5～8℃， 并应定时测定绝缘电阻，线圈温度和周围空气温度有关数据。
磁场运动，导体静止，如汽轮发电机和永磁发电机（副励磁 机），可称为转磁场电机；
磁场静止，导体运动，如交流励磁机（主励磁机），可称为 转电枢电机；
2Fra Baidu bibliotek主要结构
按布置方式分
按励磁方式分
按转子冷却形式分
2 主要结构
海螺机组常用的布置方式－双层布置
2 主要结构--按布置方式分
单层布置，空气冷却器位于发电机上方
接地检测用滑环 测温元件
3 安装
底板安装 发电机找中 定子安装 转子安装 冷却器的安装 发电机接线
发电机安装及底板安装
发电机的安装
发电机的基础应符合图纸要求，基础应牢固有 足够的承载能力，混凝土的表面应平整，不应 有裂纹、空洞、蜂窝、麻面和露筋等现象。
按垫铁布置简图放置垫铁，调整好底板的位置， 垫紧垫铁后点焊牢。将轴承座安装在底板上， 衬套清洗后放入轴承座内，然后安放发电机转 子进行找中。
介绍
南京汽轮电机（集团）有限责任公司
汽轮发电机内容
1 原理 2 主要结构 3 安装 4 运行和维护
1 原理
中学物理学告诉我们：导体在磁场中运动、并 切割磁场的磁力线时，导体中将会产生电流
—— 这就是最基本的发电机原理。
实际中的发电机按磁场和导体的运动方式分有 2种：
轴承－转子支承 底板及锚定装置－支承定子、轴承及其与基础的连
接 空气冷却器－冷却冷却介质：空气
2 主要结构—主要部件
主励磁机
为转子提供励磁电流
副励磁机
为主励磁机提供励磁电流
旋转整流盘
将主励磁机产生的交流电整流为直流电供转子励磁
励磁调节器
将副励磁机发出的交流电整流为直流电，直流电供给主励 磁机的励磁线圈并控制输出电流的大小，间接调节发电机 转子的励磁电流
50~200MW使用 水氢氢冷却－定子线圈通水冷却，转子线圈、铁芯采用氢气冷却，
200~1000MW使用 三水冷却－定子、转子线圈、铁芯通水冷却，发展中，用于
1000MW以上
南汽生产的发电机全部采用空冷，按转子冷却形式分
转子线圈空内冷 半匝线圈上冲有径向通风孔，下线槽下有通风副槽，小齿上有 通风槽 25MW及以上发电机采用
冷却器安装
冷却器安装：根据安装图进行，但须注意以下事 项：
冷却器的安装应使冷却器在进出水方面获得必要的温度 阶梯。
为了使冷却器在检修时能滴干冷却管内的冷却水，安装 时宜装有一定的斜度。
热风出风口与冷风出风口之间应有热绝缘，以防止互相 间的热传导。
冷却系统的四周应有密封，在风道内壁涂以油漆，以保 证冷却空气的干燥和清洁。
静止励磁（自并励） 励磁变压器 静止整流柜 自动电压调节器 灭磁柜
2 主要结构--按冷却分
按冷却介质分：
空冷－定子、转子、铁芯采用空气冷却，50MW以下使用 氢冷－定子、转子、铁芯采用氢气冷却，50~200MW使用 双水内冷－定子、转子线圈通水冷却，铁芯采用空气冷却，
转子线圈空外冷 绕线式线圈，有的转子表面车有散热沟 30MW及以下发电机采用
2 主要结构—主要部件
定子－生产感应电流
机座－结构支承用，构成冷却空气回路 铁芯－磁场回路 线圈－电流载体
转子
转子锻件－线圈支承及磁场回路 线圈－产生电磁场 护环－线圈端部支承 风扇－2只，强迫冷却空气偱环
2 主要结构--按布置方式分
双层布置____快装式
2 主要结构--按布置方式分
双层布置____非快装式（海螺机组常用的布置方式）
