图解双水内冷300MW发电机
50-300MW上汽发电机说明书
QFS 50-300MW系列双水内冷汽轮发电机产品说明书（上海汽轮发电机有限公司制造）目录一．概述 (01)二．技术数据 (02)三．发电机结构 (03)（一）概述 (03)（二）发电机定、转子绕组冷却水系统 (03)（三）定子 (04)（四）转子 (07)（五）空气冷却器 (09)（六）轴承 (09)四.发电机的接收、吊运和储存 (09)（一）概述 (09)（二）接收 (09)（三）吊运 (09)（四）储存期间的防护 (10)五.发电机的安装 (11)（一）概述 (11)（二）对基础结构的基本要求 (11)（三）水路系统的布臵和安装要求 (11)（四）安装前的检查和试验 (12)（五）发电机的安装程序 (16)（六）定子的安装和水路检查 (17)（七）转子的安装 (18)（八）转子进出水支座的安装 (19)（九）空气冷却器的安装 (20)（十）保护用接地电刷的安装 (20)六.发电机运行和控制 (20)（一）运转前的检查 (20)（二）开车启动步骤 (21)（三）发电机的励磁、并列和加负荷 (21)（四）发电机的停机 (22)（五）运行时的监视、维护和注意事项 (22)七.发电机的故障 (26)（一）漏水 (26)（二）水路系统的故障 (27)（三）电气故障 (27)（四）定子部分的其它故障 (28)（五）转子部分的其它故障 (28)（六）其他故障 (29)八.维护和检修 (29)（一）定、转子线圈水路正反冲洗 (29)（二）更换定子绝缘引水管 (30)（三）定子端部结构件上通水冷却的铜管 (31)（四）拆装大护环 (31)（五）发电机漏水的处理 (32)（六）发电机定子的检修 (33)（七）其它 (34)九.转子绝缘引水管的安装、使用和维修 (34)附录A配125MW、300MW发电机用的永磁付励磁机使用维护注意事项 (35)部件图纸 (37)一.概述本产品说明书适用于QFS系列的50、60、125及300兆瓦双水内冷发电机，该型发电机为卧式结构，经汽轮机直接耦合传动，适用于工农业动力和照明电源。
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。
大型发电机结构说 图解
一、发电机概述发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。
发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。
因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。
发电机可分为直流发电机和交流发电机，交流发电机又可分为同步发电机和异步发电机(很少采用) ，还可分为单相发电机与三相发电机。
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。
转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
二、发电机的工作原理按照电磁感应定律，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。
图1为同步发电机的工作原理图。
发电机转子与汽轮机转子为同轴连接，当蒸汽推动汽轮机高速旋转时，发电机转子随着转动。
发电机转子绕组内通入直流电源后，便建立了一个磁场，这个磁场有一对主磁极，它随着汽轮机发电机转子旋转。
磁通自转子的一个极（N级）出来，经过空气隙、定子铁芯、空气隙，进入转子另一个极（S极）构成回路。
图1 同步发电机工作原理图2 发电机出线的接线发电机转子具有一对磁极，转子旋转一周，定子绕组中感应电动势正好交变一次（假如发电机转子为P对磁极是，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（即中心点）连在一起，绕组的首端引出线与用电设备相连，就会有电流流过，如图2所示。
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。
300MW发电机内冷水微碱性处理改造
表２ ２ ０ ０ ７ ． ６ — ２ ０ ０ ８ ． ５平均 每 月 换 水 次数 统 计
