330MW发电机简述与设备规范.docx

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330MW发电机简述与设备规范

330MW发电机简述与设备规范

发电机简述

发电机

发电机概述

T255-460型330MW汽轮发电机为三相交流两极同步发电机。

发电机采用封闭循环通风系统，转子采用氢气内部冷却（槽底副槽转子径向通风），定子铁芯采用氢气表面冷却，定子绕组采用水内冷却。

氢气在机座内部循环，保证发电机在氢气压力0.3Mpa压力下正常运行。

在机座上部横放两组四个气体冷却器。

集电环端有一个稳定轴承在机座外部，发电机汽、励两端的轴承安装在发电机两端的大盖上。

发电机定冷水由发电机汽侧汇水环和引出线汇水环进入，从发电机励侧汇水环流出形成一个循环。

定子构造的简述

发电机的机座必须承受机内氢气的压力，所以机座的整个主体及其焊缝要完全不透气，并在制造后要仔细地进行检验（0.9Mpa水压试验），机座形成了汽轮发电机的外壳。

机座组装成一个筒体，其两端中心位置开孔，沿两侧装有底脚。

机座由锅炉钢板焊接而成，所用钢材具有良好的焊接性能。

机座内部通过与轴线垂直的环形隔板来加固，这些环形隔板使机座具有必要的刚度，足以支撑装有铁心的支持筋。

机座也形成了冷却回路，其轴段的设计保证了冷却气体对发电机所有零件的冷却效果处于最佳分布状态。

机座的每端用一厚的机加工法兰固定，它的功能是支承轴承组件。

机座上有安装冷却器的隔室。

出线罩固定于机座励端下部，出线罩由钢板焊接而成，其中下方底板和支持筋板是无磁性钢板。

出线罩底部有六个开孔，发电机的六个出线套管固定于开孔上，出线罩由氢气冷却。

出线罩在现场用螺栓固定于机座上，现场安装期间通过用一薄焊道来保持机座与出线罩间的密封性，这种焊缝足以保证在运行期间氢气不泄漏，而且应急时出线罩的拆卸也很容易。

定子铁心由特殊的晶粒取向扇形冲片（0.35mm厚）叠压构成。

这些叠片的特点在于其制造方法－冷轧－保证了它的低损耗和高导磁性以及其特殊的绝缘层。

每片扇形片用一层薄的含硅漆来作进一步的绝缘。

铁心叠片由71挡叠片段组成，每个叠片段约5厘米厚，每个叠片段内相邻叠片层的接缝错开。

叠片段间分隔处为径向通风沟结构，氢气通过通风沟来冷却铁心。

铁心两端各有5个叠片段设有特制的增强型热粘结绝缘层。

通风沟上的通风槽钢是无磁性的。

铁心端部除受到径向磁场的作用外，还受到前面边缘磁通的作用，其轴向分量随励磁电流的降低而增加，特别在运行时随无功负载的吸收而增加。

由于这个边缘磁通引起的附加损失，有必要特殊设计某些部件，以防止过高的温升。

最外层叠片结构是阶梯形的，也就是铁心的径向高度逐渐地减小以形成对边缘磁通的有效阻挡并使氢气方便地进入气隙。

端部叠片齿上开小槽与下线槽底齐平，以将齿中的涡流电流降至最小。

这些叠片外边设有燕尾槽，使铁心固定到支持筋上，并沿着机座的内孔均匀分布。

弹性支承系统各个支持筋焊到悬挂壁板上，悬挂壁板本身焊在弹簧板上，弹簧板两端焊到固定壁板上。

这种布置为铁心和机座之间提供了减振环节。

弹性支承系统设计成不仅容许由磁力和膨胀引起的径向位移，而且还容许由常规或意外转矩产生的切向位移。

这些位移是相对固定的机座来说的，机座通过底脚固定到基础上。

铁心和机座间的减振环节足以保证仅有铁心振动的很小部分越过支持系统被传送，这样就保证了机座的振动为一个低水平。

支持筋的内面有一燕尾部分，定子铁心固定在其上面。

定子绕组线捧是由一束绝缘铜线构成，铜线有实心的也有空心的。

这些绝缘铜线根据Roebel方法沿铁心的整个长度上540°换位。

这样大大减小了漏磁引起的损失。

每只线棒由一对Roebel线棒组成。

通过排间绝缘来实现两个Roebel线棒间的绝缘。

定子线捧的对地绝缘由云母带包扎而成。

