660MW发电机结构介绍课件

QFSN-660-2

型汽轮发电机产品结构介绍2003-71QFSN-660-2型汽轮发电机产品结构介绍2003-71HEC660MW级汽轮发电机2003-72004-32TurboGeneratorsHEC660MW级汽轮发电机2003-72004-32Tur结构概述

本型发电机为三相交流隐极式同步发电机。发电机由定子、转子、端盖及轴承、油密封装置、冷却器及其外罩、出线盒、引出线及瓷套端子、集电环及隔音罩刷架装配、内部监测系统等部件组成。

发电机采用整体全封闭、内部氢气循环、定子绕组水内冷、定子铁心及端部结构件氢气表面冷却、转子绕组气隙取气氢内冷的冷却方式。发电机定、转子绕组均采用F级绝缘。2003-72004-33TurboGenerators结构概述

本型发电机为三相交流隐极式同步发电机。发电机由定发电机主要部件重量发电机总重475000kg定子装配（包括吊攀）300000kg转子装配（包括集电环装配）66300kg定子运输重310000kg转子运输重75500kg座板装配7756kg内端盖440kg导风环150kg外端盖（汽端／励端）10874／10560kg轴承（轴瓦）947kg隔音罩刷架装配6520kg抑振轴承装配1580kg冷却器外罩12066kg出线盒5154kg瓷套端子287kg中性点外罩258kg主引线端子（金具）138kg2003-72004-34TurboGenerators发电机主要部件重量发电机总重475000kg2003-7660MW汽轮发电机总装配2003-72004-35TurboGenerators660MW汽轮发电机总装配2003-72004-35Turb6.定子

定子由机座、铁心、隔振结构、绕组和进出水汇流管等部件组成。定子机座为整体式，由优质钢板装焊制成。机座外皮在圆周方向采用整张钢板经辊压成圆桶状后套装在机座骨架上。定子机座的强度按能承受3.5倍工作氢压设计，具有足够的强度和刚度及气密性。定子机座的两侧共设4个可拆卸的吊攀和6个供装配测量元件接线端子板的法兰。发电机定子冷却水汇流管的进水、出水法兰均设在机座的侧面顶部，可保证在断水事故状态下定子绕组内仍能充满水。2003-72004-36TurboGenerators6.定子

定子由机座、铁心、隔振结构、绕组和进出水汇流管等定子铁心定子铁心由冷轧硅钢板冲制并经绝缘处理的扇形片叠装而成。铁心采用圆形定位螺杆、夹紧环、绝缘穿心螺杆、端部无磁性齿压板和分块压板的紧固结构。定子铁心端部设有磁屏蔽，可有效地将定子端部漏磁分流，以减小端部发热，保证发电机在各种工况下可靠地运行。定子铁心沿轴向分成96段,铁心段间设置6mm宽的径向通风道，边段铁心设计成沿径向呈阶梯形状并粘接成整体，边段铁心的段厚度比正常段薄。定子铁心沿全长分成与机座相对应的11个风区，冷热风区相间隔。为防止风区间串风，在铁心背部与机座风区隔板之间设置有挡风板。2003-72004-37TurboGenerators定子铁心定子铁心由冷轧硅钢板冲制并经绝缘处理的扇形片叠装而成定子隔振结构为了减小由于磁拉力在定子铁心中产生的倍频振动对基础的影响，本型发电机在定子铁心与定子机座之间采用了弹性支撑的隔振结构（见附图4）。隔振结构是在出风区内定子铁心与定子机座之间设置6组切向弹簧板。定子铁心经夹紧环与弹簧板的一端相连接，弹簧板的另一端与机座隔板相连接。弹簧板分布在夹紧环的两侧和底部，底部弹簧板用来保持铁心的稳定，并在事故状态下分担电磁力矩。2003-72004-38TurboGenerators定子隔振结构为了减小由于磁拉力在定子铁心中产生的倍频振动对定子隔振图2003-72004-39TurboGenerators定子隔振图2003-72004-39TurboGenera3.2.4定子绕组

