MW等级发电机介绍(水冷+水氢冷)
300MW空冷发电机与水氢氢冷发电机技术经济比较
能 治 技 东 ；
济
Ｖ Ｉ ２ ＮＯ ｏ． ２ ５ Ｍａ ０１ ｙ２ ０
Ｅｎ ｒ ｙＴｅ ｔ ｏ ｏ ｙ ａ ｏ ｏ ｃ ｅ ｇ ｃｍ ｌ ｇ ｎｄＥｃ ｎ ｍｉ ｓ
文章编号 ：６ ４８４ （０ ００ ・０４０ １７ —４ １ １）５０ ２ —５ ２
王
娟 ． 姚 雯
（ 中南 电力设计院 ，湖北 武汉 ４ ０ ７ ） ３０ １
摘 要 ：３０ＭＷ 级发 电机普遍采用水氢氢冷却方式 ，全 空冷方式发 电机 由于辅助 系统 简单 ，在发电厂运行 、维护及安全 ０
等方面有 着明显的优点 ，但 亦存在 着投资较 高、效率略低 的问题。通过 对空冷发 电机及水氢氢冷却发 电机的技 术经济指 标比较 ，提 出了单 台空冷发 电机基于一定寿命周期 的边界价格 。
ｕ ｉ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ａ ｅ ｎａ ｃ ｒ ｉ ｖ ｓｍｅ ｔ ｅ ｏ ｅ ｙｐ ｒｏ ． ｎ ｔ ｓ ｅ ｅ ｔ ｄｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｔ ｎ ｉ ｅ ｔ ｎ ｃ ｖ ｒ ｅ ｄ ｐ ａ ｎ ｒ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ０ Ｗ ｅ ｅ ａｉ ｇｕ ｉ ； ｉ ｃ ｏ ｅ ｅ ｅ ａｏ ； ｔｒｈ ｄ ｏ ｅ － ｙ ｒ ｇ ｎ ｃ ｏ ｅ ｅ ｅ ａｏ ｙ ｗｏ ｄ ：３ ０Ｍ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｔ ａ ｒ ｏ ｌｄ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｗａ ｅ — ｙ ｒ ｇ ｎ ｈ ｄ ｏ ｅ ｏ ｌ ｄ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｎ ｓ —
式 ，其 中空气冷却系统最为简单 。随着冷却技术及 购的原 Ａ Ｂ发电部门的空冷技术 ，其大型发 电机空 Ｂ 设备材料 的不断进步 ，空冷发 电机的单机容量 已高 于 ３０ Ｍ ０ Ｗ。 山 东 济 南 发 电 设 备 厂 （Ｐ Ｆ 与 ＪＥ ）
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。
发电机氢冷系统介绍
发电机充氢操作步骤及注意事项（1）
• 氢气系统投入的条件 1. 充氢前确认发电机本体检修工作全部结束，汽机房内停止
一切动火工作。 2. 充氢现场必须清理干净，无易燃物件并严禁烟火,围好安
全隔离带并挂上警告牌。 3. 现场消防设备足够并完好。 4. 发电机泄漏试验合格。 5. 发电机密封油系统正常运行。 6. 发电机检漏装置投入。 7. 现场、CRT有关信号显示正常，报警准确，各表计良好并
• 4、液体检漏器（液位信号器）：
• 液体检漏器是指装在发电机壳和主出线盒下面的 浮子控制开关，它可指示出发电机内可能存在的冷却 器泄漏或冷凝成的液体以及由于调整不当而进入机内 的密封油，在机壳的底部，每端机壳端环上设有开口， 将收集起的液体排到液体检漏器。每个检漏器装有一 根回气管通到机壳，使得来自发电机机壳的排水管不 能通大气；回气管和水管都装有截止阀，另外，为了 能排除积聚的液体，检漏器底部还装有排放阀。
左右。
•
在水冷定子中，应注意防止二氧化碳与水接触，因为
水中溶有二氧化碳将急剧增加定子线圈冷却水的导电率。
氢气的置换流程（3）
• 4 发电机充氢
• 氢冷发电机在正常运行时，氢气纯度应在95%或以 上。在发电机静止或盘车情况下，从发电机的顶部汇 流管充氢，氢气经供氢装置进入机壳内顶部的汇流管 向下驱赶CO2。当从底部原CO2母管和气体不易流动的 死区取样检验，氢气纯度高于96％，氧含量低于２％ 时，停止排气，并升压到工作氢压。升压速度不可太 快，以免引起静电。
发电机氢冷系统设备介绍（1）
• 1、供气装置（气体控制站）：
•
氢气供气装置提供必须的阀门，压力表，调节器和其
