600MW发电机结构及其冷却系统.ppt

1、1本期工程主机概况：本期工程主机概况：.1、锅炉采用超超临界燃煤锅炉，锅炉蒸汽参数为：26.25MPa(a)/605C/603C。（1MPa=9.86923标准大气压）2、汽轮机600MW超超临界汽轮机采用单轴，一次再热，蒸汽参数为：25.0MPa(a)/600C/600C。3、发电机采用额定功率为600 MW，水氢氢冷发电机。4、220kV配电装置新建220KV配电装置。220kV配电装置拟采用220kV屋外配电装置。2总的技术要求1、本技术规范的范围为2600MW超超临界汽轮发电机。包括发电机本体,氢、油、水系统,检测装置及必要的附件，备品备件和专用工具、技术标准和图纸资料等。2、发电机在

2、额定频率、额定电压、额定功率因数和额定冷却介质条件下，机端输出额定功率(TRL)为600MW（扣除采用静态励磁的功率）。3、发电机的连续输出功率与汽轮机最大连续出力工况（T-MCR）的输出功率相匹配，且其功率因数和氢压等均与额定值相同。长期连续运行时各部分温升，不超过IEC和国标中有关规定的数值。34、发电机的最大输出功率与汽轮机阀门全开（VWO）工况下的出力相匹配为645.3MW。且其功率因数和氢压等均与额定值相同。5、发电机定子额定电压为20kV。额定功率因数为0.9（滞后）,额定转速为3000r/min，频率为50Hz。6、发电机冷却方式为水、氢、氢。7、发电机的励磁型式，采用机端静止自

3、并励励磁系统。8、发电机具有失磁异步运行、进相运行、调峰运行和不对称运行的能力。49、水内冷线圈不允许有漏水或渗水，发电机漏氢量在额定氢压下一昼夜（24h）内10Nm3（折算为标准气压下）。10、发电机的年运行小时数不小于7800，年利用小时数为6500。大修间隔不少于五年，小修间隔为每年一次。发电机的可用率不低于99，强迫停用率小于0.5。13、发电机使用寿命不少于30年。5基本规格和参数基本规格和参数额定容量 667MVA(扣除自并励励磁系统消耗容量后)额定功率600MW（扣除自并励励磁系统消耗功率后）最大连续输出功率（扣除自并励励磁系统消耗功率后）622.1MW（在额定氢压 0.4MPa

4、 和冷却水温度 33下，功率因数 0.9），与汽轮机最大连续出力工况（T-MCR）相匹配。额定功率因数0.9（滞后）额定电压20kV额定转速3000r/min频率50Hz相数3极数2定子线圈接法YY额定氢压0.4MPa6效率（保证值）98.95短路比（保证值）0.54 瞬变电抗Xd0.254 超瞬变电抗X”d 0.18承担负序能力稳态I2（标么值）8暂态I22t 10s 7 第三章第三章 600MW发电机结构及其冷却系统发电机结构及其冷却系统 2、同步发电机基本结构、同步发电机基本结构 QFSN-600型汽轮发电机组采用卧式布置。励磁方式采用“机端变压的静止整流的自并励励磁系统”。此种发电机在

5、结构上比三机励磁方式的发电机要短。发电机冷却方式采用“水氢氢”冷，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,定子铁心及端部结构件采用氢气表面冷却。集电环采用空气冷却。机座内部的氢气由装于转子两端的轴流式风扇驱动,在机内进行密闭循环。8 600MW发电机结构及其冷却系统发电机结构及其冷却系统我国自20世纪80年代后期起，从国外进口了不同制造厂商、不同类型的600MW汽轮发电机。哈尔滨电机厂生产的引进(美国西屋公司)型600MW汽轮发电机两台，于1989年和1992年先后在安徽平圩电厂投入运行。1994年，我国首台国产化型600MW汽轮发电机也已装于哈尔滨第三发