图 １发 电机 定 子 水 冷 系 统 示 意 图 ５ 系统改造方案 ５ ． １由于采用凝结水补水时 ， 一旦凝汽器泄漏 ， 会 严重威胁 内冷 ３ 系 统存 在 的 问题 水 系统 的安 全运行 ； 而且 可能存在凝结水补水 门的轻微 渗漏 ， 造成 电厂 内冷水 的运行方式 为 ， 当 内冷水 ｐ Ｈ值 偏低 时 ， 通过水箱 内冷水 电导率和 ｐ Ｈ值逐渐 升高 。因此决定切 断此 路补水 ， 只用除 排 污和向内冷水箱补充凝结水 的方式提 高 ｐ Ｈ值 ， 当 内冷水 电导率 盐水进行补水。 偏 高时 ，通过水 箱排 污和 向内冷水箱补 充除盐水 的方式降低 电导 ５ ． ２切断凝 结水后 ，将离子交换树脂更换为微碱化离子交换树 率。 脂， 以实现 ｐ Ｈ值的调节 和电导率的调节。 但于 ２ ０ ０ ７年下半年 开始 ， ＃ １ 、 ２ 机 组内冷水系统经常需要 换水 ５ ＿ ３改造后 ，实际是将发 电机 内冷水处理方法 由凝结水与 除盐 调整 ， ＃ １ 机 内冷水换水尤 其频繁 。经常 出现 内冷水 电导 率逐渐 上 水协调调节法变为单床离子交换微碱化法。 即利用微 碱化 离子交换 升， 并伴有 ｐ Ｈ值上升趋势 ， 经常造成 电导率大于 １ ． ８ Ｓ ／ ｃ ｍ， 且增长 树 脂 ， 对 占循 环流量 的 １ ％ ～５ ％内冷水实施 微碱化处 理 ， 将 内冷水 速度较快 ； 如投入离子交换树脂 ， 又使 ｐ Ｈ值偏低 ， 最 严重 时每隔十 的 ｐ Ｈ值 调节到 ７ ． ０ ９ ． ０范 围之 内（ 尽量维持 在 ８ ． ０～９ ． ０ ） ， 同 时保 几个小 时就要进行调节 。要控 制 ｐ Ｈ值 和电导率均达到合格 ， 调节 持 电导率不超过 ２ ． ０ Ｓ ／ ｃ ｍ。 操作十分频繁 ， 水质不宜控制 ， 而且造成大量水的浪费。 ６ 改造 效 果 我们 统计 了 ２ ０ ０ ７年 ６月 一 ２ ０ ０ ８年 ５月一 年期间 ＃ １ 、 ２机组 内 改造后 ，我们又统计 了 ２ ０ ０ ８年 ６月 一 ２ ０ ０ ８ 年１ ２月 ＃ １ 、 ２机组 冷水换 水次数 ， 在此期 间 ＃ ｌ 机每月最大换水 次数达 到 ４ ７次 ， 最少 内冷水换水情况 ， ＃ ｌ 、 ２机组 内冷水平均每月换水 次数 ，由 ２ ５次和 ２次 （ 由于停机 ） ； ＃ ２机最大换水 次数 １ ８ 次， 最少 ３次（ 由于停机 ） 。 １ ２ 次分别降至 ４ ． ３ 次和４ ． ４次。（ 见表 ３ ） 换水原 因是 电导率接近上限。但在机组经常启停期间 ， 内冷水换水 根据近几年 的运 行经验 ， ２台机组 发电机 内冷水 系统改造 完成 次数较少 ， 甚至为 ２ － ３次 ， 这是 因为每次机组启动时 ， 几乎将 内冷水 后 ， 调整频率 大大降低 ， 水质情况 良好 ， 内冷水水质 ２ ～３个 星期才 系统的水全部换 掉 ， 所 以能保 持水质较长 时间合格 ； 而当机组长期 需调整一次 ， 离子交换树脂 １ － ２年更换一次 。 当水质合格时 ， 将离子 运行时 ， 换水次数较多。（ 见表 ２ ） 交换树脂停运 ； 当 电导率和 ｐ Ｈ值均偏 高时 ， 用 除盐水 换水 ； 当 电导 ４ 原 因分 析 率偏高 ｐ Ｈ值偏低 时， 投运离子交换树脂。 ４ ． １离子交换树脂停运后 ， 内冷水电导率和 ｐ Ｈ值逐渐升高 ， 是 改 造后效果非 常明显 ， 避免 了凝 汽器泄漏对水 质 的污 染 ， 而且 由于存在凝结水 补水 门轻微渗漏 。 水 质能保持长期稳定 ， 耗水量降低 ， 树脂 的使用周期延 长 ， 减缓 了内 ４ ． ２离子交换树脂使用的是普通混床用树脂 ， 长期运 行会 导致 冷水系统 的腐蚀 ， 减少 了运行工作量 ， 更 主要 是提 高了系统安全性 ， ｐ Ｈ值偏低 。 对于保证发电机 的安全稳定运行起到 了积极作用 。 对同类型发电机 ４ ． ３ 由于除盐水含有大量 的二氧化碳 和溶解氧 ， 经常使用除盐 内冷水的水 质控制具有借鉴作用和推广意义 。 水调节会造成铜基体的腐 蚀。 ４ ． ４凝结水含有游离氨 ， 也易使铜导线发生腐蚀 。
QFS-300-2 300MW双水内冷汽轮发电机
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双水 内冷
汽 粉发 电机
年 珍 月 1 日 是一 家 具有 现 代 化 生 产 规 模的 终 合性 电机制 造犷 上海 电机 厂 建 于
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后劲 我 们在 推进企业 制 度 加快 企业 发 展 中 把 质量工作列 为 企 业的 重要 工作 充 分发 挥 全
