231汽轮发电机结构课件

2.3同步发电机2.3.1同步发电机的结构7/27/20231大板热电培训电气7/27/20232大板热电培训电气7/27/20233大板热电培训电气2.3.1.1同步发电机的分类按原动机不同分类：汽轮发电机水轮发电机按结构形式分：旋转电枢式旋转磁极式按冷却方式分：空冷、氢冷、水冷7/27/20234大板热电培训电气按磁极形状分：隐极式和凸极式7/27/20235大板热电培训电气2.3.1.2同步发电机的结构发电机包括定子和转子两大部分。7/27/20236大板热电培训电气7/27/20237大板热电培训电气7/27/20238大板热电培训电气7/27/20239大板热电培训电气定子汽轮发电机的定子主要由机座、定子铁心、定子绕组、端盖以及若干紧固连接件构成。7/27/202310大板热电培训电气机座与端盖机座的作用：支持和固定定子铁心和定子绕组。如果用端盖轴承，还要承受转子的重量和电磁力矩。结构上要满足电机的通风与密封要求。氢冷发电机的机座还要能防止漏氢并承受住氢气的爆炸力。7/27/202311大板热电培训电气机座沿轴向有12个隔板，各隔板内圆处焊有内环，既起提高定子机座刚度的作用，又起着支承定子铁芯和固定弹性定位筋的作用。各隔板上开有通风孔，与轴向通风管道相配合，形成发电机定子的九个进出风区。充氢和排氢用的氢气进出管，沿轴向设置在机座顶部紧贴机座外皮内圆处，同时用管道将其引至机座下方；二氧化碳气进出管则沿轴向设置于机座底部，排污管亦设置于机座底部。7/27/202312大板热电培训电气国产200MW汽轮发电机定子7/27/202313大板热电培训电气7/27/202314大板热电培训电气1：定子铁心；2：弹性定位筋；3：螺栓；4：铁心轴向通风孔7/27/202315大板热电培训电气1：测温元件；2：压指；3：铜屏蔽；4：压圈；5：定位筋7/27/202316大板热电培训电气机座隔振：定子弹性支撑对于大容量机组，为了减低由于转子磁通对定子铁心的磁拉力引起的双频振动，以及短路等其他因素引起的定子铁心振动对机座和基础的影响，定子铁心和机座之间多采用弹性联结。整体机座轴向组合式定位筋弹性隔振结构采用内外机座切向弹簧板隔振结构7/27/202317大板热电培训电气1：定子铁心；2：弹性定位筋；3：螺栓；4：铁心轴向通风孔7/27/202318大板热电培训电气1：测温元件；2：压指；3：铜屏蔽；4：压圈；5：定位筋7/27/202319大板热电培训电气7/27/202320大板热电培训电气发电机采用端盖式轴承，端盖与端罩之间设有橡皮圈密封结构。在励端端罩下部为定子出线罩，该出线罩也在工地与励端端罩相连接，连接处设置橡皮圈密封及角形焊接密封，必要时可拆除。7/27/202321大板热电培训电气四组氢气冷却器分别置于汽、励两端罩的上方，连接处设橡皮板密封，循环冷却水管从上部与氢气冷却器相连接。端罩两侧下部设有排水法兰，接液位信号器，冷却器漏水可及时报警。7/27/202322大板热电培训电气碳刷架—集电环相对应，置于发电机励端。在碳刷架和联轴器外设有大隔音罩。隔音罩上开有调整碳刷用的操作门。门上装有有机玻璃窥视窗。隔音罩采用引风式通风结构。冷空气自运行层进入，热空气经管道从运行低层（或厂房外）排出，在该引风管道中装设有抽风机。7/27/202323大板热电培训电气定子铁芯定子铁心：构成发电机磁路和固定定子绕组。铁芯用0.35~0.5mm厚扇形冷轧硅钢片冲成。定子共60槽，每张铁芯冲片有4槽，铁芯整圆由15张扇形冲片组成。冲片外圆设有鸽尾槽，叠装铁芯时每张冲片同时挂在两根相邻定位筋的鸽尾上，每层叠片的接缝相互错开，最后形成整体性很好的铁芯段。7/27/202324大板热电培训电气定子铁心7/27/202325大板热电培训电气7/27/202326大板热电培训电气定子铁芯全长5000mm，分为76段，段间设有8mm宽的径向风沟。