定子绕组由定子线棒、定子绕组槽内固定结构、定子绕组端部固定结构和定子绕组引线等构成。定子线棒定子线棒由空心导线和实心导线组合构成，组合比为1:2。空、实心导线均包聚酯玻璃丝绝缘。线棒对地绝缘采用F级环氧粉云母带、双边厚11mm。定子线棒经一次模压成型，因而具有良好的绝缘强度、机械强度和防晕性能。2003-72004-310TurboGenerators3.2.4定子绕组

定子绕组由定子线棒、定子绕组槽内固定结定子绕组槽内固定结构定子绕组槽内固定采用在槽底和上、下层线棒间填加外包聚酯薄膜的热固性适形材料，并采用涨管压紧工艺，使线棒在槽内良好就位。同时，在线棒的侧面和槽壁之间塞入半导体垫条，使线棒表面良好接地，以降低线棒表面的电晕电位。定子槽楔由高强度F级玻璃布卷制模压成型，在槽楔下面采用弹性绝缘波纹板径向压紧线棒。定子槽口处槽楔具有可靠的防松结构。2003-72004-311TurboGenerators定子绕组槽内固定结构定子绕组槽内固定采用在槽底和上、下层线定子绕组端部固定结构定子绕组端部固定采用刚——柔绑扎固定结构（见附图5）。定子绕组的端部通过设在端部内圆上的2道径向可调绑扎环、绕组鼻端径向撑紧环、上下层线棒之间的充胶支撑管及下层线棒与锥环间的适形材料等固定在大型整体锥形支撑环上。而绕组线棒的鼻端之间则用垫块、楔形支撑块和浸胶玻璃布带绑扎成沿圆周呈环状的整体。这样，绕组端部与锥形支撑环形成牢固的整体。而锥形支撑环的前端搭接在铁心端部的小撑环上，以便于滑动，锥形支撑环的外圆周与21个辐向均匀分布的绝缘支架固定在一起，绝缘支架又通过无磁性弹簧板与定子铁心端部的分块压板固定在一起，从而形成柔性联接结构。整个定子绕组的端部则成为沿径向和切向固定牢固、沿轴向可伸缩的刚——柔固定结构。2003-72004-312TurboGenerators定子绕组端部固定结构定子绕组端部固定采用刚——柔绑扎固定结构定子绕组端部固定结构图2003-72004-313TurboGenerators定子绕组端部固定结构图2003-72004-313Turbo定子绕组汇流管及引出线汇流管定子绕组进出水汇流管分别装在机座内的励端和汽端。由励端进水汇流管经绝缘引水管构成向定子绕组、定子绕组引线、引出线和瓷套端子、中性点母线供水的水路。定子绕组的出水经汽端出水汇流管汇集排出，定子绕组引线、引出线、瓷套端子、中性点母线的出水汇集在出线盒内的小汇流管内，小汇流管经机外底部的连通管与汽端出水汇流管连接，从而构成了发电机定子冷却水系统。定子进出水汇流管均用不锈钢管制成。汇流管的进口位置设在机座励端顶部的侧面，出口位置设在机座汽端顶部的侧面。进出水汇流管之间通过设在机座外顶部的连通管连通，使之排气通畅，保证绕组在运行时充满水及水系统发生故障时不失水。2003-72004-314TurboGenerators定子绕组汇流管及引出线汇流管定子绕组进出水汇流管分别装在机转子转子由转轴、绕组及端部绝缘固定件、阻尼系统、护环、中心环、风扇、联轴器和集电环装配等构成（转子见附后图纸）2003-72004-315TurboGenerators转子转子由转轴、绕组及端部绝缘固定件、阻尼系统、护环、中心转子装配图2003-72004-316TurboGenerators转子装配图2003-72004-316TurboGener转轴转轴用高强度高导磁的铬镍钼钒整体合金锻钢制成。转轴本体设有32个嵌线槽。转子嵌线槽采用开口半梯形。为了使转子的磁极方向和极间方向的刚度均衡，转轴本体每极表面（大齿）上开设了22个横向槽。在转轴本体磁极（大齿）表面和相邻的小齿上还设有供动平衡用的平衡螺栓孔。转轴本体磁极（大齿）表面上设有阻尼槽，本体两端面均开设有4个供转子绕组端部通风的轴向通风槽。