6、电厂正常运行。之后，上海电机厂和东方电机厂也先后生产了600MW汽轮发电机，已经在国内好多地方运行。600MW汽轮发电机已经是我国当前安装大机组的主要汽轮发电机已经是我国当前安装大机组的主要机型。机型。9一、国内外一、国内外600MW级汽轮发电机技术数据级汽轮发电机技术数据 当前我国已经投入运行和正在安装的当前我国已经投入运行和正在安装的600MW汽轮发电机技术参数，见表汽轮发电机技术参数，见表31。10 1112二、国产二、国产600MW汽轮发电机优化设计汽轮发电机优化设计按引进西屋公司技术设计制造的600MW考核机进行优化，其重点如下：(1)最大连续出力(冷却水温20C)650MW，发电机

7、效率保证值98.8。(2)采用西屋公司的计算方法，沿用其成熟结构，对600MW产品原设计作有针对性的优化。(3)优化设计在额定工况时的额定氢压定为0.4MPa，氢压的降低有利于降低风磨损耗，提高发电机效率，在密封结构不变的情况下有利于减少漏氢量。(4)设计按发电机寿命40年考虑，寿命期间能承受104次启停机，强迫停机率小于113 2优化方案选择由于600MW考核机组的设计基础是60Hz、3600rmin的产品，使用于50Hz、3000rmin，虽然机械上的可靠性裕量更高(提高1.44倍)，但从电气性能而言，也存在一些不利影响。哈尔滨电机厂和上海电机厂在考核机组基础上采用气隙取气方式而定子铁芯、

8、绕组、轴密封等结构均保留。143优化设计主要改进及设计特点 (1)增大了最大连续出力。额定容量为600MW，最大连续出力可达654MW，用于核电站650MW时，最大连续出力可达680MW。(2)提高了发电机的效率。从考核机组的98.67提高到98.94。(3)沿用了引进的高起始响应的励磁系统，提高了励磁顶值电压和励磁增长速度。励磁顶值电压2倍(考核机1.67倍)，电压响应比3.58倍(考核机2.56倍)。并用数字式AVR代替模拟式AVR，提高于励磁系统的可靠性。强励持续时间10s（我们20s）。15(4)简化结构制造工艺。1)采用单级风扇。分别布置在汽、励两端，每个风扇仅有29片动叶片和20片

9、静导叶片。2)转子用开口槽。考核机组采用半开口槽，简化铣刀品种，减少加工工时，尽量增大槽内铜线截面，降低铜耗。(5)降低了电机额定氢压。由0.517MPa降到0.4MPa。允许用户在氢压0.5MPa下连续长期运行。(6)降低了电机转子绕组的运行温度。由考核机转子绕组最高温度123C降到100C，即使在出力650MW运行时，也仅为106.5C。16(7)铁芯端部采用黏结结构。(8)考核机冷却器备用按75考虑，新机按100考虑。(9)提高国产化的比例，降低制造成本。由于设计中尽量采用国产材料和国内标准，国产化率达90。(10)除转子采用气隙取气外，主要结构均保留西屋公司原有的成熟可靠结构，如穿心螺

10、杆、磁屏蔽、分块压板固定的定子铁芯、上下层不同截面的定子绕组、刚柔结构的定子端部固定、端盖式轴承、可倾瓦轴瓦、双流双环式密封瓦等，以保证足够的运行可靠性。(11)定子端部刚一柔固定结构和1万次启停机的转子机械设计，使其能满足调峰和二班制运行的要求。17 *(12)改进了转子阻尼结构，提高电机负序承载能力，不小于10，I2不小于10。*(13)定子端部采用磁屏蔽分块连接片结构，附加损耗小，温升低，使其具有良好的进相运行能力。(14)方便运输，对内陆地区，可采用分段式机座，运输质量为260t。(15)氢系统采用分块组装，油水采用集中组装形式，具有结构紧凑、操作方便、现场安装简单、外形美观、维修方便

