300MW水氢氢汽轮发电机结构介绍

1、300mw水氢氢汽轮发电机结构介鉛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,定了铁心及端部结构件采用氢气表面冷却。极电环采用空气冷却。机座内部的氢气市装丁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”。总体结构发电机定了机座由三段把合而成，即机座、汽端端罩及励端端罩,三者分別运输至工地连接成一整体。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

2、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。内外挡油盖、油密封座及过度环和轴承均固定在端盖上。励端内外描油盖、油密封座及过度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了之间采用刚性连接，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。隔咅罩采用引风式通风结构，冷空气自运行层进入，热空气 经风道从运行底层排出。一、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

3、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， 其屮四个风区为进风区，五个风区为出风区。装在转子上的两个轴流 式风扇（汽、励端各一个），将氢气分别鼓入气隙和铁心背部；进入 铁心背部的氢气，沿铁心径向风道冷却进风区铁心后，进入气隙；少 部分氢气进入转子槽内风道，冷却转子绕组；其他大部分氢气再折回 铁心，冷却出风区铁心，最后从机座风道进入冷却器；被冷却器冷却 后的冷风进入风扇前，进行再循环。这种交替进出的径向多流通风， 保证了发电机铁心和绕组的均匀冷却，减少了结

4、构件热应力和局部过 热。二、定子机座机座是用钢板焊成的壳体结构，有足够的强度和刚度。其作用是 支承定子铁心和定子绕组，并构成特定的冷却气体流道。作为氢气的 密闭容器，能承受机内氢气意外爆炸产生的冲击。机座由端板，外皮和风区隔板等组焊而成，并形成特定的环行进 风区。机座设计成三段，即一个中段和两个端罩，以减少立子运输尺 寸及重量。其中段（含铁心和绕组）是发电机最重最大的部件。机座与端罩之间、端罩与出线罩之间及冷却器包与端罩之间的结 合面用焊接进行密封（在安装时进行），端罩与端盖之间用鸽尾槽嵌 装橡皮条并抹密封胶的方式进行密封。机座上有四个可拆式吊攀，端罩侧面布置有若干测温接线板，机 内的测温元件

5、引线经过测温接线板引出。所有机外的油、水、气管道均用法兰与发电机联接。三、定子铁心定子铁心是用和互绝缘的扇形冲片叠装压紧制成的。为了减少电 气损耗，扇形片用高导磁低损耗的冷轧硅钢片冲制而成。冲片两面涂 刷加有无机填料的热固性绝缘。冲片上冲有嵌放线圈的下线槽及放置 槽楔用的鸽尾槽。扇形片利用定子定位筋定位，通过低磁性的球墨铸 铁压圈施压，夹紧成一个刚性圆柱形铁心，用定位筋固定在机座上。 齿部是靠压圈内侧的非磁性压指来压紧的。边段铁心涂有粘接漆，在 铁心装压后加热使其粘结成一个牢固的整体，进一步提高了铁心的钢 度。为了降低端部漏磁通在压圈和边段铁心中引起的发热，为了减少 端部铁心中附加电气损耗，在

6、压圈上装有整体的全铜屏蔽。边端铁心 布置成阶梯状，以增大铁心内圆与转子间的气隙。定子铁心冷却所需要的通风，是通过使冷却介质进入布置在铁心 段z间的通风槽钢形成的径向通风道来完成的。铁心背部机座上的环 板与机座外皮组成的风区段，将定子机座隔成高压和低压区。这些高 低压风区分别对应于铁心的进风区和出风区。四、定子绕组定子绕组由嵌入槽内的绝缘条形线棒连接组成。绕组端部为蓝式 结构，并且由连接线连接成规定的相带组。线棒由绝缘空心股线和实 心股线混合编织换位组合而成。定子线棒是通过空心股线中的水介质 来冷却的o冷却水从励端的汇流管和绝缘引水管通过线棒端头进入线 圈，冷却线圈后再经过汽端的绝缘引水管和汇流