2003-72004-317TurboGenerators转轴转轴用高强度高导磁的铬镍钼钒整体合金锻钢制成。转轴本体转子绕组转子绕组由线圈、槽内绝缘及固定件、端部绝缘及固定件和引出线等组成。2003-72004-318TurboGenerators转子绕组转子绕组由线圈、槽内绝缘及固定件、端部绝缘及固定件和转子线圈转子线圈采用高强度精拉含银铜排制造。转子每极下共有8个线圈，其中1号线圈为6匝、2～8号线圈为8匝。每匝导体由上下两根铜排组成。每个线圈由2段直线部分、2段圆弧部分和4个圆角部分组成，各部分均单独加工制造后经中频感应钎焊成一体。因此，线圈整体具有良好的尺寸和形状。2003-72004-319TurboGenerators转子线圈转子线圈采用高强度精拉含银铜排制造。转子每极下共有8槽楔转子槽楔由高强度铝合金制成，端头槽楔由铍铜合金锻件制成。2003-72004-320TurboGenerators槽楔转子槽楔由高强度铝合金制成，端头槽楔由铍铜合金锻件制成。转子引出线转子引出线由J型引线、径向导电螺钉和轴向导电杆构成。J型引线的一端与1号线圈端部底匝铜排连接，另一端通过转轴轴柄上的引线槽引至径向导电螺钉处。径向导电螺钉将J型引线与转轴中心孔内的轴向导电杆连接在一起，而轴向导电杆通过中心孔一直延伸至转子励端联轴器的端面，并与集电环装配的小轴联轴器端面的导电杆相接，从而构成发电机的转子励磁电路。2003-72004-321TurboGenerators转子引出线转子引出线由J型引线、径向导电螺钉和轴向导电杆转子护环转子护环由高强度无磁性合金锻钢制成。转子护环的前端热套在转子本体端部，后端与中心环热套在一起。2003-72004-322TurboGenerators转子护环转子护环由高强度无磁性合金锻钢制成。转子护环的前端转子阻尼系统本型发电机转子每极表面（大齿）上开设有两个阻尼槽，槽内置放通长的阻尼铜条，并采用非磁性钢阻尼槽楔，从而使感应电流能顺利通过极表面上的横向槽，避免在横向槽周围形成过热点。同时，转子线圈槽楔采用了对感应电流屏蔽效果良好的铝合金，并在各段槽楔间采用连接块搭接，使感应电流能顺利通过各段槽楔间的接缝处，防止了在槽楔接缝处的齿部形成过热点。此外，与护环接触的端头槽楔采用热态导电性能良好的铍铜合金，使护环能与端头槽楔接触良好，并通过端头槽楔将各阻尼铜条、各线圈槽内的槽楔并联在一起，形成了可靠的笼式转子阻尼系统。2003-72004-323TurboGenerators转子阻尼系统本型发电机转子每极表面（大齿）上开设有两个阻尼风扇在转子两端护环外侧装设有单级浆式风扇，用以驱动发电机内的氢气循环冷却发电机。2003-72004-324TurboGenerators风扇在转子两端护环外侧装设有单级浆式风扇，用以驱动发电机内转子联轴器转子汽、励两端轴头处各设有与汽轮机和集电环装配的小轴连接的联轴器。联轴器由高强度铬镍钼钒合金锻钢制成。联轴器与转轴间采用过盈配合。为防止联轴器与转轴之间发生相对转动，在联轴器和转轴配合处配装了周向均布的轴向圆锥形定位键。2003-72004-325TurboGenerators转子联轴器转子汽、励两端轴头处各设有与汽轮机和集电环装配的小端盖与轴承本型发电机采用端盖式轴承（见附图8、附图9），即端盖上设有轴承座，由端盖支撑轴承载荷。端盖采用优质钢板焊接结构，具有足够的强度和刚度及气密性。在端盖内侧设有油密封座，外侧设有外挡油盖。在油密封座内装有密封瓦，密封瓦的瓦体采用青铜合金制成。在外挡油盖上设有测量轴颈振动的装置。轴承采用下半两块可倾式轴瓦，能自调心，稳定性强，抗油膜扰动能力强。为防止轴电流造成危害，支撑轴瓦的轴承座和轴承定位销、轴承顶块、励端中间环、内外挡油盖均与端盖绝缘。