它设备将氢气送进发电机，它还提供用以自动调节机内氢
330MW水氢氢发电机培训相关
Creation Beyond Imagination Shanghai Electric1330MW水氢氢发电机培训介绍资料上海电气电站设备有限公司 发电机厂技术部2目录：1、概述 2、结构介绍 3、主要技术数据 4、安装、运行与检修31、概述 本型产品是由蒸汽汽轮机驱动的高速发电机（3000 转/分），能与各种型号、规格的300～350MW亚临 界、超临界、核电汽轮机相匹配。
规格型号：QFSN-330-2 冷却方式：水氢氢（定子线圈水冷却；转子线圈、 转子铁心氢气冷却） 励磁方式：静态励磁或无刷励磁 氢气压力：0.31MPa 最大0.42MPa42、发电机本体结构介绍5发电机本体主要由以下几部分构成： 2.1 定子 2.2 转子 2.3 端盖及轴承 2.4 氢气冷却器62.1 定子2.1.1 定子机座 机座是用优质中厚钢板及 锅炉钢板冷作拼焊而成， 气密性焊缝均通过焊缝气 密试验的考核 ，机座按 照“耐爆”型压力容器进行 设计，机座能承受0.01到 0.02兆帕表压下氢气和空 气混合体的最强烈的爆炸 而不受到破坏 。
72.1 定子2.1.2 定子铁心 铁芯采用 0.5毫米厚扇形高导 磁率、低损耗的无取向冷轧硅 钢片迭装而成。
在扇形硅钢片 的两侧表面涂有Ｆ级环氧绝缘 漆。
定子铁芯轴向用反磁支持 筋螺杆和对地绝缘的高强度反 磁钢穿心螺杆，通过两端的压 指、压圈及分块压板用螺母拧 紧成为整体，经过数次冷态和 热态加压、并紧固螺母而成为 一个结实的铁芯整体。
82.1 定子2.1.3 定子线圈 水内冷的定子线圈是由实心股线和 空心导线交叉组成，空实心铜线之 比为1:2，均包有玻璃丝绝缘层。
上 层由4排、每排5组空实股线组成， 下层为4排4组 。
线棒附加损耗低。
定子线圈在槽内固定于槽楔下，楔 下设有弹性波纹板，以压紧线棒， 并在部分槽楔上开有小孔。
在槽底 和上、下层线棒之间都放有适形材 料。
910定子绕组的端部采用成熟可靠的刚－柔绑扎固定结构。
发电机氢气系统介绍
二、 氢气系统主要操作
气体置换方法：
1. 采用中间介质置换法，即利用 CO2置换发电机内的空气（或氢 气），然后用氢气（或空气）置换 CO2。
2. 充氢时先用 CO2置换发电机内的空气，待机内 CO2含量超过 85 ％以后，再充入氢气置换 CO2，最后置换到氢气状态。
3. 排氢时，先向发电机内引入 CO2，用以置换机内氢气，当 CO2 含量超过 95％以后，才可以引进压缩空气驱赶 CO2，当CO2低于15％以 后，可以停止向发电机内送压缩空气。
该冷却水系统自成为一个独立的封闭循环系统。水泵从水箱中吸水 后送入冷却器降温，然后经过过滤器除去机械杂质。经流量信号 装置后进入发电机定子线棒中的空导线和引线定子出线套管，冷 却水由励端进入，由汽端流出，出水流回至水箱中，如此循环。 为了冲洗发电机内冷却管方便，系统中还设有反冲洗管逆向流回
定子冷却水系统简图
气体置换过程中所需气体容积、时间见下表：
所需气体种类
被置换气体种类 所需气体容积 约需时间
二氧化碳（纯度 >85%）
空气
氢气（纯度>96%）
二氧化碳 发电机升压至0.45MPa
350m3 350m3 375m3
5～7小时 5～7小时 1.5～2小时
二氧化碳（纯度 >96%）
氢气
350m3
5～7小时
（1）密封油系统氢侧： 主油箱来油 → 真空密封油箱→交流密封油泵→ 滤网→ 油—氢
差压阀旁路→密封瓦进口油管→短接管→ 氢侧出口油管→ 密封油回油 扩大槽→ 浮子油箱→空气抽出槽→汽机主油箱。
（2）密封油系统空侧： 真空密封油箱→交流密封油泵→滤网→油—氢差压阀旁路→密封 瓦进口油管→短接管→空侧出口油管→ 空气抽出槽→汽机主油箱。 （3）事故密封油回路： 汽机润滑油管路→直流密封油泵→滤网→油—氢差压阀旁路→密 封瓦进口油管→短接管→空侧出口油管（氢侧出口油管→ 密封油回油 扩大槽→ 浮子油箱）→ 空气抽出槽→汽机主油箱。 （4）紧急密封油回路： 轴承润滑油管直接供密封瓦用油。此运行回路的作用是在主密封油 泵和直流油泵都失去作用的情况下，轴承润滑油直接作为密封油源密封 发电机内氢气。此时发电机内的氢气压力必须降到 0.05 MPa ，尽快停机
