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　　3.3 发电机转子 1）转子本体 转子本体上径向地开有许多纵向槽用于安装转子绕组，同时作为磁路。转子绕组在槽内由铝合金和钢 槽楔紧固以抵御离心力。这种磁性和非磁性两种槽楔的应用能够保证合理的磁通分布。这些槽楔均楔入了 转子槽口处的鸽尾槽内。转子大齿上加工横向槽（即月牙槽） ，用于均衡大、小齿方向的刚度，以避免由于 它们之间的较大差异而产生倍频振动。 2）转子绕组 转子绕组由高强度含银铜线制成，具有较高的抗蠕变能力，从而提高了发电机承担调峰负荷的能力。 为防止由于离心力的作用，对转子绕组端部产生破坏，转子线圈放入槽内后，槽口用铝合金槽楔和钢槽楔 固紧，以抵御转子高速旋转产生的离心力。非磁性槽楔和磁性槽楔的应用，保证了合理的磁通分布。采用 了高强度、非磁性合金钢锻件加工而成的护环，热套在转子本体两端，采用悬挂式嵌装，一端与转子本体 热套配合，另一端为悬挂式。转子绕组与护环之间采用模压的绝缘环绝缘。为了隔开和支撑端部线圈，限 制它们之间由于温差和离心力引起的位移，端部绕组间隔块放置了模压的环氧玻璃布绝缘块。 转子槽衬用含云母、玻璃纤维等材料的复合绝缘压制而成，具有良好的绝缘性能和机械性能。槽衬内 表面和端部护环绝缘内表面涂有低摩檫系数的干性滑移剂，使转子铜线在负荷及工况变化引起热胀冷缩时 可沿轴向自由收缩，以满足发电机调峰运行的要求。 3）转子引线和集电环：转子电流通过电刷通入热套在转子外伸端的集电环，再通过与集电环相联接的 径向和轴向导电螺杆传到转子绕组。导电螺杆用高强度和高导电率的铜合金制成。导电螺杆与转轴之间有 密封结构以防漏氢。集电环用耐磨合金钢制成，是一对带沟槽的钢环，经绝缘后热套在转子轴上的。在集 电环与转轴之间设有绝缘套筒。集电环上加工有轴向和径向通风孔。表面的螺旋沟可以改善电刷与集电环 的接触状况，使电刷之间的电流分配均匀。两集电环间设有同轴离心式风扇以冷却集电环和电刷。 4）护环、中心环、阻尼环：①护环分别装配在转子本体两端，与本体端热套配合，另一端热套在悬挂 的中心环上。转子线圈与护环之间采用模压的绝缘环绝缘。为了隔开和支撑端部线圈，限制它们之间由于 温差和离心力引起的位移，端部线圈间放置了模压的环氧玻璃布绝缘块。②中心环对护环起着与转轴同心 的作用，当转子旋转时，轴的挠度不会使护环受到交变应力作用而损伤。中心环还有防止转子线圈端部轴 向位移的作用。③为减少由于不平衡负荷产生的负序电流在转子上引起的发热，提高发电机承受不平衡负 荷（负序电流和异步运行）的能力，采用了半阻尼绕组，在转子本体两端（护环下）设有阻尼绕组。阻尼 电流通路是由护环、槽楔、阻尼铜条形成的阻尼系统。 5）碳刷：碳刷是将励磁电流投入高速旋转的转子绕组的关键部件。每个碳刷带有两柔性的铜引线（即 刷辫） 。采用恒压式弹簧径向地装在刷盒上。刷架采用左右分瓣把合结构，由导电环、刷座及风罩等部件组 成。

　　氢气纯度降低到 90％时，发出纯度低报警信号。 发电机内装有 4 台氢气冷却器，当一台冷却器退出运行时，发电机单位的最大连续运行的容量为 额定容量的 80％。当有 5％的冷却水管堵塞时，发电机可以在额定出力下连续运行。 ②定子冷却水 但当冷却水量下降较多时，会导致绕组出口水温度增高，且会造成绕组温升不均匀。但水温也不 可过低，以防止定子绕组和铁芯的温差过大，使两者之间的位移增大，或使汇水母管上出现结露现象。 冷却水温允许在额定值±5℃的范围内变化，可保证发电机的出力不变。另外，冷却水的电导值不可过 高，过高会导致水管内壁发生闪络；且较低的电导值，也可在发电机冷却水停止循环的时候维持更长 的时间。定冷水的参数限额如下： 定子绕组进水温度： 水量： 40～50℃ 91.5t/h 定子绕组出水温度： 导电率： ≤85℃ ≤0.5～1.5μs/cm