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流 励磁机 或 同轴交流 励磁 机供 给励 磁
运 用计 算机辅 助 设
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结构 合理 体积小
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重 量轻
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用 料经济
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极 大地 提 高了企业 的生产 能力
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品 精度 和 管理 工作 的效 率
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单 位 名 称 企 业 法 人 销售 负责 人 地 址
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上 海 电机 厂 唐 鸿兴 郑 建华 上 海 阂行江 川路
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邮 电 传 号
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200 240 646 3822 1 6463 2422
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电子 元 件等 名 大 类 几 3 2 个系
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双水内冷发电机转子振动原因分析及处理
天津 电力 技术
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石棉 泥状 异物 及纤 维絮状 异物 。为 了彻底 清 除堵塞
异物 ， ９月 １ 于 ２日晚 ２ ：０ 停 止盘 车 。 检修 人 员 ２０ ，
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及绝对 振动正 常 ， 点检 员就地测 量各 瓦瓦振 ， 振动正 常， 运行 人员全 面检查机组 系统无 异常 ， 申请 中调并 网 ， ：８， 机并 网。 ３２ ２ 机组 、 ６瓦振动经 过及处 理过程 ２０ ０ ９年 ９月 ７ １ ４ ２ ， Ｅ ：９ Ｄ Ｈ显 示 ＃ 、 ３ ５ ６瓦轴 振 比机组停 机 前 运 行 状 态 有 所 增 大 ， 时 ＃ 当 ９机 负 荷 ６ ＭＷ（ 色 线 ） Ｄ Ｈ 显 示 ｝ ０ 黑 ，Ｅ ｝ ６瓦 轴 振 ｘ 向 （ 色 兰
天津 电力技术
２１ 年第 １ ０１ 期
双 水 内冷 发 电机 转 子振 动原 因分析 及 处理
天津陈 塘热 电有限公 司 （ 津市 ３０ ２ ） 孙 玉华 天 ０ ２ １
【 摘 要 】 介绍 了天津陈热择 电机 因转子冷却水部分 回 ９发
６ ｕ 与机组 停 机前 运 行 状 态 振 动 比较 略有 增 大 。 ０ ｍ， Ｄ Ｓ显 示＃ 、 承温 度 、 Ｃ ５ ６轴 回油 温度 正 常 ， 检修 人 员 就 地检 查 ＃ ６瓦 瓦座 螺 栓无 异 常 。具体 振 动变 化 趋 势 曲线如 图 １ ：
承联 接刚度 稍差 ， 不是 引起 振动 的主要原 因 ， 承 但 轴
支撑 刚度变 化产生振 动基本 可 以排 除 。 接下来进 行 了改 变发 电机励 磁 试 验 ：０ ９年 ９ ２０ 月 ７日 １ ：７ 在 维持有 功功 率 １９ ２２ ， １ ＭＷ 不变 的情况
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。
QFS2型300MW级双水内冷发电机介绍ppt