发电机冷却方式水氢氢的含义
发电机冷却方式水氢氢的含义发电机是一种通过机械能转化为电能的设备，根据不同的工作条件和发电机的类型，常需要进行冷却来保持其正常运行。
冷却方式可以采用水冷和氢冷两种方式，下面将详细介绍这两种冷却方式的含义和特点。
一、水冷方式水冷是一种常见的发电机冷却方式，其含义是通过循环水将发电机产生的热量带走，保持发电机部件的正常工作温度。
水冷发电机通常有水冷循环系统，该系统由水冷器、水泵、冷却液等组成。
以下是水冷方式的特点：1.冷却效果好：水冷方式的冷却效果较好，能够有效地降低发电机的工作温度，保持其正常运行。
2.稳定性强：水冷方式具有较高的热稳定性，在长时间运行时能够保持发电机温度的稳定，减少由于温度波动引起的损坏风险。
3.安全性高：水冷方式使用的冷却液一般为水，水是一种环保且易获取的材料，具有较高的安全性。
4.维护成本较高：水冷方式需要定期检查和更换冷却液，且需要维护冷却系统，增加了维护成本和工作量。
二、氢冷方式氢冷是一种高温高功率发电机常用的冷却方式，其含义是通过循环氢气将发电机产生的热量带走。
氢冷发电机需要配备氢冷循环系统，该系统由氢冷器、氢气压力控制系统、氢气循环泵等组成。
以下是氢冷方式的特点：1.冷却效果优秀：氢冷方式能够快速有效地将热量带走，具有优秀的冷却效果，可以适用于高功率和高温条件下的发电机。
2.高效节能：相比水冷方式，氢冷方式具有更好的冷却效果，可以减少发电机的热量损失，提高发电机的整体效率。
3.体积轻巧：氢冷方式的冷却系统相对较小，可以使得发电机的结构轻巧，方便安装和维护。
4.安全性考虑：氢气是一种易燃易爆的气体，所以在使用氢冷方式时，需要对氢气进行严格的泄露控制和安全防护措施。
综上所述，发电机冷却方式的选择取决于机组的工作条件和要求。
水冷方式适用于一般功率和温度条件下的发电机，具有较好的冷却效果和稳定性；而氢冷方式适用于高功率和高温条件下的发电机，具有优秀的冷却效果和高效节能的特点。
水氢氢300 MW发电机介绍
5.3.1 转轴 转轴由高机械性能和导磁性能良好的合金钢整体锻件 加工而成。为改善磁场波形，靠近大齿的1、2号线圈线 槽分别为不等间距分布的槽，且1号线槽槽的深度较浅。 转轴大齿表面上设有平衡转轴刚度的横向槽，大齿两 端开有供通风用的月亮形通风槽、供平衡用的平衡螺钉 孔等。此外，在大齿上开有阻尼槽，有效地提高了发电 机承受负序电流的能力。
2. 性能特点 2.1 发电机出力裕度大 水氢氢300MW等级汽轮发电机的电磁计算主要尺 寸按照出力350MW选取，发电机结构防爆及密封均按 350MW时的额定氢压0.41MPa设计。所以发电机的出 力裕度大。 当氢压0.31MPa时，额定出力300MW，发电机最 大出力与汽轮机的VWO工况相匹配；当氢压0.41MPa 时，额定出力350MW，发电机最大出力与汽轮机的 VWO工况相匹配。
2.6
调峰能力强 本发电机按调峰和二班制运行要求设计，寿命不小 于30年。在发电机运行寿命期间，允许机组开停机 10000次。 2.7 承受负序电流能力强 为提高汽轮发电机的承受负序电流能力，在设计中 采取以下措施： （1）在转子线槽槽楔下设计有阻尼铜条，它在本体 二端通过导电性能良好的铜合金槽楔和护环连接成一个 阻尼系统。 （2）在转子大齿上设计有阻尼槽，装有导电性能良 好的阻尼条。 300MW发电机能承受暂态I22t=10秒及稳态I2=10%的 负序电流能力。
2.3
效率高 300MW发电机效率设计值为98.94%（无刷励磁）、 99%（静态励磁），国标GB/T7064-2002规定值为98.7% 。 2.4 强励顶值电压高 发电机机组的励磁系统设计成高起始响应，使在电 力系统事故时发电机的励磁电压能在0.1秒内达到顶值 电压与额定负载时励磁电压之差的95 %，有利于提高系 统暂态稳定。除此之外，顶值电压数值按2倍额定励磁 电压设计，平均励磁电压上升速度可达3.58倍/秒。 2.5 进相运行能力强 该型发电机定子端部设计有磁屏蔽和整块冲压成的 铜屏蔽，因此进相运行能力强，能在超前0.95功率因数 下，带额定负荷连续运行。