中部每段铁芯长62mm，边端铁芯较薄，铁芯齿部开小槽，并布置成阶梯形。边段铁芯的齿部开有和下线槽深度相近的窄槽，以减小涡流损耗。7/27/202327大板热电培训电气7/27/202328大板热电培训电气在定子铁芯压圈的外侧设有整体全电屏蔽环，可有效地减少定子端部附加损耗。在电屏蔽环与铁芯压圈之间留有间隙，供冷却气体通过。铜屏蔽与压圈之间电气上短路连接，即两者间垫以紫铜垫板，并利用定子绕组绝缘支架的固定螺钉将两者把合。7/27/202329大板热电培训电气1：测温元件；2：压指；3：铜屏蔽；4：压圈；5：定位筋7/27/202330大板热电培训电气定子绕组绕组为外包有绝缘的一束导体，分为直线部分和两个端接部分，直线部分放在槽内，是产生电动势的有效边，端接部分起连接作用。定子线棒7/27/202331大板热电培训电气定子绕组由空心股线和实心股线混合编织而成1：绝缘线包；2：空心导线；3：实心导线；4：高压防晕带7/27/202332大板热电培训电气绕组股线在槽内直线部分做540°换位，以抵消一部分端部漏磁通引起的环流电动势，并全部抵消槽部漏磁通引起的环流电动势，减小了附加损耗。定子绕组在端部则呈渐开线状，并经胶化模压成一整体。7/27/202333大板热电培训电气采用单叠双层短节距并联绕组，可减少谐波含量，保证较好的输出电压波形。每槽含上下层两根绕组，绕组端部为等节距篮式渐开线形。7/27/202334大板热电培训电气7/27/202335大板热电培训电气绕组两端头连接处，空、实心股线分开，即将绕组宽度上的两排股线变成三排，中间一排为8根空心股线，左右为实心股线。全部空、实心股线在由两排变成三排的截面处用磷银溜焊成一体，8根空心股线组则与水盒磷银焊接，形成绕组水回路通道。7/27/202336大板热电培训电气定子绕组水电连接7/27/202337大板热电培训电气7/27/202338大板热电培训电气7/27/202339大板热电培训电气7/27/202340大板热电培训电气定子绕组端头水、电连接处设有铜、不锈钢过渡接头。7/27/202341大板热电培训电气定子主引线与定子出线定子出线为6根。垂直布置在机座靠励磁机侧的下方。出线端子间距均为1200mm，以方便分相封闭母线的布置。7/27/202342大板热电培训电气出线套管的长度留有装设4只套管式电流互感器的空间和足够的放电距离。共计24只互感器连同固定件均可吊装在出线罩下部。7/27/202343大板热电培训电气转子：由铁芯、励磁绕组、护环、中心环、滑环、风扇等组成。转子7/27/202344大板热电培训电气汽轮发电机转子剖面示意图7/27/202345大板热电培训电气转轴转轴由整体锻件加工而成，为高导磁、高机械性能合金钢。转轴励端设有集电环，集电环外侧为与交流励磁机相连接的联轴器。转轴具有通长轴向中心孔，对应于本体部分的中心孔用导磁中心轴填塞，以减小转子轭部磁阻。7/27/202346大板热电培训电气转子铁心转子本体部分按48°圆周均分度对称开出32个线槽、顶部的槽楔、槽两端头的扩口槽。未开下线槽的部分形成大齿，即每个大齿占9／48圆周分度。7/27/202347大板热电培训电气7/27/202348大板热电培训电气每个大齿上沿轴向开出若干横向月牙形槽，以平衡转轴大小齿两方向的刚度，减少倍频振动，齿上还加工出若干平衡螺钉孔，其底部呈球形以减小应力集中，转子本体外径表面按进出风区加工出环向通风沟，并将与进风区对应的转子齿头加工成斜面，以利于转子绕组的进风。在大齿的汽、励两端头，开设有装拆护环键和与转子绕组端部切向风路相对应的排风槽。7/27/202349大板热电培训电气7/27/202350大板热电培训电气7/27/202351大板热电培训电气转子绕组转子绕组为同心绕组，每极有8个线圈串联，两极之间亦为串联连接。