无限创造上海电站Creation Beyond Imagination y gShanghai Electric上海电气电站集团型300MW 级双水内冷QFS2汽轮发电机介绍主要内容11.双水内冷发电机特点型300MW级双水内冷发电机设计基础2.QFS2型300MW级双水内冷发电机主要技术数据3.QFS2双水内冷发电机型300MW级双水内发电机结构简介4.QFS25.制造工艺及质保6.结论1.双水内冷发电机特点♦定子绕组水内冷♦转子绕组水内冷冷却介质相对比热容相对密度冷却介质相对消耗量相对吸热能力发电机冷却介质性能比较空气 1.0 1.0 1.0 1.0氢气14350281040 (0.31MPa表压)14.350.28 1.0 4.0绝缘油 2.098480.01221.0水 4.1610000.01250.0优点：♦转子绕组温度低,绝缘寿命长♦无氢气，无氢爆问题♦没有氢系统及密封油系统,外部辅助系统简单安装运行维护及检修方便运行成本低♦安装、运行、维护及检修方便，运行成本低♦节约原材料，降低制造成本♦定子重量轻，便于内陆运输2.QFS型300MW级双水内冷发电机设计基础2♦国内双水内冷发电机成熟的设计、制造和运行经验1958年试制成功世界第一台12MW双水内冷汽轮发电机1969年试制成功国内第一台125MW双水内冷汽轮发电机1971年试制成功国内第一台300MW双水内冷汽轮发电机1980年试制成功径向尺寸1:1的模拟600MW双水内冷发电机已生产的产品中双水内冷发电机共六百多台,, 年底,,已生产的产品中双水内冷发电机共六百多台到2008年底总容量超过60000MW，其中300MW级有72台。
2006年，出口巴基斯坦恰希玛核电二期工程的QFS2型（优化型）340MW核电双水内冷发电机型（优化型）300MW级双水内冷汽轮发电机核电站用QFS2♦国内外大中型发电机先进的设计理念和制造经验1985年试制成功国内第一台300MW全氢冷汽轮发电机1987年试制成功国内第一台300MW水氢冷汽轮发电机1998年试制成功上海第一台600MW水氢冷汽轮发电机2005年试制成功国内第一台1000MW级水氢冷汽轮发电机2008年底：1000MW级16台600MW级120台400MW级11台300MW级159台（6台全氢冷）♦先进的设计、计算方法发电机定子绕组和端部三维设计端部磁场有限元分析端部电场有限元分析T T转子关键部位应力和疲劳寿命定子端部动态模态分析有限元分析（FEA ）3.QFS2型300MW级双水内冷发电机主要技术数据额定容量(MVA) 353 388 412额定功率(MW) 300 330 350定子电压(kV)20 20 20额定定子电流(A) 10189 11207 11887额定功率因数(滞后)0.85 0.85 0.85相数 3 3 3极数 2 2 2短路比0.58 0.53 0.5额定频率(Hz)50 50 50(/i )额定转速(r/min) 3000 3000 3000额定励磁电流(A) 1815 1945 2030定(,)额定励磁电压(55℃,V) 418 447 467 强励顶值电压倍数 1.8 1.8 1.8效率设计值(％) 98.85 98.83 98.78 ()直轴同步电抗Xd(％)195 214 227直轴瞬变电抗(不饱和)X’(%) 23 25.3 26.8du(%) 15.3 16.5 17.4 直轴超瞬变电抗(不饱和)X’’(%)153165174du突然短路力矩(t·m) 1350 1380 1390绝缘等级F(B级考核)振动（双幅）轴承座≯0.025 mm轴振≯0.076 mm0076mm临界转速(单跨)/一次约823 r/min二次约2440 r/min调峰运行能力寿命期间,10000次起励磁方式自并励静态励磁4.QFS 2型300MW 级双水内冷发电机结构双水内冷发电机装配图4.1定子结构设计定子结构包含定子机座、铁心、铁心隔振结构、定子线圈等部分、定子线QFS 2型350MW 双水内冷发电机采用的定子结构具有三十多年的设计制造经验定子机座及隔振♦机座由优质钢板装焊，轴向有若钢板增加强度向有若干钢板环增加强度、刚度；支撑定子铁心，形成风路♦机座和铁心间采用卧式弹用簧板隔振结构，结构简单效果较好，减小振动，♦采用先进设计计算程序,使自振频率避开工频和倍频定子铁心优质冷轧无取向的扇形硅钢片，低损耗、♦0.5mm优质冷轧无取向导磁性能好♦硅钢片二面涂有F级绝缘漆，防止片级绝缘漆防止片间短路♦背部用定位筋固定，两端用压指、大压圈等部件紧固定成体成一体定子铁心端部结构结构定子铁心端部♦铁心两端硅钢片内圆处设计为阶梯形，并开狭长计为阶梯并狭长缺口，减少涡流损耗♦铁心由压圈和反磁钢压指压紧，在压圈内侧设有指压紧，指压紧在压圈内侧设有磁屏蔽，外侧设有水冷却铜屏蔽，降低端部温升，提高发电机进相运行能力线圈定子线圈定子♦组成：实心铜线和空心铜线编织而成，股线采用双玻璃丝包绝缘，直线部分采用540°换位结构玻丝包绝缘直线部采换位构♦绝缘：主绝缘采用多胶粉云母带