660MW等级发电机介绍(水冷+水氢冷)
660MW双水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日国行业资深专家评审会一致通过评审。
双水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，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。
➢定子槽弹性防松技术定子槽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。
➢运行维护投运后运行维护较水氢冷发电机维护工作简单，维护成本低。
MW发电机介绍
上海电气电站集团
介绍内容
1. 1200MW、1000MW级发电机介绍 2. 800MW级发电机介绍 3.总结
1. 1200MW、1000MW级发电机介绍
1.1 发电机推荐机型
1200MW级： THDF125/78型 1000MW级： THDF125/67型
1000MW级
42 12127 13561 23309 2255 5887
437
1200MW级
36 12019 13866 23217 2317 5971
505
定子线规的改进
- 槽数减小，槽宽变大 - 线规的变化，以控制定子电流密度 - 空心股线材料的变化，增加导电面积
定子槽尺寸(mm) 定子铜线规格（mm） 股数 定子电流密度(A/mm2)
定子绕组
转子
多级轴向风扇
出线盒
轴承座
1000MW与1200MW发电机主要技术数据
冷却方式 容量（MVA） 额定定子电压（kV） 额定定子电流（A） 功率因数 额定氢压(表压) (MPa) 短路比 励磁电流 （A） 励磁电压 （V） 80 ℃ 直轴暂态电抗xd’ （%） 直轴次暂态电抗xd”%）
1000MW发电机
- 线棒采用可靠的VPI绝缘系统，上海电气已有多年制造经验 - 定子铁心支持筋有绝缘，进一步减少了定子铁心短路的可能性 - 线棒的槽内部分通过防晕结构来减小绝缘与槽壁间的电晕放电
27kV定子线棒采用优良可靠的绝缘系统，真空压力浸渍VPI工艺， 确保真正的无隙高压绝缘，具有优良的电、机械和热性能，并且还 能防水、防油。
➢上海电气 1000MW级发电机投运业绩表
电厂 华能玉环电厂#1 华能玉环电厂#2 华能玉环电厂#3 华能玉环电厂#4 上海外高桥电厂三期1＃
MW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。
水氢氢 MW发电机介绍
端部绕组采用久经考验的绝缘压板、氟橡胶板、线圈 绝缘支架和反磁钢螺杆的紧固结构。其中线圈绝缘支架是 用L形反磁弹簧钢板固定在压圈上，并在线圈支架与压圈 间垫有滑移层组成刚柔性伸缩结构。
5.2.4 端盖、轴承、油密封
发电机端盖为钢板焊接结构，具有良好的刚度和气密 性。轴承装设在端盖中，由于轴承中心线距机座端面较近， 使端盖在支承重量和承受机内氢压时变形最小，以保证可 靠的气密性。
额定氢压：0.31 MPa
额定频率：50 Hz
额定转速：3000 r/min
绝缘等级：155（F）（按130（B）级温度考核
短路比: 0.58效率规定值（静态/无刷）
额定转速下振动值（双幅）:轴承座振动≯0.025 mm
轴振 ≯0.076 mm
漏氢量:≯10 Nm3/day
噪音：≯90 dB(A）
4.3 主要部件重量
2.2. 定、转子和结构件运行温度低，使用寿命长 发电机主要构件运行温度（单位：℃）
发电机部件名称 300MW设计值/实测值 限值
定子绕组出水温度
64.1/65
85
转子绕组平均温度
86/86
110
定子铁心温度
76/65.1
120
注：按冷氢46℃，定子绕组冷却水进水50℃，循环水进水温度不高于 38℃计
发电机的油密封采用先进的双流双环式油密封结构， 该结构能减少密封瓦对轴的扰动，且具有优异的密封性能。
轴承、油密封均设有可靠的，能在运行中连续监测的 对地绝缘，以防止轴电流对轴瓦和密封瓦的损伤。
5.2.5 定子出线和出线盒
定子出线盒由不锈反磁钢板装焊构成，具有良好的强 度、刚度和气密性能。
定子出线瓷套端子为6个，每个瓷套端子的外面可吊装 4个套管式电流互感器。