11、等特点。有关技术规范，详见表31中“STG创优设计600MW栏。1819一、机座与端盖 机座的作用主要是支持和固定定子铁芯和定子绕组，同时在结构上还要满足电机的通风和密封要求。如果用端盖轴承，它还要承受转子的质量和电磁力矩。氢冷发电机的机座除满足上述一般电机要求外，还要能防止漏氢和承受住氢气的爆炸力。20机座由高强度优质钢板焊接而成。机壳和定子铁芯背部之间的空间是电机通风(氢气)系统的一部分。对定子铁芯为轴向通风的系统，机壳与铁芯背部之间的空间为简单风道。21冷却器一般为24组，其布置位置主要有立放在电机两端的两侧、立放在电机中部的两侧、横卧在电机上部两侧(背包式)三种形式，见图1-1-3、图

12、31。22端盖是电机密封的一个组成部分，大容量发电机常采用端盖轴承，轴承装在高强度的端盖上。端盖分有外端盖、内端盖和导风环(挡风圈)。发电机的轴承与密封支座都装在端盖上。23二、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芯的磁拉力引起双频振动，以及系统短路等其他因素引起的定子铁芯振动对机座和基础的影响，发电机定子铁芯和机座之间多采用弹性连接。241定位筋弹性隔振结构定位筋弹性隔振结构(包括组合式弹性结构)，也称为卧式隔振结构，它又有以下几种形式：(1)在定位筋两侧开槽弹性隔振结构，如图32所示。定位筋开槽后，本身就成为弹性部件，用以完成定子铁芯与机座之间的弹性连接，这是

13、一种最简单的弹性隔振结构。25(2)在定位筋背部装弹簧板，其结构如图3-3所示。弹簧板通过垫块，用螺栓固定在定位筋背部，弹簧板中部与机座内的隔板相连，构成弹性隔振结构。26(3)在定位筋两侧装弹簧板，通过弹簧板再与机座连接。定位筋弹性隔振结构如图3-4所示。27 28 2）定子铁芯）定子铁芯 定子铁芯是构成发电机磁路和固定定子绕组的重要部件。为了减少铁芯的磁滞和涡流损耗，现代大容量发电机定子铁芯常采用导磁率高、损耗小、厚度为0.350.5mm的优质冷轧硅钢片叠装而成。每层硅钢片由数张扇形片组成一个圆形，每张扇形片都涂了耐高温的无机绝缘漆。B级硅钢绝缘漆能耐温130，一般铁芯许可温度为105-1

14、20。涂F级绝缘漆，可耐受更高的温度。定子铁芯的叠装结构与其通风散热方式有关。大容量电机铁芯的通风冷却有四种方式：铁芯轴向分段通风、铁芯轴向分段径向通风、铁芯内轴向通风、半轴向通风。29大容量电机铁芯的通风冷却有四种方式：铁芯轴向分段通风、铁芯轴向分段径向通风、铁芯内轴向通风、半轴向通风。3031为了减少铁芯端部漏磁和发热，靠两端的铁芯段均采用阶梯形结构，即铁芯端部的内径由里向外是逐级扩大的。整个定子铁芯通过外圆侧的许多定位筋及两端的齿压板(又称压指)和压圈或压板固定、压紧，见图37(a)、(b)，再将铁芯和机座连接成一个整体。32 汽轮发电机的铁芯端部的发热问题比较突出。由于定子绕组端部伸出

15、铁芯较长，出槽口后倾斜角大形成喇叭形，同时其线负荷大、磁通密度高、端部漏磁大，形成一个较强的旋转漏磁场。另方面隐极式转子绕组，其端部必须一排一排地沿轴向排在转子本体两侧的大护环内，虽然护环采用非磁性钢，但在转子端部仍有一个随转子旋转的漏磁场。33 以上两个旋转磁场在铁芯端部形成一个合成的旋转磁场，其中以定子端部漏磁场为主要成分。合成漏磁分布复杂，见图38，在定子铁芯端部漏磁既有径向分量，又有轴向分量。漏磁主要集中在定子的压圈内圆、压指和端部最边段铁芯齿处，导致这些部位附加损耗增大，温度升高。34为了解决大容量汽轮发电机端部发热问题，制造厂主要采取了下列措施。(1)把定子端部的铁芯做成阶梯状，用