为避免电晕或火花的形成，线棒的槽内部分用导电漆来覆盖，端部绕组用电阻性漆来涂覆。

每根线棒所有股线的末端都是通过“水盒”进行电气连接，线棒嵌入槽内后，上下层线棒的“水盒”通过连接套和环装配在一起，提供了两线棒间的电连接。

转子构造简述

转子是整块优质合金钢锻件加工而成。

本体上铣有安放转子绕组用的34个幅向槽，槽底有副槽，转子总长为10630mm，转子本体为4750mm，转子直径为1100mm。

转子绕组由叠放于转子槽内有一定匝数的线圈组成，这些线圈产生转子的磁场。

线圈的每一匝都由冷加工含银铜排构成。

借助粘在每一线匝外表面的绝缘层实现线匝之间的绝缘。

沿整个本体长度，线匝设有单通风道或双通风道，各线匝的通风道共同组成一个径向通风系统。

在每一槽内，线圈借助于侧面和底部的绝缘与轴体分隔开。

在线圈顶部，绝缘垫条将转子线圈与阻尼线圈隔离。

这些阻尼线圈形成一完整的鼠笼式绕组，其功能是在电机运行时引导在圆柱形转子表面上感应的电流。

阻尼线圈由含有少量银的铜排制成，阻尼线圈末端镀银是为了有较好的电接触。

阻尼线圈象绝缘垫条和槽楔一样有径向开口，它接通了槽部和空气隙之间的径向通道。

阻尼线圈与转子本体不绝缘，也不与槽楔绝缘，这样有助于使感应电流通过这些部件。

轴向通道即副槽是在嵌线槽下方沿整个本体长度加工的，这种空心副槽用于冷却转子绕组。

转子线圈由转子齿沿切线保持在轴体上。

副槽盖板定位线圈的底部，并防止底部绝缘在槽底和副槽之间被剪切。

副槽盖板用绝缘材料制成，开有从副槽引入径向气体的通风口。

全部槽内零件由槽楔抑制离心力，在槽楔中间有从径向冷却通道向空气隙排放气体的出风口。

转子护环是抑制转子绕组端部组件离心力的无磁性钢筒。

钢的性能由取自制造过程中锻件的试样或取自粗加工完成后护环的试样得出（材质为18MnCr）。

转子绕组端部及其垫块经一绝缘筒抵抗护环的挤压。

护环热套在转子本体上，其紧固程度足以防止在失控转速下脱开。

借助于由绕组传递给转轴的热产生的膨胀应力，护环由卡口式锁环作轴向定位。

转子中心环热套固定在护环相对于转子本体的另一端。

热套配合的紧量足以抵抗失控转速下产生的离心力。

中心环也象止动块那样给转子绕组端部定位。

中心环在其内径处有一机加工斜面，这有助于转子绕组端部下面冷却气体流动。

在转子每一端各装有一个轴向风扇，由安装在风扇座环上的风扇叶片构成。

风扇产生保持氢气循环流经转子和定子回路所需要的压力。

在汽端，由于联轴器法兰的外径较大，不能套进一个单独的风扇座环，因此，风扇座环与转轴锻件是一个整体部件。

在励端，风扇座环热套装进轴，采用适当的热套配合，可以避免在失控转速下脱开。

每一风扇座环有一个环形肩胛，叶片装配在它上面，环形肩胛上有螺丝孔，在其周围均匀分布以安装紧固螺栓。

风扇叶片由高强度铝合金制成，在制造过程中检验其机械特性。

每根叶片的位置与风扇座环肩胛上螺丝孔的位置相对应。

由于汽端与励端风扇工作方向相反，两种叶片需按相反的方向布置。

发电机滑环

发电机滑环概述

发电机外部整流装置提供的直流电，由滑环经导电螺栓、导电杆和连接线进入转子绕组，产生转子磁场。

转子上励磁连接各个环节，除了保证电流的传导以外，还必须保证对氢气的密封，因为转子绕组在机内（氢气侧）而集电环在机外（空气侧）。

导电杆由两个半圆型铜棒制成，中间有绝缘层隔开，并嵌入转轴中心孔内。

两导电杆分别作为励磁通路两极的轴向连接。

导电杆外部有一绝缘筒，作为导电杆的对地绝缘。

导电螺栓位于导电杆两端，以螺纹与导电杆连接。

机内导电螺栓另一端与连接线连接，机外导电螺栓另一端与集电环连接。

导电螺栓构成了励磁通路的径向连接。

机内、机外导电螺栓均设有密封垫，保证其致密性。

导电螺栓用特制的铬青铜制成，不仅具有良好的导电性能，而且具有良好的机械性能，足以抵抗离心力的作用。