1000MW机组发电机介绍
该励磁控制系统除了包括较完善的控制功 能外还应有：
• 具有自动启动和手动启动两种方式； • 具有用于硬件和软件的自诊断功能，能及时的检 测出异常情况并提供处理步骤； • 具备过渡状态的记录功能，以实现故障分析和试 验分析。 • AVR应有励磁机时间常数补偿，以加快励磁系统 响应速度。
31
• 自动励磁调节器有与ASS（模拟仿真系统）和DEH，DCS 直接连接的硬接线接口，并留有通讯接口与电厂电气监控 系统实现数字接口，并负责与电厂电气监控系统的接口配 合与转换。 • 自动励磁调节器设有专用PC机来实现人机对话、事故追 忆、定值整定和数据管理等功能。 • AVR具备逆变灭磁功能。 • AVR设有发电机磁场回路绝缘监测功能。 • AVR设有励磁机磁场回路一点接地保护功能。 • AVR的任一元件故障不应造成发电机停机。 • 励磁系统应具有AVC功能，以满足远方调度端对AVC的要 求。 32
设计结构特点
• 根据定子绕组绝缘结构的特点，不需装设 定子匝间短路保护。 • 转子采用轴向－径向通风结构，转子绕组 上的通风孔采用中间铣孔结构 • 避免转子绕组匝间短路的措施如下：匝间 绝缘采用二层上胶匝间垫条，分别与上、 下匝铜线粘结，并严格按照工艺要求在加 热、加压条件下固化，以确保转子匝间不 发生短路。
11
• 发电机组的年运行小时数不小于8000小时， 年利用小时数不小于6500小时。大修间隔 不少于6-10年（依据不同运行模式）。 • 发电机采用水、氢、氢冷却方式 • 发电机的励磁型式，采用旋转无刷励磁
12
发电机运行要求
• 直接冷却的冷氢温度范围为35-46 ℃，氢冷却器 冷却水进水温度一般不超过38 ℃的规定。 • 发电机内氢气纯度不低于95%时，发电机应能在 额定条件下发出额定功率。但计算和测定效率时 的基准氢气纯度为98%。
1200MW级水氢内冷汽轮发电机运行维护分析
1200MW级水氢内冷汽轮发电机运行维护分析摘要：1200MW级水氢内冷汽轮发电机是目前世界上容量最大的单轴、全速发电机，本文主要针对1200MW级水氢内冷汽轮发电机的运行与维护进行分析，以供参考。
关键词：1200MW级；水氢内冷；汽轮发电机；运行；维护1200MW级水氢内冷汽轮发电机是目前世界上容量最大的单轴、全速发电机，如图1所示。
其定子线圈采用水冷，定子铁心和转子线圈采用氢冷，工作频率50Hz。
当功率因数为0.90时，额定功率为1120-1260MW，可以与相应容量、各类型号的亚临界、超临界、超超临界汽轮机相匹配。
图1 1200MW级水氢内冷汽轮发电机一 1200MW级水氢内冷汽轮发电机概述发电机由定子、转子、轴承、轴密封、冷却器等部件组成。
其中，定子包括定子机座、定子铁心与定子绕组装配、冷却器部分和端盖；转子包括转轴、转子绕组、转子护环和励磁连接线。
氢系统、油系统、水系统和电气系统为发电机运行所需的辅助系统。
发电机机座能承受较高压力，且为气密型，在汽端和励端均安装有端盖。
氢冷却器垂直布置在汽轮机端的冷却器端罩内。
二发电机启动和升速2.1 启动准备（1）汽轮发电机启动的前提条件是在发电机启动过程中所有直接或间接涉及的电厂部门之间保持持续的联系。
（2）检查变送器。
在启动之前，应再次检查所有连接，即进行管道和电缆的检查。
检查所有报警系统。
还应检查所有温度测量点，其中包括对就地和远程测温器进行检查。
除非温度升高是由于在测量点进行的其它准备作业所引起的，否则，测温器的指示应近似等于环境温度或者室内温度。
2.2 冷却器运行发电机及其辅助设备的热交换器由冷却管、冷却器框架和水室等组成。
冷却器的冷却管材质为铜合金结构。
铜和铜合金管必须在冷却水侧形成一层保护膜，以确保具有足够的防腐性能。
保护膜的形成或防护主要取决于初始调试和随后运行的工况。
2.3 盘车、简化的发电机启动过程、AVR 启动发电机应在盘车状态下运行，并加速到汽轮机起动图上规定的转速。
MW发电机介绍概要
3000r/min
从汽轮机向发电机看为顺时针 3 Y 98.94% （计及轴承及油密封损耗） 0.54 不大于0.35 0.20 F级
超瞬变电抗X″d （非饱和标幺值） 发电机转子绝缘材料