包扎，为F级绝缘，绝缘系统热弹性好、介电强度高♦防晕：线圈在槽内直线段和出防晕线圈在槽内直线段和出槽口出涂半导体漆定子绕组装配槽内紧固：槽底——半导体玻璃布板、适形垫条层间——层间垫条、适形垫条层间垫条适形垫条槽楔——高机械强度绝缘槽楔；楔下设有弹性波纹板端部固定：，具♦线圈端部采用大压板及端箍绑扎的固定结构，有数百台发电机在网运行的成熟经验♦绕组端部固定结构：线圈支架、绝缘压板、线圈支架绝缘压板绝缘端箍、氟橡胶板、反磁螺杆、L弹簧板和绑带等♦通过电厂长期运行表明,这种紧固结构牢固可靠定子绕组冷却水路♦定子每个线圈一路独立水支路，共54个并联水支路♦连接线、主引线、出线套管也采用水内冷♦定子总汇水管采用不锈钢材料4.2转子结构设计包括：转轴、转子绕组、护环、风扇、进出水箱等转轴♦合金钢锻造，机械性能高导磁性能好♦本体大齿开月亮槽♦有中心孔，励磁侧孔内装进水中心连接管转子绕组及槽内布置♦线圈为内方空心铜线，空心导线外包连续绝缘，绝缘后在槽内布置成2排♦排间绝缘用环氧玻璃坯布压成，排间、匝间绝缘确保转子不发生匝间短路，长期可靠运行♦采用F级槽衬绝缘阻尼系统♦转子线槽中槽楔：中间铝合金槽楔，两端铜槽楔铝合金槽楔两端铜槽楔♦大齿上阻尼系统：开通长阻尼槽，槽内导电率较高的阻尼槽楔阻尼系统与护环紧配形♦阻尼系统提高了负序运行成回路，提高了负序运行能力转子水系统结构♦转子进出水为“中心孔进水，出水箱出水”方式转子进出水箱转子进出水箱分别热套在转轴的两端♦转子进♦进水支座将静止的水引至转子旋转的中心孔并到达进水箱转子出水箱，将水汇集到静止的出水支座内♦转子转子出水箱将水汇集到静止的出水支座内转子引水弯管及绝缘引水管♦转子引水弯管: 用槽楔固定:,♦绝缘引水管: 内层聚四氟乙烯材料, 外层不锈钢丝补强, 小护环热套固定转子护环♦转子大护环：支撑线圈端部，悬挂式结构，高强度非磁性合金钢，与转子配合面的锁紧采用凸齿式，与线圈端部间垫锁紧采用齿式，与线圈端部间垫环氧玻璃布板绝缘♦转子小护环：固定转子绝缘水管，双拼式4.3空气冷却器♦安装于发电机的底部♦穿片式: 锡焊于冷却管上，:锡焊于冷却管上增大散热面积♦冷却管采用耐腐蚀的镍黄铜管5.制造工艺及质保5.1制造工艺♦每根定子空心铜线都经涡流探伤♦焊头焊料除进行化学成分试验外，加强工艺性试验♦焊头除进行泵水压测试外，增加气密卤素检漏，提高灵敏度♦定子端部铜屏蔽的冷却水管，采用连续银钎焊，确保传热及固定焊确保传热及固定5.2完善的质保体系♦1996年开始通过挪威船级社的ISO9001质量体系认证♦2002年开始通过上海质量认证中心的ISO9001质量管理体系认证6.结论♦QFS型300MW级双水内冷发电机是完全具有自主知识2产权的大型发电机，技术成熟，运行可靠，定、转产权的大型发电机技术成熟运行可靠定转子绕组都采用水冷却，从根源上（冷却介质的基本原理）保证了技术的先进性。
国产300MWe 双水内冷发电机增容技术研究与应用
国产300MW双水内冷发电机增容技术研究与应用程东立大唐淮南洛河发电厂安徽淮南 232008T echnical Study & Application of Power Output Uprating-oriented Domestic 300 MW turbo-generator with double internal water-cooling systemCHENG Dong-liHuainan Luohe power plant of DaTang Corporation, Huainan ,232008,ChinaABSTRACT: Through analysing status of early Domestic 300 MW turbo-generator with double internal water-cooling system, the necessary of Power Output Uprating-oriented of generator has been amplified.The range and implementary scheme of Power Output Uprating-oriented of generator has been introduced. Meanwhile,the problem and processing method after modification of generator have been summarized. The detailed countermeasure