16、逐步扩大气隙以增大磁阻的办法来减少轴向进入定子边段铁芯的漏磁通。(2)铁芯端部各阶梯段的扇形叠片的小齿上开l2个宽为23mm的小槽，如图39所示，以减少齿部的涡流损耗和发热。35(3)铁芯端部的齿压板及其外侧的压圈或压板采用电阻系数低的非磁性钢，利用其中涡流的反磁作用，以削弱进入端部铁芯的漏磁通。(4)压圈外侧加装环形电屏蔽层，见图37(b)中的2，用导电率高的铜板或铝板制成。因铁芯端部采用阶梯形后，压圈处的漏磁会有所增多，利用电屏蔽层中的涡流能有效阻止漏磁进入压圈内圆部分，以防压圈局部出现高温和过热。36 (5)铁芯压紧不用整体压圈而用分块铜质压板(铁芯不但要定位筋，还要用穿心螺杆锁紧)，这

17、种压板本身也起电屏蔽作用，分块后亦可减少自身的发热。有的还在分块压板靠铁芯侧再加电屏蔽层，见图37(c)。(6)在压圈与压指(铁芯齿压板)之间加装磁屏蔽，用硅钢片冲成无齿的扇形片叠成，形成一个磁分路见图37(c)，能减少齿根和压圈上的漏磁集中现象。37(7)转子绕组端部的护环采用非磁性的锰铬合金制成，利用其反磁作用，减小转子端部漏磁对定子铁芯端部的影响。(8)在冷却风系统中，加强对端部的冷却。38四、水内冷定子绕组大容量发电机定子绕组，都采用三相双层短节距分布绕组，目的是为了改善感应电动势的波形，即消除绕组的高次谐波电动势，以获得近似的正弦波电动势。定子绕组采用叠式绕组，每个绕组都是由两根条形

18、线棒各自做成半匝后，构成所谓单匝式结构，然后在端部线鼻处用对接或并头套焊接成一个整单匝式绕组。绕组按双层单叠的方式构成绕组的一个极相组。39600MW发电机的定子绕组都采用单匝短距双层叠绕，三相接成双星形(YY)。绕组每匝绕组的端部(伸出铁芯槽外部分)都向铁芯的外侧倾斜，按渐开线的形式展开。端部绕组向外的倾斜角为1530左右，形似花篮，故称篮形绕组。404142水内冷定子绕组线棒采用聚脂双玻璃丝包绝缘实心扁铜线和空心裸铜线组合而成。一般由一根空心导线和2 4根实心绝缘扁线编为一组，一根线棒由许多组构成，分成24排。国产600MW发电机定子线棒空心、实心导线的组合比为1：2。图310为一种600

19、MW水内冷定子线棒在定子槽中的断面。43为了平衡股间导线的阻抗，抑制趋表效应，减少直线及端部的横向漏磁通在各股导体内产生环流及附加损耗，使每根子导线内电流均匀，棒在槽内各股线(包括空心线)要进行换位。大容量电机定子线棒(如国产600MW汽轮发电机)一般采用540换位，如图311所示。4445 为了抑制趋表效应，使每根导体内电流均匀，减少直线及端部的横向漏磁通在各股导体内产生环流及附加损耗，线棒各股线(包括空心线)要进行换位。大容量电机定子线棒一般采用540换位，如国产600MW汽轮发电机的定子线棒就采用直线部分进行540编织换位。462定子绕组绝缘 定子绕组绝缘包括：股间绝缘、排间绝缘、换位部