允许在氢压0.4MPa下连续长期运行时日漏氢量
允许在氢压0.5MPa下连续长期运行时日漏氢量 振动（双幅）：轴承座 轴 励磁系统 强励顶值电压 强励持续时间 最大运输件 定子重（整体机座） （分段机座） 320T 260T 振
不大于11.3m3
不大于14.3m3
不大于0.025 不大于0.076 2倍额定励磁电压 10秒
技术特点
1. 最大连续出力——大 额定容量为600MW时最大连续出力可达680MW。
2. 发电机效率——高
从引进考核机组发电机效率98.67%提高到98.94%。 3. 励磁顶值电压——高
励磁增长速度——快
600MW发电机安装简介
3 转子气密（风压试验） 充入氮气或干燥的压缩空气，压力1.38MPa， 泄漏量允许小于0.02MPa/h 注意：充气后稳定1-2h（可先充压至1.4MPa),然 后开始记录。不合格则利用氟利昂、卤素检漏仪 检漏
600MW发电机安装简介
4 穿转子 （穿转子前可先将下半内端盖放入定子） 1） 检查转子外表和定子铁心内表面，拆除转子 汽端风叶 2）利用工具吊攀和手动葫芦，励端下半端盖下 放约500mm（汽端下半端盖装于定子） 3）利用工具（制造厂供），按穿转子方法图将 转子穿入定子，至CG位置，测量定转子气隙
技术优化设计的600MW汽轮发电机介绍
• 采用定子铁芯径向多路通风——风路对称，冷却效
果好 • 定子绕组端部采用刚——柔结构 • 定子绕组及连接线，出线瓷套管——水冷 • 转子采用合金钢整体锻件，两端各装有轴流式风扇 • 转子绕组为氢内冷，定子铁芯及端部结构为氢冷 • 转子绕组采用气隙取气斜流通风方式
发电机氢冷系统介绍课件
通风系统
通风设计
合理设计通风路径，确保氢气和 冷却水在发电机内外的流动顺畅。
通风量控制
根据发电机的运行状态和散热需求， 调节通风量。
防爆措施
采取措施防止氢气泄漏引起的爆炸 事故，如安装防爆门、通风口设置 阻火器等。
监测与报警系统
温度监测
报警装置
实时监测发电机的温度，确保其在安 全范围内运行。
当监测到异常情况时，及时发出报警 信号，提醒操作人员采取相应措施。
• 发电机氢冷系统概述 • 发电机氢冷系统的组成 • 发电机氢冷系统的操作与维护 • 发电机氢冷系统的安全与环保 • 发电机氢冷系统的改进与发展趋势
CHAPTER
定义与功能
定义
发电机氢冷系统是一种用于冷却 发电机的技术，通过使用氢气作 为冷却介质来实现发电机的有效 散热。
功能
其主要功能是确保发电机在运行 过程中温度保持在正常范围内， 防止过热对发电机造成损坏，同 时提高发电机的效率和可靠性。
紧急处理 发现氢气泄漏时，应迅速启动紧急处理程序，关 闭相关阀门、启动排风系统、疏散人员等，防止 泄漏扩大。
人员培训 对操作人员进行专门培训，提高他们对氢气泄漏 的识别和处理能力，确保在紧急情况下能够迅速、 准确地采取应对措施。
CHAPTER
技术改进与创新
高效冷却技术
采用新型冷却材料和设计，提高氢冷系统的冷却效率，降低发电 机运行温度。
温室气体和有害气体的排放应进行严格控制。
废热利用
02
充分利用发电机产生的废热，提高能源利用效率，减少对环境
的影响。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
噪声控制
03
采取有效的噪声控制措施，如安装消音器、隔声罩等，降低发
发电机冷却方式水氢氢的含义
发电机冷却方式水氢氢的含义发电机冷却方式水氢气的含义
水氢气是一种常见的发电机冷却方式。
在发电机中，由于长时间运行会产生大
量的热量，因此需要采取适当的冷却方式来确保发电机的正常运行和寿命。
水氢气冷却方式是通过将水和氢气混合来降低发电机温度的一种方法。
这种冷
却方式的主要原理是利用水的高热容量和氢气的高导热性质，有效地吸收和分散发电机产生的热量。
同时，水氢气还可以起到降低发电机内部气体压力和减少摩擦的作用，进一步提高冷却效果。
水氢气冷却方式具有许多优点。
首先，相比其他冷却方式，如空气冷却和油冷却，水氢气冷却更加高效，能够更快地将热量传导和散发。
其次，水氢气冷却方式对环境友好，不会产生污染物和有害气体排放。
此外，水和氢气是常见的可获得的资源，成本相对较低。