而且，励端的绝缘均为双重式，在发电机运行期间可监测轴承及油密封等的对地绝缘状态。为防止轴电流造成危害，在进油管与外部管道之间亦加设了绝缘。2003-72004-326TurboGenerators端盖与轴承本型发电机采用端盖式轴承（见附图8、附图9），即端盖图2003-72004-327TurboGenerators端盖图2003-72004-327TurboGenerat端盖，轴承，油密封图2003-72004-328TurboGenerators端盖，轴承，油密封图2003-72004-328Turbo油密封装置本型发电机采用双流双环式油密封（见附图10），油密封装置装在发电机两端端盖内，其作用是通过双流双环式密封瓦与轴颈之间的油膜阻止发电机内的氢气外逸。双流，即在密封瓦的氢气侧和空气侧各设独立的油路，并采用平衡阀使两路油压维持均衡，严格的控制两路油流的串流量，从而减少了氢气的流失和空气对机内氢气的污染。双环，即密封瓦在空侧进油处沿轴向分成两个独立的环，空侧油使两环胀开，并分别推向密封瓦座的两个侧面，从而使密封瓦两侧与密封瓦座侧面靠紧，减少由瓦座间的间隙造成的密封油损失。为防止密封瓦随轴转动，在环上设置有止动键、使之切向定位于密封座内。在任何运行状态下，密封油压在油控系统的压差阀自动调节下都高于氢压84kPa±10kPa。因此，在停机状态下可不必排出机内的氢气、就能拆下外挡油盖对轴承进行检查和维修。2003-72004-329TurboGenerators油密封装置本型发电机采用双流双环式油密封（见附图10），油双流双环式油密封图2003-72004-330TurboGenerators双流双环式油密封图2003-72004-330TurboG冷却器及其外罩本型发电机在定子机座汽励两端顶部分别横向布置了一组冷却器。其功能是通过冷却水管内水的循环带走发电机内的氢气传递到冷却水管上的热量，使发电机内的氢气保持规定的温度。2003-72004-331TurboGenerators冷却器及其外罩本型发电机在定子机座汽励两端顶部分别横向布置出线盒、引出线及瓷套端子发电机的出线盒设置在定子机座励端底部（见附图11）。出线盒由无磁性钢板焊接而成，其形状呈圆筒形，并具有足够的强度及气密性。出线盒采用法兰与机座把合。发电机引出线由铜管制成。引出线上端与定子绕组引线采用柔性接头连接，下端通过铬铜合金接线夹与瓷套端子相接，从而将定子绕组从机内引至机外出线盒处。发电机瓷套端子对水和氢都具有良好的密封性能。瓷套端子内部导电杆与瓷套的连接采用一端装有无磁性螺旋弹簧，另一端焊接波纹式紫铜伸缩节，使导电杆既能随温度变化而自由伸缩，又能保持可靠的密封性能。瓷套端子由设在瓷套外部的法兰把合在出线盒上。发电机引出线和瓷套端子均采用水内冷。由出线盒内部设置的小汇流管构成引出线和瓷套端子冷却水的回水通路。2003-72004-332TurboGenerators出线盒、引出线及瓷套端子发电机的出线盒设置在定子机座励端底部引出线装配图2003-72004-333TurboGenerators引出线装配图2003-72004-333TurboGene集电环及隔音罩刷架装配集电环装配由装配在小轴上的集电环、集电环下绝缘套筒、风扇、导电螺钉和导电杆等组成，并通过小轴端部联轴器与发电机转子连接。集电环采用50Mn锻钢制成，其外圆表面设有螺旋散热沟，轴向沿圆周分布有斜向通风孔。刷架由隔板、导电板、组合式刷盒构成。每个刷盒内含4个电刷，每个集电环轴向布置2个刷盒，圆周分布8处，即每个集电环上共计设置64个电刷。刷盒为装卡式，可带电插拔，便于检查和更换电刷。2003-72004-334TurboGenerators集电环及隔音罩刷架装配集电环装配由装配在小轴上的集电环、集电发电机监测系统