20、位的加强绝缘和线棒的主绝缘。主绝缘是指定子导体和铁芯间的绝缘，亦称对地绝缘或线棒绝缘。主绝缘是线棒各种绝缘中最重要的一种绝缘，它是最易受到磨损、碰伤、老化和电腐蚀及化学腐蚀的部分。主绝缘在结构上可分为两种：一种是烘卷式，一种是连续式。大容量发电机都采用连续式绝缘。现在国内外大容量汽轮发电定子绕组的绝缘材料，普遍采用以玻璃布为补强材料的、环氧树脂为粘合剂或浸渍剂的粉云母带，最高允许温度为130 C。其优点是耐潮性高、老化慢，电气、机械及热性能好，但耐磨和抗电腐蚀能力较差。47 线棒的制作一般是将编织换位后的线棒垫好排间绝缘和换位绝缘，刷或浸B级粘合胶，再用云母粉、石英粉和B级胶配成的填料填平换位

21、导线处和各股线间间隙，热压胶化成一整体，端部再成型胶化。然后，用玻璃布为底的环氧树脂粉云母带胶带，沿同一方向包绕，每包一层表面需刷漆一次，直包绕到绝缘要求的层数，再热压成型，最后喷涂防油、防潮漆及分段涂刷各种不同电阻率的半导体防晕漆。涂了半导体漆后，可以防止线棒表面处于槽口和 铁芯通风槽处的电场突变。现今流行的大型电机绝缘是用多胶环氧粉云母带(含胶量为35.5一36.5)，连续式液压或烘压成型。48九、氢冷却器 发电机的氢冷却器放在机座两侧或顶部的外罩内。每只氢冷却器有独立的水支路。当停运一个水支路时，冷却器能带80一100的负荷运行。49五、定子绕组水路连接与水电接头 1定子绕组水路连接 发

22、电机内设有进水母管和出水母管。按每匝线圈进出水方式及其两半匝线棒的水流方向，定子绕组的水路连接可分串联双流水路和并联单流水路两种形式。这两种水路连接形式如图314所示。600MW汽轮发电机都采用后一种方案并联单流水路，即一个绕组二条水路，每半匝线棒为一条水路，故又称为半匝水路。502定子绕组水电接头 在水内冷的定子绕组中既通电又通水，所以绕组端部的结构与空冷、氢冷的定子绕组有所不同。它必须有一个可靠的水电接头，使定子绕组按电路接通，又让水方便地引入和排出。因此，水电接头是水冷电机中关键的部件。绕组鼻端上下层两线棒间的水电连接必须十分可靠，若发生渗水或漏水，则会严重影响电机安全可靠运行，甚至造成

23、重大事故。515253 转子转子汽轮发电机的转子，主要由转子锻件、励磁绕组、护环、中心环和风扇等组成。1）转子铁心（转轴）大容量发电机的转子铁心采用导磁性能好和机械强度高的优质合金钢锻件。转子铁心有良好的导磁性能，并能承受很大的离心力作用。沿转轴的中心线膛一个中心孔，用于将转子绕组引线通过它引向滑环，转子铁芯外圆表面铣出的槽用于放置直流励磁绕组，从而构成主磁极。转子上沿轴向铣有安放转子绕组的的槽，有的转子为了削弱电机运行时气隙磁通和转子轭部磁通在近磁极中心部分的局部饱和，在靠近大齿两侧的两个槽铣成较宽较浅的槽，槽中导线数也比其他槽的少。54 55若转子上装设阻尼绕组，大齿极面上铣有和转子槽距相

24、等的浅形阻尼绕组槽。如装全阻尼，极面上浅槽长和转子本体长相等。如装半阻尼，浅槽只在转子本体两端沿轴向向中心铣几厘米长。二极转子表面铣出嵌线槽后，磁极轴线上的大齿部分刚度比极间开槽区内的大，当转子旋转时，受自重和惯性转矩影响，依转子位置的不同，转轴弯曲程度(挠度)也不相同。转子每转一圈，弯曲程度的大小要变化两个周期，将产生双倍频振动。56为此，对大型的细长转子，常在大齿表面上沿轴向铣出一定数量的圆弧形横向月牙槽，使大齿区域和小齿区域两个方向的刚度接近相等，降低转子双倍频振动，见图3-26。57国产优化型600MW发电机转子本体上共有32个绕组槽，大齿附近两个槽比其他线槽宽，但较浅。在转子本体两个