然而，在使用水氢气冷却方式时，我们还需要注意几个方面。
首先，应确保水
氢气冷却系统的正常运行和维护，定期检查和更换冷却液，以避免发生故障和泄漏。
其次，考虑到水和氢气与电力设备的相容性，需遵循相关的安全操作规程。
总结来说，水氢气冷却方式是一种有效和环保的发电机冷却方式。
通过利用水
和氢气的特性，它能够快速降低发电机的温度，并提供稳定可靠的冷却效果。
在使用过程中，我们需注意维护和安全操作，以确保发电机的正常运行和寿命。
图说600MW汽轮发电机(完善版)
图说600MW等级水氢氢汽轮发电机结构 (完善版)上海汽轮发电机有限公司夹紧环定位筋42根定位筋焊在9只夹紧环上。
铁心压装后夹紧收紧环的径向螺杆。
铁心通过高强度弹簧板组成的高效隔振装置固定在机座内，降低铁心传到机座和基础上的运行时转子和定子铁心中产生倍频振动。
子铁心之间的磁拉力在定机座顶部设有人孔、检查孔，由密封盖板密封。
机座底部设有清理孔法兰、用于气体置换的管道接口法兰，以及测量气体纯度的、气体分析取样的、浮子式液位控制器（捡漏器）和氢气干燥器等的管道接口。
测温元件压装磁屏蔽。
相关链接:大容量的内冷机组,铁心磁通密度大,额定电压较高,当定子绕组绝缘损坏后长时间运行,即使电容电流只有2A左右,铁心也会开始熔化。
熔化的铁心引起损坏区域的扩大，使铁心有效“着火”，由单相短路过渡到相间短路。
各有一组氢冷却器卧放在机座顶部两侧的氢冷却器外罩内。
每组分成二个独立的水支路，当停运一个水支路时，冷却器能带80％的负荷运行。
氢冷却器外罩为钢板焊接的圆拱形结构，横向对称布置。
既减少发电机轴向长度，运输时另行包装，减少定子运输尺寸和重量。
发电机氢气冷却器是在进出水端用螺栓刚性固定于发电机机座上,另一端在冷却器与发电机机座间有挠性的薄膜垫片,并有气密盖板.运行时,发电机气压应通过均压阀(平衡阀)连通到挠性薄膜垫片两侧,以防止垫片承受过大应力.相关链接:1。
无论何时,在拆除冷却器的气密盖板之前,应先关闭均压阀,然后打开排气阀再拆盖板.因为挠性垫片处有可能漏氢,拆除气密盖板时,在这一区域进行明火作业可能有危险.2。
氢冷却器的冷却水温度≤35℃，流量740～900立方米/时，现场或维修的试验压力最大值0.8MPa.外罩热风侧的进风口跨接在铁心边缘的热风出风区的机座顶部,其冷风侧的出风口座落于机座边缘冷风进风区的上部,由机座边缘第一隔板和与其结合在一起的内端盖和导风环构成设在转子上的风扇前后的低高压冷风区.相关链接:1.在励侧外罩顶部内设有氢气纯度风扇的两根取样管,在汽侧则有一根气体分析取样管,这些管道的进出口都设在发电机机座的底部.2.发电机运行工况时氢气的冷氢温度40-48℃(各冷却器出口氢温的温差不超过2K),热氢温度45-80℃.3.运行氢压(可随负荷减小而调低)0.30-0.54MPa,额定氢压下氢气湿度4克/立方米,报警值10克/立方米.4.氢消耗或漏量(期望值)11.3立方米/日。
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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。
运行维护
投运后运行维护较水氢冷发电机维护工作简单，维护成本低。
5、结论
双水内冷发电机有许多成功的运营业绩，技术是成熟可靠的，不存在技术风险。
总体经济效益由于水氢冷机组，因无氢气重大危险源，双水内冷发电机在安全方面也占明显优势，并且具有安装、运行、维护方便等优点。
660MW级QFSN型水氢冷汽轮发电机的技术特点介绍QFSN型水氢氢660MW级汽轮发电机是在上海电气和西门子合资公司的技术基础上进行自主开发的产品。
上海发电机厂通过不断的自我研发，并对西门子引进技术进行有效融合，实现了产品的升级。
1.发电机主要性能参数
2.1 通风系统
通风系统为整个发电机提供均匀冷却。
氢气依靠安装在转子两端的单极轴流式风扇进行循环。
转子线圈、定子铁心、端部磁屏蔽和出线盒采用氢冷，其中，定子铁心的风路为6进7出，转子采用气隙取气斜流式通风的冷却方式，风区和定子铁心一一对应；定子绕组、并联环和出现套管采用水内冷。
图1 660MW等级发电机通风系统示意图
2.2 定子机座