本型发电机设有完善的监测温度、振动、对地绝缘电阻及漏水、漏油检测系统，并在机座两侧设有相应的测量端子。同时，可配置在线监测设备。2003-72004-335TurboGenerators发电机监测系统

本型发电机设有完善的监测温度、振动、对地绝缘定子绕组总进出水温度监测定子绕组总进出水外部管口处设有铠装热电偶和双金属温度计测温元件，进出端每种各1只，共计4只。其中，双金属温度计可发出水温度过高的报警信号。2003-72004-336TurboGenerators定子绕组总进出水温度监测2003-72004-336Turb定子温度监测定子铁心内设置有测温元件。汽励两端的边段铁心，压指和磁屏蔽上共有16只，铁心中部两个热风区处的齿部及轭部上共有8只。定子绕组汽端槽内上下层线棒之间设有测温元件，每槽1只，共计42只，此外，每槽另设备用1只，共计42只。定子绕组汽端出水汇流管接头上设有测温元件，每个接头上1只，共计84只。引出线和瓷套端子在出线盒内的出水汇流管接头上设有测温元件，每个接头上1只，共计6只。2003-72004-337TurboGenerators定子温度监测2003-72004-337TurboGene冷却器监测冷却器前后氢气温度监测汽励两端冷却器外罩内的冷却器前后设有双支Pt100型热电阻测温元件，两端共计4只。机内氢气温度监测定子机座风区隔板上设有Pt100型热电阻测温元件，每个风区有1只，共计11只。汽励两端接近冷却器座处的外面设有测量机内氢气温度的插入式铠装T型热电偶和温度开关测温元件，每端每种各1只，共计4只。其中，温度开关可发出氢气温度过高的报警信号。2003-72004-338TurboGenerators冷却器监测冷却器前后氢气温度监测2003-72004-338轴承温度监测

汽励两端轴承瓦体上设有双支E型热电偶测温元件，每端1只，共计2只（型号由汽轮机定）。2003-72004-339TurboGenerators轴承温度监测

汽励两端轴承瓦体上设有双支E型热电偶转子振动监测

汽励两端轴承外挡油盖上设有非接触式拾振器，每端可设2只，由汽轮机厂统一配置。2003-72004-340TurboGenerators转子振动监测

汽励两端轴承外挡油盖上设有非接触式拾振器，每端对地绝缘监测在发电机运行期间，通过相应的端子可监测下列部件的对地绝缘电阻。这些部件是：励端轴承的轴承座、轴承止动销、轴承顶块、油密封座、中间环和外挡油盖。此外，还有汽端汇流管、励端汇流管和引出线汇流管。注意汇流管的测量端子在测量后必须良好接地。2003-72004-341TurboGenerators对地绝缘监测2003-72004-341TurboGene发电机漏水漏油监测

在发电机运行期间，通过设在机外的浮子式漏水、漏油探测器可监测发电机下列部件是否有漏水、漏油汇集，若有漏水、漏油汇集则有报警信号发出。这些部位是：机座中心底部、汽励两端冷却器下部、出线盒底部、中性点罩壳底部。2003-72004-342TurboGenerators发电机漏水漏油监测