25、磁极的大齿部分，各开有22个横向月牙槽，以均衡转子d轴和q轴的刚度。二、氢内冷转子 氢内冷转子是指氢气对转子绕组导体进行直接冷却的转子。按氢气流通方式，广泛应用的主要有分段气隙取气斜流通风式(属自通式)和两侧高压强迫轴向通风式两种。58转子转子59(三)转子护环及阻尼措施 1转子护环 护环对转子绕组端部起着固定、保护、防止变形的作用。承受着转子的弯曲应力、热套应力和绕组端部及本身的巨大离心力。护环通常用非磁性高合金奥氏体钢锻制而成。602阻尼措施 为了提高汽轮发电机承受不对称负荷的能力，提高阻尼作用和有效地削弱负序电流对转子发热等不利影响，在发电机转子上都采取了一定的措施安装阻尼绕组。阻尼绕组

26、有全阻尼和半阻尼之分。全阻尼绕组是指在转子各槽的槽楔下都压着一根和转子本体一样长的铜制阻尼条，大齿上若干浅槽内也放有阻尼条，所有阻尼条在两端用铜导体连接在一起，构成形似鼠笼的短路环。半阻尼绕组是指只在转子两端装梳齿状的阻尼环，其梳齿伸进每个槽(包括大齿上的阻尼槽)的槽楔下，由槽楔压紧。两端护环直接压在短路环上(有的短路环经过镀银处理)。61也有利用电气上良好连接的槽楔结构或利用转子本体与护环套装处的镀银处理来达到一定的阻尼效果。国产600MW汽轮发电机转子采用全阻尼结构，槽楔下放置整根的阻尼铜条。每个大齿极面也设置4个全长槽来放阻尼铜条(这是与WH公司的不同之处)，两端利用护环与本体的搭接面形

27、成短路环，以满足发电机承担不平衡负荷的能力。62 发发 电电 机机 的的 冷冷 却却 发电机的发热部件，主要是定子绕组、定子铁芯(磁滞与涡流损耗)和转子绕组。必须采用高效的冷却措施，使这些部件发出的热量散发出去，保证发电机各部分温度不超过允许值。600MW汽轮发电机的冷却方式主要有以下几种。1)全氢冷：定、转子绕组采用氢内冷，定子铁芯采用氢冷。2)水氢氢冷：定子绕组水内冷、”转子绕组氢内冷、定子铁芯氢冷。3)水水氢冷：定子绕组水内冷、转子绕组水内冷、定子铁芯氢冷。(4)双水内冷：定子绕组水内冷、转子绕组水内冷、定子铁芯空冷。63国内外生产的600MW汽轮发电机大部分为水氢氢冷却方式，也有全氢冷

28、或全水冷等型式。国内电厂装设或正在计划装设的，以及国产的600MW汽轮发电机都为水氢氢冷却方式，6465第六节第六节 发电机氢气系统发电机氢气系统 一、氢气系统特性 大容量水氢氢冷汽轮发电机，为冷却定子铁芯和转子绕组，要求建立一套专门的供气系统。这种系统应能保证给发电机充氢和补氢，自动监视和保持电机内氢气的额定压力、规定的纯度以及冷却器冷端的氢温。其主要特性如下。(1)氢气由中央制氢站或储氢罐提供。(2)输氢管道上设置有自动氢压调节阀，保持机内为额定氢压。当机内因氢气溶于密封回油被带走或泄漏而使氢压下降和机内氢气纯度下降需要进行排污换气时，可通过调节阀自动补氢。66(3)设置一只氢气干燥器，以

