250MW发电机规范.docx
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250MW发电机规范
250MW发电机规范
1.1 发电机规范
型号TFLQQ-KD（全封闭强制通风、轴承强制油润滑、静子间接转子直接氢冷、旋转磁场、带阻尼绕组）
标准JEC-114制造厂日立
额定容量294120KVA有功功率250MW
额定电压15000V额定电流11321A
额定功率因数0.85（滞后）额定频率50Hz
额定转速3000r/min额定氢压0.2MPa
最大氢压0.3MPa出线端子6个
定子接线方式3Y极数2极
同原动机的连接同汽轮机直接连接相数3相
参数连续旋转方向从汽轮机端看为顺时针方向
中性点变压器接地励磁方法快速反应励磁方法
额定励磁电压440V额定励磁电流2379A
静子重量248t转子重量51t
冷却方式静子：
一般氢冷方法；转子：
直接氢冷方法
静子环氧树脂粉云母带真空浸渍热压成型了B级转子B级
出厂编号G3161811-1制造日期G31975年
G4161831-1G41975年
1.2 主要参数
短路比：
约0.57（出力为294120KVA，氢压为0.2MPa）
（非额定工况）约0.95（出力为176470KVA）约1.63（出力为102940KVA）
Xd1（同步电抗直轴非饱合）179%
Xd’1（瞬态电抗直轴非饱合）25%
Xd’v（瞬态电抗直轴饱合）21%
Xd”1（次瞬态电抗直轴非饱合）21%
Xd”v（次瞬态电抗直轴饱合）18%
X2（负序电抗）18%
X0（零序电抗）13%
Td0（开路时间常数）约7.5秒
Td’3（三相短路瞬态时间常数非饱合）约1.1秒
Td”3（三相短路次瞬态时间常数非饱合）约0.07秒
Ta3（电枢时间常数）约0.45秒
轴电压（汽机侧、滑环侧与轴承之间）20V
电压波形畸变率（空载、额定电压时）5%以下
电压变化率（由满载降到空载的状态下，励磁与转数不变）
功率因数电压变化率
0.85约40%
1.0约24%
最大允许负序电流（100%电流=11321A）
时间（秒）负序电流（%）
10100
6041
12028.4
连续9
最大允许磁场过电压（100%电压=318V）
时间（秒）磁场电压（%）
10208
30146
60125
120112
电阻（75℃）静子绕组0.00095Ω/相
转子绕组0.132Ω
1.3 发电机特性
温升限度
氢气压力MPa
测量位置
0.2
0.1
静子线圈（℃）
65
65
转子线圈（℃）
64
64
静子铁芯（℃）
74
氢气冷却器出口温度（℃）
46
46
测量方法静子线圈：
用嵌置检测电阻测量；转子线圈：
用电阻法测量
静子铁芯：
用热电偶测量氢气冷却器出口温度：
用嵌置检测电阻
发电机效率
氢气压力MPa
0.2
0.2
0.2
0.2
输出（KW）
250000
187500
125000
625000
功率
功率因数85%
98.88
98.80
98.55
97.87
功率因数100%
99.10
99.00
98.75
98
最大安全转速：
3600转/分
一个氢冷却器不投入的最大容量：
235296KVA（功率因数85%，氢压为0.2MPa时）
1.4 氢气控制装置和密封油设备的规范和特性
发电机内额定氢压：
0.2MPa
氢气置换方法：
N2气体间接置换
发电机及管道系统内气体容积：
83.5m3
推荐纯度：
98%
纯度保持方法：
使用密封油真空处理
氢气压力调节方法：
用气体压力调节阀调节和保持氢气压力，使其达到规定值。
发电机漏氢量：
日漏氢量不超过11m3/天
运行期间氢气供给量：