and suggestion has been put forward. It can be used for reference to technical transformation of turbo-generator in future.KEY WORD:Generator；Transformation for Power Output Uprating ；Application摘要:通过分析早期国产300MW双水内冷发电机的设备状况，阐述了发电机进行增容改造的必要性，介绍了发电机增容改造的范围和实施方案，同时总结了发电机改造后发生的问题及处理方法，提出了具体的对策和建议，对今后汽轮发电机技术改造具有借鉴意义。
300MW汽轮发电机
第一章 300MW汽轮发电机第一节概述同步发电机是生产电能的基本设备，是电网的心脏，它的运行可靠性直接影响电网运行及向用户安全、经济地供电。
运行中的发电机，绕组和铁芯都要发热，所产生的热量和电机的输出功率有着密切的关系。
电机的输出功率越大，其发热量也越多，当超过额定值时，便会使电机的温度过高而超过绝缘允许值。
反之，人为地提高和增大冷却的效果，使冷却剂在相同时间内带走更多的热量，则发电机输出的功率就越大。
由此可见，电机的冷却能力在一定程度上影响了发电机出力的大小。
当今世界上大容量发电机组采用的冷却方式通常有三种：全氢冷方式、定子线圈水冷其余为氢冷（水氢氢）方式、双水内冷（水水空）方式。
我国目前生产的300MW发电机多采用后两种；表3-1-1给出了目前我国三大电机厂所生产的300MW汽轮发电机的主要额定参数。
该表表明，ＱFSN-300-2型汽轮发电机都是水氢氢冷却方式，即定子绕组为水内冷，转子绕组为氢内冷，定子铁芯为氢表冷的冷却方式。
ＱFS-300-2型汽轮发电机采用的是双水内冷（水水空）方式，即定子绕组、转子绕组均为水内冷，定子铁芯为空冷的冷却方式。
双水内冷发电机，为我国首创。
水内冷技术的应用，为提高发电机容量开辟了一条新的道路。
由于水的冷却能力比空气大50倍，因此发电机的定子和转子采用了水内冷后，可以大幅度地提高发电机的出力。
但相对于全氢冷和水氢氢冷却的发电机来说，定、转子绝缘引水管漏水而导致的故障较多；对全氢冷和水氢氢发电机来说，由于其转子采用氢内冷，不会发生因水内冷转子的绝缘引水管漏水而导致的故障，所以运行的可靠性较之水冷转子为高。
因为目前新建和扩建的火电厂单机容量均采用300MW及以上的发电机组、尤其以300MW机组居多，所以，本篇以东方电机股份有限公司所设计制造的ＱFSN-300-2-20型三相同步交流发电机为主，介绍300MW汽轮发电机组的结构、原理及运行维护知识，对其它机型做简要介绍。
《同步发电机原理》PPT课件
结构模型同步电机原理和结构
◆同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转 的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。
◆图15.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁 心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称 交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为 电枢铁心和电枢绕组。
励磁方式简介
获得励磁电流的方法称为励磁方式。目 前采用的励磁方式分为两大类：一类是 用直流发电机作为励磁电源的直流励磁 机励磁系统；另一类是用硅整流装置将 交流转化成直流后供给励磁的整流器励 磁系统。现说明如下：
1 直流励磁机励磁 直流励磁机通常与 同步发电机同轴，采用并励或者他励接 法。采用他励接法时，励磁机的励磁电 流由另一台被称为副励磁机的同轴的直 流发电机供给。如图所示。
3 旋转整流器励磁 静止整流器的直流输出必须经 过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组，对 于大容量的同步发电机，其励磁电流达到数千安 培，使得集电环严重过热。因此，在大容量的同 步发电机中，常采用不需要电刷和集电环的旋转 整流器励磁系统，如所示。主励磁机是旋转电枢 式三相同步发电机，旋转电枢的交流电流经与主 轴一起旋转的硅整流器整流后，直接送到主发电 机的转子励磁绕组。交流主励磁机的励磁电流由 同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流 后供给。由于这种励磁系统取消了集电环和电刷 装置，故又称为无刷励磁系统。