29、除去机内氢气中的水分，保持机内氢气干燥和纯度。(4)设置一套气体纯度分析仪及气体纯度计，以监视氢气的纯度。有的系统中可能专设一套换气分析仪和换气纯度计，专门用于监视换气的完成情况。(5)在发电机置换氢气的过程中，采用二氧化碳(或氮气)作为中间介质，用简接方法完成，以防止机内形成空气与氢气混合的易爆炸气体。67图3-47为600MW水氢氢冷汽轮发电机的供气系统简图。从中央氢气罐来的氢气经减压至650kPa，通过压力调节阀使压力保持在414kPa后进入发电机。（补布）68二、氢气纯度要求 氢气是易燃易爆性气体。在密闭容器中，当氢气与空气混合，氢的含量在475范围内，即形成易爆炸的混合气体。一般要求

30、发电机内氢气纯度保持在96以上，低于此值时，应进行排污。大容量氢冷发电机内要求保持高纯度的氢气，其主要目的是提高发电机的效率。因为氢气混入空气而使纯度下降时，混合气体的密度增大，发电机的风摩耗也随着上升。在发电机运行中，氢气纯度下降的主要原因是，密封瓦的氢侧回油带人溶解于油的空气，或密封油箱的油位过低时从主油箱的补充油中混入空气，即氢侧油与空侧油发生相互串流时就会降低氢气的纯度。69湿度是表示气体中水蒸气含量的一个物理量。氢气湿度的表示方法主要有以下三种。(1)绝对湿度：是指单位体积气体中所含水蒸气的质量，单位为gms。(2)相对湿度：是指在某一温度下，单位体积气体所含水蒸气的质量与同温度同体

31、积下饱和水蒸气的质量之比。相对湿度常用表示。(3)露点：是指气体在水蒸气含量和气压不变的条件下，冷却到蒸汽饱和(出现结露)时的温度。气体中的水蒸气含量愈少，露点越低。反之，水蒸气含量愈多，露点就高。因此，露点的高低是衡量气体中水蒸气含量的一个尺度。70对机内氢气的湿度也有严格的规定。湿度过高，不仅影响绕组绝缘的电气强度，而且还会加速转子护环的应力腐蚀，以致出现裂纹。我国对氢冷发电机氢气湿度也规定了新的技术要求。根据国家标准透平型同步电机技术要求(GBT 70641996)，停机时不排氢状态下且最低环境温度为5C时发电机内的氢气湿度不应超过4grn3。我国电力行业标准氢冷发电机氢气湿度的技术要求

32、(DLT6511998)，规定机内氢气和供发电机充、补氢用的新鲜氢气，湿度均以露点表示，其标准如下：(1)发电机在运行氢压下的氢气允许湿度高限，应按发电机内的最低温度由表35查得；允许湿度的低限为露点温度cd一25C。71(2)供发电机充氢、补氢用的新鲜氢气在常压下的允许湿度：对新建、扩建发电厂，露点温度Jd一50C(相当于饱和水蒸气含量0037gm)；对已建发电厂，露点温度2d一25C(相当于饱和水蒸气含量055zm3)。在新的湿度标准中，不但规定了机内允许湿度的高限，而且规定了机内允许湿度的低限。72第七节 发电机定子水冷却系统 对大容量汽轮发电机，定子绕组水冷系统有如下基本要求：(1)供

33、给额定的冷却水流量。(2)控制进水温度达到要求值。(3)保持高质量的冷却水质。一般要求冷却水的电导率低于5Scm(S为西门子)，最高不大于10Scm(25C时)，否则应停机。水氢氢冷发电机定子绕组的水冷系统都大同小异，其基本组成是：一只水箱、两台100互为备用的冷却水泵、两只100的冷却器、两只过滤器、一至两台离子交换树脂混床(除盐混床)、进入定子绕组的冷却水的温度调节器以及一些常规阀门和监测仪表。73一、定子绕组水冷系统实例 600MW水氢氢冷发电机定子绕组水冷系统，其典型原理如图350所示。水冷系统的有关参数如下：进水压力：0.392MPa；冷却水流量：80m3h；电机内的水容积：0.38