氢气压力MPa要求值保证值
0.26m3/天11m3/天
密封油系统电机和泵的规格
型式
转速
容量
主密封油泵马达
TFO-KK（全封闭单轴靠背轮）
1400
5.5KW
主密封油泵
螺旋泵
1400
250升/分
事故密封油泵马达
TFO-K
1800
3.7KW
事故密封油泵
螺旋泵
1800
120升/分
真空泵马达
TFOG-K
1500
2.2KW
真空泵
PKS-016
425
1.4m3/分
1.5 密封油的规格和给油量
初始灌油量：
约1000升
流量：
约150升/分（氢升为0.2MPa时）
使用油：
#90透平油（JIS）
1.6 测温装置
项目
方法或检查要素
数量
静子绕组温度
电阻测温元件
12
转子绕组温度
电阻法
氢气冷却器入口温度
电阻测温元件
4
氢气冷却器出口温度
电阻测温元件
4
静子铁芯端部温度
热电偶
6
铁芯端压板温度（铜遮护板）
热电偶
6
轴承排油温度
热电偶
4
轴承座金属温度
热电偶
2
滑环出口气温
电阻测温元件
1
交流励磁机静子绕组
电阻测温元件
3
交流励磁机入口温度
电阻测温元件
2
交流励磁机出口温度
电阻测温元件
1
电阻测温元件25Ω（0℃）铜
静子铁芯端部与静子铁芯端压板测温用热电偶：
铜-康铜
轴承座金属及排油用热电偶：
铁-康铜
1.7 发电机氢冷却器规范：
型式：
垂直安装容量:
850KW
冷却水量：
约230T/h最高进水温度:
34℃
试验水压：
1.2MPa最高水压:
0.8Mpa
冷却器出口风温：
约44℃数量：
4
1.8 主励磁机规范
型式TFBLW-K（全封闭、强制通风、卧式、带强制油润滑冷却器、旋转磁场）
额定容量400KVA额定功率1190KW
额定电压370V额定电流2185A
功率因数0.85（迟相）频率100Hz
相数3相极数4极
转速3000r/min结线Y
引出线端子6个绝缘等级B级
同原动机连接方式同发电机直接连接冷却方式空气冷却
励磁绕组的电阻值0.51Ω（75℃）
励磁方式利用高频励磁机与可控硅型自动电压调整器进行励磁
温升与耐压试验电压
温升度数（冷气温度在45℃时）
耐压试验电压
静子绕组
75℃
3500V
转子绕组
85℃
1600V
静子铁芯
75℃
1.9 主励磁机冷却器规范
型号：
KPQ114/10-1486容量:
95KW
最高进水温度:
34℃试验水压：
0.6MPa
数量：
1
1.10 副励磁机规范
型号YJL-38-3000额定容量38KVA
额定电压169V额定电流130A
额定频率50Hz转速3000r/min
相数3相接线方式Y
绝缘等级F级功率因数0.9
重量973Kg制造厂北京汽轮电机责任有限公司
1.11 发电机本体结构说明
1.11.1 一般概述
发电机是全封闭的，备有通风道、风扇及气体冷却器，以防杂物侵入。
发电机静子机座为圆筒形，焊接结构。
装在静子机座两端的端盖也是焊接结构。
它支撑着转子轴承与轴封设备。
所有焊接结构都是不漏氢的结构。
发电机是按连续运行设计的，其结构能经得住负载的骤变或三相短路等事故。
发电机备有各种辅机，进行控制及监测氢的压力与纯度、密封油、绕组的温度、冷却器、冷却水及润滑油等。
1.11.2 静子机座及支撑弹簧
发电机静子机座是一个从里边用轴向及切向加强筋加强的焊接结构。
是不漏氢的圆筒所构成的。
承力环焊接在切向加强筋的里圈，用以加强静子机座的钢性，同时用以支撑弹簧结构,弹簧结构转而支撑电枢铁芯。
在定子机座板侧边用地脚螺丝把机座固定在基础上。
这样定子机座就由基础来支撑。
装有发电机转子轴承的重型端盖用螺栓固定在定子机座端部。
机座也可用做氢气冷却器的支架和外壳。