◆空载特性在同步发电机理论中有着重要作用：①空载特性结合短路特 性(在后面介绍 )可以求取同步电机的参数。②发电厂通过测取空载特 性来判断三相绕组的对称性以及励磁系统的故障。
同步发电机负载运行和电枢反
应
300MW火电机组仿真机冷态启动操作指导
第二节机炉系统恢复一、投入循环水系统〔1〕投入循环水泵冷却系统，如图2-17所示。
1〕高位水箱上水；2〕启动冷却水升压泵，投入3、4号循环水泵轴承冷却水系统；3〕启动海水润滑水泵，投入3、4号循环水泵橡胶轴承润滑冷却水系统；4〕投入3、4号循环水泵轴承润滑油系统；图2-17 JD循环水泵冷却系统〔2〕启动循环水系统：开启凝汽器出、进口水门〔见图2-18所示〕；启动一台循环水泵〔见图2-19，循环水泵出口门应联开，否则手动开启〕；调整凝汽器出口水门开度，维持凝汽器进水压力在70～90kPa。
启动第二台循环水泵时，应适当开大凝汽器排水门；当第二台循环水泵启动后，应注意调整凝汽器排水门开度，维持凝汽器进水压力＜100kPa；每一台循环水泵启动后，应立即投入二次滤网清洗，以防垃圾堵死二次滤网。
图2-18 循环水系统图2-19 JD循环水泵系统二、投入开式冷却水系统〔1〕投入一台闭式水冷却器，见图2-20。
〔2〕投入主机及A、B小机润滑油冷却器的水侧，见图2-21。
〔3〕开启发电机密封油空侧、氢侧冷却器出、入口门，开启发电机定子冷却器出、入口门，开启发电机氢气冷却器出、入口门，开启励磁机空气冷却器出、入口门，见图2-21。
在图2-18上，启动发电机氢冷升压泵。
图2-21 JD开式循环水系统三、投入闭式冷却水系统〔1〕投入除盐水补水系统，补水箱上水至2500mm，补水门投自动，见图2-22和图2-23。
图2-23 凝结水补水系统〔2〕启动补水泵〔图2-23〕，落差管上水至正常(水位大于1400mm，小于2800mm)，关闭落差管补水阀，见图2-20和2-24。
〔3〕开机侧使用闭式水的各冷却器出、入口手动门，开机侧闭式水供水、回水手动总门，开落差管出口门，开水水交换器闭式水侧出、入口手动门，见图2-24；在图2-20中将供水气动调节门投自动。
〔4〕开A、B闭式循环水泵进、出口门〔图2-24〕，启动A(或B)闭式循环水泵，系统母管压力正常后，投入备用泵联锁，见图2-20。
第二章 300MW同步发电机
第二章300MW同步发电机第一节概述运行中的发电机，绕组和铁芯都要发热，所产生的热量和电机的输出功率都有着密封的关系。
电机为输出功率越大，其发热量也越多，当超过额定值时，便会使温度过高而超过绝缘允许值。
若人为地提高和增大冷却效果，使冷却剂在相同的时间带走更多的热量，则发电机输出的功率就越大，由此可见，电机的冷却能力在一定程度上影响了发电机出力的大小。
当今，国内外大容量发电机组通常采用的冷却方式有3种：①全氢冷方式；②定子绕组水冷其余为氢冷方式（水氢氢）；③双水内冷方式（水水定）对全氢冷和水氢氢发电机，由于其转子采用氢内冷，不会发生因水内冷转子的绝缘引水管满水而导致的故障，所以运行的安全可靠性较之水冷转子为高。
但双水内冷发电机组随着运行经常的积累，改进及完善化工作的不断深入，尤其是绝缘引水管采用钢丝纺织管后，水冷转子的运行安全可靠性得到了改善。
以上大容量发电机的3种冷却方式，在国内300MW发电机上均有采用。
发电机并机容量的增大，带来巨大的经济效益。
首先在制造方面，耗材减少，导致每KW的造价降低，更大的经济效益为燃料损的降低及每KW的用人数降低，但大型机组突出的问题是故障的增加，影响了机组的可靠性及降低可用率。
目前来说，300MW汽轮发电机组还是电网中的主力机组，因此，充分熟悉和掌握300MW发电机的结构特点及运行维护，对加强和提高机组的安全运行水平是十分必要的。
第二节同步发电机的并机容量和冷却技术随着电力系统的迅速扩大，发电机的单机容量也应该加大。
但它受到许多因素的制约，发电机的并机在功率S（KV A）可用式（1-1）表示。
S=KR yp1A1B s D2Ln×10-11（KV A）（2-1）式中：Bs——气隙磁通密度（G）D i——定子内径（cm）L——定子铁芯有效长度（cm）n——额定转速（r/min）R yp1——绕组系数，等于短距系数和分布系数之积。
R——常数A1——定子线负荷（A/cm）表示沿电抠周边上并位周长的导体数（即安匝数）为了提高发电机的并机容量（IKV A）必须提高式（1-1）右侧七个子的数值，应该注意到单数K，绕组系数R yp1以及转子转速都不可能大幅度提高。