7、管排入外部水系统。 线圈与汇流管之间的绝缘引水管，保证了线圈与汇流管之间的对地绝 缘。为了约束线棒上的电动力的不利影响，绕组在槽部和端部妥善固 定。木机槽部采用槽楔、楔下波纹板以及层间和槽底垫适形材料作为 径向固定；采用半导体斜楔作为侧面固定，端部用涤玻绳绑扎在由玻 璃钢支架和绑环组成的端部固定件上。玻璃钢支架由轴向柔度较大的 l形支架压圈联接，使整个端部可以较自由的在轴向位移，以适应调 峰运行的需要。固定和绑扎工序后，整体定子进行烘焙固化。出厂前，定子绕组 （包括出线部分）按照有关标准和规定进行水压试验和耐压试验。五、测温元件和出线为了监测定子线圈的温度，在每个出水接头上装设了釦电阻，并 且

8、在每个槽内的上下层线棒之间埋设了电阻检温计。铁心温度也用埋 置在铁心内（包括齿部和轨部）的釦屯阻来测量。轴瓦温度采用埋置 在钩金下的钳电阻测量。此外，还设置有测量机内气体温度的电阻检温计。所有机内检温计的引出线，均通过发电机端罩侧面具有氢气密 封结构的接线端子板引出机外。发电机各相和中性点出线，均通过励端机座下部的出线罩引出机 外。出线罩与励端端罩之间用螺钉把合，两者之间设置永久性气密焊 结构。出线罩板采用非磁性材料制成，以减少定子电流产生的涡流损 耗。出线罩板下方开有排泄孔，以防止引出线周围积存油或水。定子出线通过高压绝缘套管穿出机壳引出机外。高压绝缘套管由 整体的陶瓷和铜导电杆组成（铜导电

9、杆为空心，内部通水冷却）。定 子出线部分在工地安装完毕后，与定子绕组一起进行水压试验、耐压试验及整体气密试验。六、转了和电刷转子由整锻高强度，高磁导率合金钢锻件加工。转子本体上沿径向加工出许多纵向槽，用以放置转子线o转子线圈放入槽内后槽口用铝合金槽楔和铜槽楔固紧，以抵御离心力。非 磁性槽楔和磁性槽楔应保证合理的磁通分布。转子冷却方式为气隙取气斜流式通风方式用氢气直接冷却o转子利用自泵风作用，从进风区气隙吸入氢气。氢气从进风区的气隙进入 转子槽楔后，再进入两排斜流风道，以冷却转子线圈铜线。氢气在到 达底匝铜线后，转向进入第一排风道，冷却铜线后再经过槽楔，从出 风区排入气隙。转子本体上沿轴向分布了

10、几个进风区，氢气从多条并 联风路进入转子线圈。转子线圈端部由进入护环下部的氢气來冷却, 并从转子本体端部排入气隙。转轴两端装有单极轴流式风扇,以提供全机通风所需要的压头。 转子线圈端部通风采用冷却效果较好的“两路”风路结构。一路沿转了铜线上的轴向通风道到达槽部，从出风区槽楔甩出，另一路进 入铜线的切向风道，从大齿甩风槽进入气隙。这种端部通风系统风路 短，温升低。为了减少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的能力，在转子护环下设有阻尼绕组。为了防止离心力对转子线圈端部的破坏，采用了用非磁性、高强 度的合金钢18mnl8cr （双18）锻件加工成的护环，保护转子线

11、圈端部。护环装配在转子本体两端，一头与转子本体热套配合，另一头为悬挂式。转了线圈与护环之间,采用模压扇形绝缘瓦,为了提高发电机的调峰能力，转子槽绝缘（槽衬）和护环下绝缘均设一层具有低摩擦系数的干性润滑剂，以利于负荷变化时转子线圈能口由地热胀冷缩。转子的励磁电流通过电刷，热套在转子外伸端上的集电环及与集电环相联的径向和轴向导电杆，进入转子线圈。集电环是一对经绝缘 后热套在转轴上的带沟槽的钢环。两集电环间设有同轴离心式风扇以对集电环及电刷进行强迫冷却。转子装配后进行动平衡试验和120%额定转速、历时2min超速 试验。此外还要进行规定的绝缘试验并测量转子绕组交流阻抗。运行时，用接地装置在汽端将转子