弹簧支架是由轴向排列的弹簧杆组成。
具有将静子机座同电枢铁芯磁力引起的径向及切向振动隔绝起来的作用。
以配置在整个圆周上的定位筋为基准，组装电枢铁芯。
并通过弹簧棒与定位筋的连接部分，由静子机座支撑。
所设计的弹簧杆能把电枢的运动保持在令人满意的限度以内。
利用这些弹簧杆和刚性机座结构，就可达到定子铁芯隔离电机外部振动的要求。
1.11.3 电枢铁芯
电枢铁芯是由具有方向性的经退火处理的扇形冷扎硅钢片以线槽与定位筋为基准互相插装而成，硅钢片表面涂有绝缘漆。
为了通风，由迭片段间的空隙将铁芯分割为许多通风沟。
铁芯是由薄钢片冲制的，带有装电枢线圈的槽及定位用的燕尾槽。
利用定位筋压紧两端的端压板（端压板为球墨铸铁制成），使组装起来的铁芯形成一个带有钢性的圆筒。
由端压板下边的齿压片向铁芯齿部加压，为了减轻静子端部漏磁引起的发热及由此产生的损失，端部铁芯随着接近端部面逐渐扩大内径。
阶梯状的扩展铁芯与转子之间的间隙。
在铁芯的绝缘漆中掺进无机质混合物，使之带有热塑性。
即使受到最不正常的加热，也能保持其绝缘性能。
1.11.4 电枢绕组
由装在静子槽内的绝缘线棒连接其端部构成静子线圈。
用引线环将线圈连接成相。
每相分为九组，各组同各级相对应。
绝缘铜导线胶合后用换位的方式排列成矩形线棒。
组装的每股线沿着线棒的等长距离内占据着线棒的每个轴向位置。
这样排列能够消除线圈内部由于磁通分布不同而产生的自感磁通引起的涡流损失。
组装好的线棒用多层云母带绝缘后，灌满环氧树脂（这道工序是在真空中连续处理然后热压成形）。
为了使电晕影响最小，在线棒进入线槽的部分涂半导体漆，在从铁芯伸出几厘米以上的部分涂高电阻漆。
用经过绝缘漆处理的玻璃带，将电枢绕组端部牢固的绑在用静子端压板支撑的并带有绝缘的无磁性钢套箍上。
槽内的线棒用由合成树脂层压板制成的槽楔固定。
1.11.5 静子的通风
从铁芯内部设置的由铁芯与迭片形成的径向通风道，强制的向内圆方向或外圆方向流通冷却用气体，用以进行电枢铁芯及绕组的通风。
铁芯背面上的固定圆周方向的板与其外圆上的旁面板形成分隔开的小间，将静子机座分为高压与低压室，冷却气体从这些小间被压入或排出铁芯。
从这些部分排出的气体或供到这部分的气体是通过管道和导管运送，这些管道和导管输导来自风扇的冷却氢气，使冷却氢气经过电机，然后把这些氢气送到氢冷却器再返回风扇。
静子铁芯内交替的进出径向氢气流的布置方法基本上可以均匀冷却铁芯和绕组，减小了这些部分的热应力并避免了过大的局部过热。
1.11.5.1 发电机转子
转子由整体的合金钢锻件车出，但在机械加工之前需要进行多方面试验以便核实确能满足物理上及金属学上的规范。
在转子本体上加工了装励磁绕组的槽，而装在槽内的励磁绕组紧紧的用插在燕尾槽内的槽楔压紧。
以便防止由于离心力的作用而使励磁绕组甩出。
为了有合理的磁通分布。
要适当的布置磁性楔和非磁性楔。
转子冷却方法是间隙吸入方法和直接冷却方法，在槽楔上钻有吸氢孔和排氢孔。
励磁绕组导体是由银铜合金组成，并装有两排通风导管形成冷却氢气的通道。
以固定角度给线圈槽楔钻孔。
冷却氢气经过这些孔进入励磁绕组。
冷却氢气从间隙吸入，在导体内斜着流动，在底部移到邻近的一行，然后又从排气孔排到间隙中去。
排气孔的钻孔角度与入口部分钻孔角度是对角。
在转子本体上交替分配入口部分和出口部分。
当转子转动时，由于槽楔入口孔与出口孔之间的压差使空气间隙内的气体从入口孔进入转子，冷却励磁线圈。
采用这种冷却方式可认为励磁绕组内的通风是平衡流动的。
因此转子在轴向的温度能够均匀分布。
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