30MW及以下发电机简介_2008_2_27

QF型汽轮发电机（空外冷）简介

QF型汽轮发电机是在六七十年代全国统一设计的基础上我厂自行设计的一种三个隐极式同步发电机，采用同轴励磁机或静止可控硅励磁，由汽轮机直接耦合带动，作为中小型电厂或企业自备电站发电之用。该产品经过我厂30年的不断改进、派生、创新，现已形成4个系列7种容量（3MW、6MW、7.5MW、12MW、15MW、25MW、30MW），2种电压等级（6.3kV、10.5kV），2种功率因数（0.8、0.85），3种励磁方式（直流机、交流无刷、静止可控硅）以及按用户特殊需求设计的主导系列产品。到目前为止已开发出100多个品种，累计生产近600台，遍布全国30个省市，产品以其性能优良、质量上乘、运行可靠，受到广大用户普遍好评。

QF型发电机的冷却介质为空气，通风系统为封闭循环。从汽端看为顺时针转向，额定转速为3000r/min，频率为50Hz，绝缘等级为F级（考核按B级），定子绕组接法为Y形。本机供货范围除发电机本体外，还包括励磁系统、测温装置和冷却装置。现对该产品的设计结构和技术特点简介如下：

1．设计结构

1.1发电机本体

发电机本体由定子、转子、端盖和轴承、基础件四大件构成。

1.1.1定子

定子包括机座、铁芯、绕组、出风斗和下罩等部件。

机座由钢板焊成，两端有通风道，内圆均焊支持筋固定冲片。

铁芯由0.5mm厚的优质硅钢片迭成，冲片两面涂漆绝缘，沿长度由通风槽板分段构成径向风道。

绕组由条式线棒组成，线棒由多股扁铜线和双丝包线间隔编成。直线部分360 C换位，减少由集肤效应引起的附加损耗。主绝缘为F级桐马带，外层包防晕带。励端有6根或9根出线铜排。