34、m3；进水电导率：0.51.5Scm(25C时)；进水温度：4550C(60C报警)；出水温度：?580C(90C报警)；水泵出口压力：08MPa。74752.1.4 定子冷却水系统2.1.4.1 定子冷却水系统供发电机定子绕组冷却，采用闭式水系统并采用集装式结构，冷却器冷却水进水设计温度为38，定子冷却系统集装设备由卖方供货。2.1.4.2 定子线圈内的冷却水的进水温度范围为4050、进水温度有自动调节装置，冷却水温度波动范围5，出水温度不大于85。2.1.4.3 水质透明纯净，无机械混杂物，在水温为20时：电导率为 0.51.5S/cm（定子线圈独立水系统）。PH值 7.09.0硬度 2m

35、ol/L含氨（NH3）微量762.1.4.5 定子线圈内冷却水允许断水时间在带满负荷运行的情况下不少于30s。定子断水延时5s后，在120s内通过DEH及AVR使发电机负荷降到15%并维持1h，1h后如断水情况存在则发出跳闸指令。2.1.4.11 定子水系统配有10%容量的离子交换器及其流量计、电导仪、压力表及温度计，以提高水质。定子水箱按压力容器设计、制造，且采用氮气密封装置。水箱排空管上装有气敏元件、测氢浓度报警。2.1.4.13 发电机管道设计考虑定子线圈反冲洗和排水管及阀门，能方便地对定子进行反冲洗，反冲洗管道上加装过滤器。77第八节 发电机测温 一、发电机测温元件配置 为监视发电机的

36、运行状态，必须有完善的温度监测装置，以测量定子绕组温度、定子铁芯温度、冷氢和热氢的温度、冷却绕组的凝结水(除盐水)温度、氢气冷却器的冷却水的温度、密封油和轴承油的温度，以及励磁系统部件自身轴承油的温度等。不同型号的600MW水氢氢冷汽轮发电机测温元件的配置总体上基本相同。测温元件主要有热电阻和热电偶两种。在此介绍国产QFSN-600-2YH型汽轮发电机测温元件的配置。781定子铁芯测温 原则上是可能的最热点处都应配置测温元件。在定子边段铁芯、压指及磁屏蔽上设置热电偶，汽、励两端各6个。在定子铁芯中部两个热风区的齿部和轭部各埋设2个热电偶，两个热风区共4个热电偶。定子铁芯测温元件总计为14个热电

37、偶。792.1.4.4 在定子每槽内上、下层线圈间埋置测温元件1点双支热点阻Pt100（其中每点一个工作元件，一个备用元件），每根绝缘引水管出口端安装测量出水温度的测温元件1点T型热电偶。定子的铁心埋置测温元件8点T型热电偶（其中每点一个工作元件，一个备用元件），铁心磁屏蔽、压指埋置测温元件8点T型热电偶（其中每点一个工作元件，一个备用元件）。80复习思考题复习思考题3.1 发电机定子铁芯和机座之间的弹性连接有哪几种?3.2 大容量发电机铁芯的通风冷却有哪几种方式?3.3 线棒在槽内各股线为什么要进行换位?如何换位?3.4 说明定子绕组的股间绝缘、排间绝缘和线棒的主绝缘。主绝缘外面的半导体层起什么作用?3.5 定子线棒的槽内部分和端部处为什么要固定?如何固定?3.6 汽轮发电机的冷却方式主要有哪几种?3.7 转子冷却有气隙取气斜流通风式和两侧高压强迫轴向通风式两种，说明其风道的结构。81 3.8 环式油密封主要有哪几种?说明其优缺点。3.9 说明氢气湿度和氢气纯度的要求和其危害性。3.10 背画水氢氢冷发电机定子绕组水冷系统图。3.11 水氢氢冷发电机定子水箱充氢(或充氮)后的目的是什么?如何监视水系统泄漏?82本章结束点此进入下一章83