　　③当发生定子绕组断水事故时，可采取以下两种不同的处理方式： 第一种：可带额定负荷运行 30s，若 30s 后备用定冷水泵不能投入，则应解列发电机，并使发电 机端电压降为零。 第二种：断水 5s 后开始减负荷，2min 内降到 26％额定负荷，此后，根据线圈入口、线圈出口计 离子交换器出口共 3 个水导电率选择运行方式：如三个点均≤0.5μs/cm，运行 1 小时；如其中一个点 ≥0.5μs/cm，运行 3 分钟；如三个点≥0.5μs/cm，立即停机。 2）频率变化 ①当运行频率比额定值偏高较多时，发电机的转速升高，转子上承受的离心力增大，可能使转子 某些部件损坏。同时，频率增高，转速增加，通风摩擦损耗也要增多，虽然此时的磁通可以小些，铁 耗有所下降，但总的发电机效率是下降的。 ②当运行频率比额定值偏低时，发电机的转速下降，时两端风扇的送风量降低时发电机的冷却条 件变坏，各部分的温升升高。频率降低时，为维持额定电压不变，就得增加磁通，导致漏磁增加而产 生局部过热。频率降低，还有可能损坏汽轮机叶片，厂用电动机也可能由于频率得下降，而使厂用机 械出力受到严重影响。机组能安全连续地在 48.5-50.5HZ 频率范围内运行。 3）端电压变化 ①发电机运行电压的下限，一般不应低于额定值的 90％，电压过低，会使发电厂厂用电动机的运 行情况恶化、转矩降低，从而使机炉的正常运行受到影响。 ②发电机运行电压高于额定值，当升高到 105％以上时，其出力必须降低，因为电压升高铁芯内 的磁通密度增加，铁耗增加，引起铁芯的温度和定子、转子绕组温度增高。 发电机在额定功率因数下，电压变化范围为±5%，频率变化范围为±2%时，能连续输出额定功率。 5.3 发电机正常运行和监视 1）额定运行方式 正常运行中，发电机应按铭牌规定数据运行（即额定运行方式）或在容量限制曲线（即 P－Q 曲线） 的范围内长期连续运行。由于发电机的长期运行出力主要受机组的发热情况限制，因此要记录监视发电机 的有功功率、无功功率、定子电流、定子电压、氢气压力、纯度、冷氢和热氢温度、定子绕组温度、铁芯 温度、定子进出水温度、转子绕组温度等参数。 2）带负荷速度：原则上按照汽机负荷曲线）电压、频率允许的变动范围：电压变化范围为±5%，频率变化范围为±2%时，能连续输出额定功 率。

　　1.概述 概述 我公司发电机为东方电机股份有限公司引进日本日立公司技术，并合作生产的，型号为 QFSN-600-2-22C。本型发电机为汽轮机直接拖动的隐极式、二极、三相同步汽轮发电机。 发电机采用的冷却方式为水－氢－氢，即定子线圈(包括定子引线)直接水冷,定子出线氢内冷,转子线圈 直接氢冷(气隙取气方式),定子铁芯氢冷。发电机采用密闭循环通风冷却,机座内部的氢气由装于转子两端的 轴流式风扇驱动。集电环间设有离心式风扇。 采用机端自并励静止励磁，选用瑞士 ABB 公司的 UNITROL 5000 型微机数字可控硅整流励磁系统。 轴承为强迫润滑(由汽轮机润滑油供油) 。 发电机配有氢油水控制系统,以提供和控制发电机冷却用氢气,密封用油，定子线圈冷却用水。 发电机型号所表示的意义为: : QF 指汽轮机拖动的发电机,S 表示定子线圈水冷,N 表示转子绕组氢内冷,600 表示额定容量 600MW,2 表 示即级数为两极,22 表示机端电压 22KV,C 指特征号:表示三段机座,中心高 760mm。 2.工作原理 工作原理：电磁感应定律；频率 f 和转速 n 关系式为 f = 工作原理 3.发电机本体结构 发电机本体结构 3.1 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。 3.2 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。 3.2.1 定子铁芯 定子铁芯是构成发电机磁路和固定定子绕组的重要部件。定子铁芯采用导磁率高、损耗小、厚度为 0.5mm 的优质冷轧硅钢片冲制而成。