出风斗和下罩由钢板焊成，分别装于机座和端盖的下部。

定子为发电机的最重件。定子参考重量见下表：

1.1.2转子

转子包括转轴、绕组、护环、中心环、集电环、风扇和槽楔等部件。

转轴由高强度锻钢加工而成（外协件），外圆开辐射槽下线，开月牙槽、通风槽通风。

绕组为同心式线圈，由裸铜排连续绕制，匝间绝缘为环氧玻璃布板，对地绝缘槽衬由玻璃坯布和粉云母布间隔热压而成，绕组刷绝缘胶烘压成整体。

护环由高强度非磁性锻钢加工而成（外协件），套装在绕组端部外圆上，以保护高速运转下端部部件的整体性。

中心环套装在转轴上，用以限制绕组端部轴向外移。

集电环套装在转轴上，中间用绝缘套筒加以绝缘。

风扇有离心式和旋浆式两种，离心式装在护环端面上，旋浆式直接热套在转轴上。

槽楔材料一般采用导电性能良好的无磁性硬铝合金，根据计算需要，部分产品两端采用青铜合金，以提高抗蠕变和耐电弧性能。

汽端联轴器由汽轮机部分供货。

1.1.3端盖和轴承

端盖为分半式铸铁件，由内外端盖组成，设有视察窗、灭火水管和汽封装置，外端面装置集电环刷架（无刷励磁无此刷架）。

端盖下部装有下罩，下罩为钢板焊接件，也设有灭火水管。励端下罩装有出线板，固定出线铜排。

轴承为座式圆筒形滑动轴承，装有能自动定心的球面轴瓦。

轴承座为铸铁件，两端设有挡油装置。汽端轴承在汽轮机后轴承箱内，励端有独立轴承座。轴承座和油管均设对地绝缘，以防轴电流灼伤轴瓦。

轴承润滑油由汽轮机主油泵提供。

1.1.4基础件

基础件包括发电机底板、轴承座与励磁机底板、地脚螺栓、基础垫铁、定位销和接地电刷等。接地电刷安置在汽端汽轮机后汽缸外罩上。

1.2励磁系统

励磁系统包括励磁机和自动调节励磁装置两部分。

励磁系统的作用为：

（1）提供并调节发电机正常运行和负荷变化时所需的励磁电流；

（2）当电网发生突然短路，负荷突变或甩负荷时，对发电机进行强励或减励，以稳定电网和发电机的运行；

（3）当发电机内部发生短路时进行灭磁，以避免事故扩大。

我厂励磁方式有直流机励磁、交流机无刷励磁（有不带副机和带副机两种）、静止可控硅励磁3种。现对直流机励、不带副机的交流机无刷励磁2种励磁方式简介如下。静止可控硅励磁另行介绍，另1种因较少采用，这里暂不作介绍。

1.2.1励磁机

1.2.1.1直流励磁机

我厂与QF型发电机匹配的为ZFL型直流励磁机，为自扇冷防护式通风系统，用联轴器或电枢本身锥孔与发电机同轴耦合，固定在底架上。

直流励磁机为转枢式结构，由定子、电枢、刷架、轴承等部套构成，其中电枢的整流子为本机交直流转换的关键部件。

我厂ZFL型直流机与QF型发电机匹配如下：

注：（1）其中QF-15-2 CosΦ为0.8的发电机配ZFL105-3000直流励磁机；

（2）QF-30-2 Un = 10.5kV，CosΦ为0.8的发电机配ZFL120-3000直流励磁机；

1.2.1.2交流励磁机

我厂与QF型发电机匹配的为TFL型交流励磁机，通风系统、与发电机底板的连接方式以及设计结构均与直流励磁机类同。电枢的三相交流电通过装在同轴上的旋转硅整流装置整流后流经导电杆向发电机转子绕组进行励磁，从而实现无

刷励磁，发电机转轴励端装有检测环监测励磁电压，其中旋转硅整流装置为本机交直流转换的关键部件。

无刷励磁的优点是用旋转硅整流装置替代直流励磁机整流子，取消滑环、电刷，因而无整流火花、高频干扰和炭粉铜末，不仅维护简便，运行可靠，而且减小了噪音，保护了环境。

我厂TFL型交流机与QF型发电机匹配如下：

1.2.2自动调节励磁装置

1.2.2.1Q-KFD-3型励磁装置

用于直流励磁机励磁系统，是相复励自动调节励磁装置。该装置是在消化原外协厂产品的基础上，经我厂改进而开发的一种新的系列产品，具有自动励磁、强励、灭磁和自动保护等功能。产品主要特点是与同类产品相比：放大倍数大、运作可靠、稳定性好、寿命长。该装置自1995年第1台出厂，至今已有40多台投入使用，电厂反映很好。

我厂Q-KFD-3型励磁装置包括励磁屏（内装励磁调节器）、灭磁屏（内装灭磁开关和直流机灭磁电阻）、磁场变阻器（具有手动、电动两种调节功能）、电压互感器、电流互感器、自耦变压器和发电机灭磁电阻。

1.2.2.2MLTI型励磁装置

也是我厂自行开发的一种励磁装置，用于交流机无刷励磁系统。同样具有自动励磁、强励、灭磁和自动保护等功能。产品主要特点是采用了日本三菱公司的FX2-64MR可编程控制器，对励磁装置的输入、输出开关信号和操作回路用控制软件进行控制，消除了继电器机械触点可靠性差的弊病。本装置信号输送可靠，操作修改便捷，功能齐全，稳定性好。

我厂MLTI型励磁装置包括励磁屏（内装低压励磁变压器、可编程控制器、灭磁开关、灭磁电阻和起励电阻等组件）、高压励磁变压器、电压互感器（2件）、电流互感器（2件）和复励电流互感器（3件）。