660MW等级汽轮发电机采用整体式机座，这种结构可以减少安装的费用和在运输及安装期间保护内部的零部件。
机座采用优质钢板焊接而成，铁心是通过弹簧板组成的高效隔振装置固定在机座内的。
2.3 定子铁心
铁心采用高导磁率、低损耗的无取向冷轧硅钢片迭装而成。
在扇形硅钢片的两侧表面涂有F级环氧绝缘漆。
定子铁心轴向用支持筋螺杆和对地绝缘的高强度反磁钢穿心螺杆，通过两端的压指、分块压板用螺母拧紧成为整体，经过数次冷态和热态加压、并紧固螺母而成为一个结实的铁心整体。
磁屏蔽结构有效地减少了端部漏磁引起的附加损耗。
图2 铁心结构示意图
2.4定子线圈
660MW级发电机定子线圈是由实心股线和绝缘空心导线交叉组成，包含多股单匝水内冷的线圈，并且有玻璃纤维环氧树脂楔形条提供保护。
定子绕组的端部采用成熟可靠的刚－柔绑扎固定结构，它和一个绝缘大锥环由绝缘螺杆和支撑环固定形成一个牢固的整体，绕组端部所有的间隙都灌注环氧树脂并且由压板固定。
图 3 定子线圈端部整体灌胶技术图 4 定子线圈端部示意图
2.5转子
转子由转轴、转子绕组、转子绕组的电气连接件、护环、中心环、风扇、联轴器和阻尼系统等部件构成。
圆柱型转子锻件由25Cr2Ni4MoV合金钢在真空状态下浇铸而成。
转子线圈由冷拉含银无氧铜线加工而成，因此既抗蠕变，又防氢脆。
转子线圈端部由材料为Mn18Cr18的无磁性的转子护环固定在转子本体上。
图5 转子线圈端部及磁极引线结构示意图
2.6端盖、轴承、油密封
发电机的轴承为端盖式轴承，具有良好的运行稳定性，采用单流环系统配超超临界机组，采用双流环系统配超临界机组，具有优异的密封性能。
轴承、油密封均设有可靠的，能在运行中连续监测的对地绝缘，以防止轴电流。
3. 新技术、新材料、新工艺提高发电机运行可靠性
为提高发电机运行可靠性，结合引进型660MW 级发电机运行中出现的质量问题，2009年上海发电机厂组织设计人员对该型发电机进行了设计优化。
在提高可靠性方面，采取了以下主要改进：
3.1 通过采取多项措施优化定子铁心，防止定子铁心局部松动：
采用不锈钢通风条激光点焊的风道板，控制风道板平整度； 铁心硅钢片漆采用水溶性漆，可以减小铁心的蠕变； 按CrownTest 对铁心本体齿部、背部进行补偿；
根据齿压板弯曲度，采用内倾式齿压板对铁心端部阶梯进行过补偿； 阶梯冲片采用Donuts 结构，小槽交叉式布置，提高铁心刚度； 通过合理分配支持筋和穿心螺杆的受力，保证铁心齿部和背部的紧力。
图6 铁心主要结构优化示意图
3.2 优化过程中采取了多项改进措施，提高发电机防电晕能力和抗异常事故能力。
线圈端部采用了整体灌胶固定结构
⏹ 使定子线圈端部结构件固定良好，提高了抗发电机短路冲击能力； ⏹ 提高了定子线圈端部整体抗电晕能力； ⏹ 能有效防水、防油及防异物进入定子线圈端部。
发电机定子线圈防晕结构改为一次成型防晕，提高了发电机防晕能力。
点焊式风道板
内倾式齿压板
定子线棒上下层连接采用球型接头技术，并采用绝缘盒灌胶固化代替手包云母带绝缘结构，绝缘可靠性更好，免去了端部电位外移法测量绝缘
表面电位。
图7 定子线圈端部整体灌胶技术和鼻端的球形接头结构
3.3 我厂转子绕组匝间无短路事故，但在制造上仍精益求精，不断优化工艺，确保转子线圈防匝间短路技术可靠：
合理的匝间绝缘结构(与铜排等宽)
线圈弯形过程中采用铜排等高工艺技术
匝间绝缘与铜排间采用耐高温的粘结材料
转子嵌线过程中采用大电流加热工艺
整体嵌线在清洁房内进行。
图8 转子线圈结构示意图
3.4 优化过程采取了多项措施，防止并联环气堵的问题：
增大发电机定子冷却水的流量，提高了并联环冷却水流速；
明确发电机外部水管的结构和尺寸要求，防止安装时产生偏差；
加强并联环制造过程中的内部清洁度控制和检查。
3.5此外，通过优化定子线圈截面结构，减小了定子线圈铜耗；优化轴瓦结构，降低轴承损耗，提高了发电机效率。
4.主要技术特点
（1）发电机容量裕度大。
（2）发电机功率因数为0.90时，效率保证值达到99%。
（3）先进的转子阻尼结构，具有较高的负序电流承载能力。
（4）定子铁心端部的磁屏蔽结构，附加损耗少、温度低。
（5）发电机转子动力特性好，轴瓦的轴振峰-峰值小于0.076mm。