7/27/202352大板热电培训电气7/27/202353大板热电培训电气槽内部分的每根扁铜线上按一定规律铣出两排斜向不同的斜通风孔，两排斜通风孔的位置按不同方向错位，以形成斜流风道。7/27/202354大板热电培训电气线圈端部铜线铣成U形槽，同一线圈的上下两根铜线的U形槽组合在一起，构成轴向气流通道。7/27/202355大板热电培训电气7/27/202356大板热电培训电气轴向通风道的末端与铜线槽部的通风口相连接，构成轴向气流的出风口，切向通风道的出口则布置在铜线近大齿中心线的位置。7/27/202357大板热电培训电气励磁绕组（端部）7/27/202358大板热电培训电气槽楔及楔下垫条楔下垫条由垫条本体和分流舌两部分组成。楔下垫条置于转子槽与转子铜线之间，与槽上进出风头的风孔相对应，底面为沿轴向扩伸的两个长形孔，与铜线上通风斜孔相对应。中部槽楔用合金铝加工而成，两端头槽楔为铝青铜槽楔。7/27/202359大板热电培训电气中部进风区槽楔上加工有进风孔，进风孔由两段倾斜的腰圆形孔组成，每根槽楔长度等于转子上一个进风区的长度，其上共开有7个进风孔，当转子旋转时进风孔构成吸风斗，产生正气压。7/27/202360大板热电培训电气中部出风区槽楔上开有出风孔，出风孔为一个斜向腰圆孔对应于第3、5、7出风区。每根槽楔上开设7个出风孔，对应于第1、9出风区的槽楔上则开设11个出风孔，其中的四个出风孔与端部线圈轴向风路相对应。当转子旋转时，槽楔的出风孔构成甩风斗产生负气压，槽楔上进出风孔所产生的正负气压差，即为促使冷却氢气通过转子铜线上斜流风道的压头。7/27/202361大板热电培训电气槽楔置于转子下线槽的鸽尾槽内。所有槽楔接缝位置的楔底面放置有铜质镀银联结块，从电气上将槽内的全部槽楔连接成一整体，以提高转子承担不平衡负荷的能力。转子楔下垫条由环氧玻璃布板制成。其上有特殊形状的风孔，以实现“一斗两路”的风路系统。7/27/202362大板热电培训电气护环、中心环及导风叶发电机采用悬挂式护环—中心环结构。护环为非磁性冷锻奥氏体合金钢，其一端与转轴本体端头热套连接固定。另一端则与中心环热套连接。7/27/202363大板热电培训电气中心环为优质合金钢锻件，由护环支承，与转轴柄之间留有适当间隙，作为转子绕组端部线圈的冷却气体通道。中心环内侧沿圆周方向设置多个弹簧，从轴向支承转子绕组端部绝缘端板。在中心环与轴柄之间设置导风叶组。7/27/202364大板热电培训电气转轴两端的风扇为旋桨式，每个风扇有28个叶片，叶片用合金铝模锻而成，叶片由其尾部的螺纹与螺帽连接在风扇环上，风扇环热套在转轴上。7/27/202365大板热电培训电气1、2、7：风扇3：励端4：导电杆5：中心孔6：引线螺杆8：中心环9：绝缘体10：端部引线11：护环12：阻尼梳齿片13：环键14：引线绝缘15：引线7/27/202366大板热电培训电气集电环集电环装配包括绝缘套筒、过渡套筒、集电环、均流环、连接片等。7/27/202367大板热电培训电气7/27/202368大板热电培训电气1：励端联轴器；2：绝缘座筒；3：螺旋沟；4：通风孔；5：集电环；6：转轴；7：导电杆；8：导电螺杆；9：风扇7/27/202369大板热电培训电气护环：箍在转子绕组端部，保护端部不因离心力甩出。中心环：支持护环并阻止转子绕组端部沿轴向位移。集电环（滑环）：通过引线接到励磁绕组两端，借电刷与滑环的滑动接触引入直流励磁电流。7/27/202370大板热电培训电气氢气冷却器7/27/202371大板热电培训电气2.3.1.3同步发电机的额定参数型号QFSN-300-2额定转速3000r/min额定视在功率353MVA绝缘等级B额定有功功率300MW额定励磁电压364V额定无功功率186MVAR额定励磁电流2500A额定电压20000V定子绕组进水温度40～45℃额定电流10190A