在发电机运行期间，通过设在机外的浮子式漏发电机绝缘局部过热和发电机局部放电监测

根据电厂需要，可配置绝缘局部过热和局部放电监测仪。在发电机运行期间，可监测发电机内部是否有绝缘局部过热和局部放电现象。2003-72004-343TurboGenerators发电机绝缘局部过热和发电机局部放电监测

根据电厂需要，可配置发电机冷却系统定子冷却水首先从水系统进入发电机励端汇流管，然后经绝缘引水管分别进入上、下层定子线棒，再经汽端的绝缘引水管进入汽端回水汇流管，最后返回到外部水系统中。2003-72004-344TurboGenerators发电机冷却系统2003-72004-344TurboGen660MW发电机通风系统发电机采用定子铁心径向多路，转子风区藕合的压入式通风系统。定子铁心共分11个风区，既5个进风区，6个出风区。2003-72004-345TurboGenerators660MW发电机通风系统发电机采用定子铁心径向多路，转子风区氢气冷却器风路发电机氢气冷却风路（见附图12）本型发电机定、转子沿轴向分成11个通风区。其中，有5个进风（冷风）区，6个出风（热风）区，进出风区交替分布。发电机定子采用多路通风。首先，被风扇加压的冷氢气由机座端部通过机座隔板上的轴向通风管进入各冷风区。然后，氢气经过铁心径向通风道冷却铁心并进入气隙中。进入气隙中的氢气大部分由转子槽楔上的风斗导入转子绕组通风孔内，其余氢气分别通入相邻的两个热风区。在热风区内，转子槽楔上的风斗将冷却转子绕组后的热氢气排至气隙中，并与来自相邻风区的氢气一起经过铁心径向通风道到铁心背部，再由轴向通风管汇集在第1或第11风区内，然后热氢气进入冷却器内冷却。从冷却器冷却出来后的氢气经风扇加压后重新进行循环。定子铁心端部磁屏蔽处设有单独的冷却风路。首先，冷氢气进入两端磁屏蔽上的4个径向通风道冷却磁屏蔽，并从背部经机座隔板上的轴向通风孔分别进入第1或第11风区与其它氢气一起进行循环。出线盒内亦单独形成通风回路，热风经第1或第11风区进入冷却器。2003-72004-346TurboGenerators氢气冷却器风路发电机氢气冷却风路（见附图12）2003-72氢气冷却器风路图2003-72004-347TurboGenerators氢气冷却器风路图2003-72004-347TurboGe转子通风系统转子采用气隙取气径向斜流式通风系统（见附图7）。转子绕组线圈槽内部分具有轴向排列的双排斜流通风孔，并沿轴向分成与定子对应的11个进出风区。在进风区，经槽楔上迎风方向的风斗将气隙中的氢气导入，并经楔下垫条上开设的风孔分别进入线圈上的双排通风孔中。然后，每排通风孔中的氢气各成一路径向斜流通向线圈底匝，再由底匝径向斜流通往相邻的两个出风区。在出风区，氢气经槽楔上风斗排到气隙中，从而构成了转子绕组“气隙取气、一斗两路、径向斜流”的氢内冷通风系统。转子绕组线圈端部采用两路通风冷却。在绕组端部分隔开设的高压风区内，氢气由线圈端部直线段侧面的两排通风孔导入。然后，其中一排风孔内的氢气通过线圈上开设的轴向通风槽流向转子本体端部出风区，并经槽楔上风斗排到气隙中。另一排风孔中的氢气通过线圈上开设的周向通风槽流过线圈圆角和圆弧部分，并在圆弧部分中间位置设置的出风孔排入到绕组端部的低压风区内，再从转子本体两端磁极（大齿）表面上开设的轴向通风槽排到气隙中。2003-72004-348TurboGenerators转子通风系统转子采用气隙取气径向斜流式通风系统（见附图7）。转子风路示意图2003-72004-349TurboGenerators转子风路示意图2003-72004-349TurboGen发电机密封

本型发电机是以定子为主体的