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1 定子机座及端盖
定子机座由优质中厚钢板焊接装配而成，在轴向有若干档钢板环 以增加机座的刚度。机座的刚度设计使机座的自振频率避开运行频率 和倍频。
端盖为铸铝合金材料，以降低电机端部的附加损耗，端盖和转轴 配合处有气封结构，以防止外界的油污进入电机内部。
2 定子铁心
定子铁心由高导磁率、低损耗的冷轧无取向硅钢片的扇形冲片迭装而 成。扇形冲片的两侧表面涂有耐热等级为155（F）级环氧绝缘漆。
端部绕组采用 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。
定子绕组端部装配
三 转子
转子由转轴、转子绕组、转子绕组电气连接件、护环、中心环 、风扇、联轴器等部件构成 。
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。 转轴大齿表面上设有平衡转轴刚度的横向槽，降低转子的倍频振动， 发电机转子大齿揩油两个阻尼槽，使转子大齿表面感应涡流沿着阻尼 槽楔流过，提高发电机承受负序电流的能力。
一 总体结构 QFS2-300-2发电机的结构可以分为定子、转子、励磁
机以及水系统。
300MW水冷汽轮发电机总图
上海有汽限轮公发司电机
二 定子
发电机定子由定子机座、定子铁心、隔振结构、定子绕组、定 子引线、绕组冷却水路部件、端盖等构成。
发电机定子是由机座经铁心叠装和绕组装配完成的，是发电机中 最大、最重的构件。水冷发电机定子一般约183t。
2 转子绕组
转子绕组槽内布置
转子绕组端部结构示意图
3 护环、中心环、风扇环、联轴器、风扇叶片
这些部件的强度和寿命均按开停机1万次要求设计，因此在寿
命期间具有足够的可靠性和调峰能力。
护环采用18Mn18Cr整 体合金钢锻件加工而 成，材质具有耐应力 腐蚀性能。护环采用 悬挂式结构。
四 QFS2-330-2型汽轮发电机主要技术特点
额定水压
0.25/0.3 MPa
励磁方式：
自并励静止励磁系统
QFS2-300-2型汽轮发电机主要技术数据
额定励磁电流 额定励磁电压 承受不平衡负荷能力
稳态 I2 暂态 I22t
发电机效率 ： 静态励磁 发电机短路比
1819 A 418 V
10
A
10
s
98.85 % 0.58
2 ND QFS2-300-2 汽轮发电机结构介绍
谢谢!
• 发电机结构简单、定子运输重量轻
定、转子绕组通水冷却，铁心空气冷却，机座设计不需防爆 和密封结构。定子运输重量193吨。
• 外部辅助系统单一
无氢气和密封油系统，安装、运行、维护方便，容易掌握， 降低厂房投资
• 承受负序电流能力
转子线槽中设有中间铝合金槽楔和两端头铜槽楔与护环紧配形 成涡流回路。 转子大齿上采用开通长的阻尼槽，大大地降低了大齿月牙槽
尖点附近的最高温升，显著地降低了大齿表面的温升。
• 转子线圈连续绝缘，整体性好。冷却介质不通过绝缘，对绝缘
可靠。
五 QFS2-300-2型汽轮发电机主要优化内容
• 定子两端铁心阶梯结束处的内圆装氟橡胶挡风圈 • 定子铁心两端部除原有压圈内侧加磁分路外，外侧加装用水冷却的铜 屏蔽；发电机两端部铝制的导风圈改成四拼，各拼之间相互绝缘 • 转子空心导线的线规从1616放大到16.516.5 • 定子总汇水管采用不锈钢管及加大排污孔，便于排污，防止堵塞 • 轴承加装测轴振的传感器，可同时测轴振及座振 • 外部水系统，采用不锈钢板冲孔的滤芯制成的过滤器，同时设计一个 冲洗网，一个运行网，防止水过滤器破损而造成事故
水冷300MW发电机介绍
上海电气电站设备有限公司上海发电机厂
1ST QFS2-300-2型汽轮发电机主要技术数据
目前已经投入运营的水冷300MW等级汽轮发电机有60多台
QFS型
30多台
QFS2型
30多台
额定容量
300 MW
额定电压
20
kV
功率因数
0.85（滞后）
额定频率
50
Hale Waihona Puke Hz额定转速3000 rpm
定子铁心轴向用反磁支持筋螺杆并通过整体无磁性铸钢压圈将铁心压 紧。在端部压圈外侧装有铜屏蔽，在压圈内侧和齿压板之间装有磁屏蔽。
定子端部铜屏蔽
3 定子绕组装配
定子线圈由实心股线和空心导线编织而成空、实心导线均具 有玻璃丝绝缘层。槽内股线间进行540度换位。
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。