每层硅钢片由数张扇形片组成一个圆形，每张扇形片都涂了耐高温的 无机绝缘漆。冲片上冲有嵌放线 个）及放置槽楔用的鸽尾槽。扇形冲片利用定子定位筋定 位，通过球墨铸铁压圈施压，夹紧成一个刚性圆柱形铁芯，用定位筋固定在内机座上。齿部是通过压圈内 侧的非磁性压指来压紧。边段铁芯涂有粘接漆，在铁芯装压后加热，使其粘接成一个牢固的整体，进一步 提高铁芯的刚度。 铁芯端部过热在运行中是较为严重的问题。我厂发电机采取了以下措施：①铁芯端部设计成阶梯状② 在转子线圈端部采用非磁性护环。③在铁芯端部表面，采用一块铜防护板，既所谓的电屏蔽环④铁芯端部 压圈和铁芯端板（压指）采用高电阻率、低导磁率材料，⑤在铁芯端部扇形体上开槽⑥冷却风系统中，加 强对端部的冷却。 3.2.2 机座及隔振——定子弹性支撑 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。端盖是发电机密封的一个组成部分， 。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。 为了减小由于转子磁通对定子铁芯的磁拉力引起的双频振动， 以及短路等其它因素引起的 定子铁芯振动对机座和基础的影响，在定子铁芯和机座之间采用卧式弹性隔振结构。 3.2.3 定子绕组：它是由嵌入铁芯槽内的绝缘线棒在端部联结成的线圈，绕组端部为篮式结构，并且由 引线环连接成固定的相带。定子线棒由矩形的空心和实心股线） 。汇流母管是直接接 地的。发电机定子线棒在槽内有良好的固定。 3.2.4 发电机出线：发电机各相和中性点出线均通过集电环端机座下部出线 轴瓦： 轴瓦采用椭圆式水平中分面结构。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，密封瓦采用单流环结构。密封瓦为铜合金制成，共 8Fra Baidu bibliotek块瓦块，机端和励端各 4 块。

　　3.5 发电机通风系统 发电机以氢气作为主要冷却介质，采用径向多流式密闭循环通风方式运行，定子绕组采用单独的水冷 却系统，而氢气冷却系统，包括风扇盒氢气冷却器完整地置于发电机内部。 1）定子通风系统：定子铁芯采用轴向分段径向通风冷却方式，发电机定子铁芯沿轴向分为 13 个风区， 6 个进风区和 7 个出风区相间布置。动力来源于装在转子上的两个轴流风扇（汽、励侧各一） 。这种交替进 出的径向多流通风保证了发电机铁芯和绕组的均匀冷却，减少了结构件热应力和局部过热。 2）转子通风系统：转子本体段的导体冷却采用的是“气隙取气”系统，对于转子两端绕组，采用两路 半通风。 3）氢气冷却器：冷却器为四组，立放在发电机机座的四角。 4.主要技术规范 主要技术规范 主要 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 5.发电机正常运行 发电机正常运行 5.1 额定工况运行 汽轮发电机按照铭牌规定数据运行的方式，称为额定工况。发电机可以在这种方式下或容量限制曲线 的范围内长期连续运行。这一运行工况的电压、电流、出力、功率因数、冷却介质温度和氢压等，称为发 发电机型号 额定容量 SN 额定功率 PN 最大连续输出功率 GMCR 最大连续输出功率 GMCR 额定功率因数 cosφN 定子额定电压 UN 定子额定电流 IN 额定频率 fN 额定转速 nN 额定励磁电压 UfN 额定励磁电流 IfN 空载励磁电压 空载励磁电流 定子线圈接线方式 冷却方式 励磁方式 短路比 SCR 一阶临界转速 二阶临界转速 r/min r/min kV A Hz r/min V A V A MVA MW MW MW QFSN-600-2-22C 667 600 655.2(冷却水温 33℃) 679.5(冷却水温 27℃) 0.9 22 17495 50 3000 400.1 4387.4 153 1798.4 YY 水－氢－氢 自并激静止可控硅励磁 0.6034 982 2671