2 主要结构--按励磁方式分
无刷励磁 主励磁机（150Hz， 3相） 副励磁机（400Hz， 单相） 旋转整流盘（二极管 +快速熔断器） 自动电压调节器（具 有二极管故障报警功 能，灭磁）
干燥后，定子线圈绝缘电阻的吸收比及定子线圈绝缘电阻值， 应符合下列要求，并经5小时以上稳定不变，方可认为干燥良 好。
在接近工作温度时，吸收比R60″/ R15″≥1.3； 在接近运行温度时，各部位绝缘电阻见2.8
发电机干燥（续）
外部电源干燥法
本法系用外部电源在绕组通入电流产生损耗发热进行干燥，干燥时 机壳应可靠接地，根据电源不同可分为：
快装结构，主要用于配6B系列燃机 非快装结构，主要用于配9E系列燃机
双层布置，空气冷却器位于发电机下方
有底架，快装结构，主要用于配TRT 无底架，主要用于配汽轮机
2 主要结构--按布置方式分
单层布置____快装式
2 主要结构--按布置方式分
单层布置____非快装式（由于整体运输重而分体运输）
转子安装
先在转子的原动机端装一接长轴，然后将转子 与励磁机端轴承一并吊起，将转子穿入定子。 当转子中心临近励磁机端定子线圈端部时，接 长轴伸出定子内孔，可供钢丝绳第二次绑紧， 此时在定子内圆垫以适当厚的纸板，使转子本 体搁置在定子铁芯上（护环不可搁置在定子铁 芯上作支持点）再更换绑紧，将转移到规定位 置。
发电机找中
检查原动机与发电机联轴器的端面，应无 刻痕以及凸起的异物，两面联轴器的端面 应平行，轮缘应同心，使原动机与发电机 两转子应在同一条水平的直线上。完成对 中后拧紧基础螺栓。吊开两转子及轴承座 进行底架下板灌浆。
定子安装
将定子吊到底架上，调整好位置，定子 的轴向位置应考虑到发电机转子在运转时 两轴颈间的伸长，以及由于原动机转子的 相对伸长而引起的发电机转子轴向的位移， 因此安装时当考虑发电机两轴颈间的伸长 必须使发电机定子的中心线向励磁机侧偏 移约2.0mm，如考虑到原动机转子的伸长， 则具体数据应由原动机方面提供。
风路应圆滑光洁，以免增加空气阻力和风摩损耗。 冷却器与基础应紧密配合。
发电机干燥
干燥条件
发电机在运输过程中，线圈和铁芯都可能吸入潮气，因此发电 机在安装后要求先行干燥。
干燥时，用温度计测量，铁芯和线圈最热点的容许温度为70℃， 出风温度不超过65℃。
进行干燥时，温度应缓慢增加，一般其温度为每小时5～8℃， 并应定时测定绝缘电阻，线圈温度和周围空气温度有关数据。
磁场运动，导体静止，如汽轮发电机和永磁发电机（副励磁 机），可称为转磁场电机；
磁场静止，导体运动，如交流励磁机（主励磁机），可称为 转电枢电机；
2Fra Baidu bibliotek主要结构
按布置方式分
按励磁方式分
按转子冷却形式分
2 主要结构
海螺机组常用的布置方式－双层布置
2 主要结构--按布置方式分
单层布置，空气冷却器位于发电机上方
接地检测用滑环 测温元件
3 安装
底板安装 发电机找中 定子安装 转子安装 冷却器的安装 发电机接线
发电机安装及底板安装
发电机的安装
发电机的基础应符合图纸要求，基础应牢固有 足够的承载能力，混凝土的表面应平整，不应 有裂纹、空洞、蜂窝、麻面和露筋等现象。
按垫铁布置简图放置垫铁，调整好底板的位置， 垫紧垫铁后点焊牢。将轴承座安装在底板上， 衬套清洗后放入轴承座内，然后安放发电机转 子进行找中。