12、接地，励端有供装设接地保护 的装置。七、端盖、轴承和油密封发电机采用端盖式轴承。端盖沿水平方向分为两半，以方便装配。 所有静止接缝面经过精加工，确保了具有良好的接触配合。这些合缝 面上还有密封沟，沟内填充密封条以保证具有良好的气密。轴承安装在端盖上。端盖由钢板焊成，有足够的强度和刚度，除 了支持转子外，还能承受机内氢气压力甚至氢气爆炸产生的压力。本机采用水平中分面椭圆轴承。轴承与轴承座（端盖）的配合面 为球面，以使轴承可以根据转子挠度自动调节自己的位置。励端轴承设有对地绝缘以防轴电流烧伤轴颈和轴承合金o对地绝 缘为双层结构，可在运行时检测绝缘电阻。润滑油来自汽轮机供油系统。起动和停机时的低转速

13、下提供高压 顶轴油以避免损伤轴承合金。机座内的氢气是靠转轴与密封瓦z间的压力油密封的。密封油压 高于机内氢气压力0.05mpa左右。油密封系统为单流环式。位于密封座内的密封瓦在轴向与经向分 半，用弹簧连接，有较好的随动性。该系统具有配置简单，运行维护方便的特点。尤其在油系统中设 置有真空净油装置，能有效去除油中水分，对保持机内氢气干燥有明 显的作用。励端油密封对地为双层绝缘结构在密封瓦旁靠机内侧同时装置了梳式挡油盖和辅助油挡，可避免机内受到油污染。八、氢气冷却器四个氢气冷却器水平安装在两个端罩的顶部冷却器包内。氢气冷 却器与机座之间的密封结构，既可以密封氢气，又可以在氢气冷却器 因温度变化而涨

14、缩时起补偿的作用，从而始终具有良好的密封效果。 氢气冷却器的水箱结构，使发电机在冲氢状态下可以打开水箱清洗冷 却水管。当冷却器水管与外部水管拆开后，氢气冷却器就可以从发电 机中抽出。九、隔音罩发电机碳刷架部分设有隔音罩，隔音罩为钢板焊接结构，固定在 低架上，将碳刷架、集电环及稳定轴承全部包容在内。隔音罩两侧面 各设道带玻璃视查窗的门，供维护碳刷用。隔音罩的内部为封闭式 外抽风通风系统。现场安装一、发电机各主要部件重量名称重量（kg）名称重量（kg）定子装配188100基板1430转了装配51500基板（碳刷架用）565端罩20500碳刷架底架960端盖13300碳刷架111内端盖500底脚螺栓

15、（发电机）110风扇罩90底脚螺栓（碳刷架）49出线罩4240小轴107出线套管160测温元件接线柜120过渡引线40稳定轴承405轴瓦1240稳定轴承轴瓦41轴承盖510隔音罩2490密封座200外饰弧板306密封瓦40接长轴4000内挡油盖40滑车600外挡油盖50吊转子工具220冷却器包5850导轨630氢气冷却器1700定子端部保护罩1400二、安装注意事项1、端罩组合前应将测温元件的引线从汽、励端机座端部环板上 50的小孔中穿出。否则，定子与端罩把合组装后将无法穿出引线。2、发电机定子就位端罩把合时，最好先装励侧，然后组装汽侧。 组装后将定位销装上，预装径向定位键。3、冷却器、出线罩

16、组装后，把紧螺栓，进行气密焊接。4、拆出运输途中用做防震的顶压圈螺栓及绝缘引水管上的保护 纸。5、安装冷却器包时，取下端罩和冷却器包上的充（排）氢管的 堵孔螺塞（共四处）。6、由电建领出定了测温接线板，我公司负责将定了测温引线接 至接线板上，接线板到端子箱及dcs上的接线工作，由安装单位完 成。7、发电机穿转子前，复查定子气隙隔板内径尺寸。气隙隔板与 护环的单边间隙为5mmo如尺寸偏小，需修磨气隙隔板以达到图纸 要求。8、发电机定子水压合格后，进行出线的手包绝缘工作，所需材 料由制造厂提供，安装单位负责现场施工，绝缘支架按现场实际尺寸 配装。9、风叶安装，1#风叶对应外集电环两导电螺钉中心位置，顺时 针排列。10、发电机增加辅助内油挡及过渡环，汽、励端锥体加长，发电机下端盖采用翻身式结构，制造厂提供翻身工具。11、发电机常规安装及试验，参照制造厂汽轮发电机安说明书。三、发电机各主要部位螺栓预紧力矩部位螺纹规格预紧力矩(nm) / (kgfm)机座与