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1、QFSN-300-2-20B 型 300MW 汽轮发电机QFSN-330-2-20 型 330MW 汽轮发电机 现场安装交底资料 东方电机股份有限公司电站服务部300、330MW 汽轮发电机技术交底 第一部分 发电机结构介绍一 、概 述 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。 励磁采用“机端变压器静止整流的自并励励磁系统”。二、总体结构
2、 发电机定子机座由三段把合而成，即机座、汽端端罩及励端端罩，三者分别运输至工地，再连接成一整体。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。 内端盖及风扇罩是构成电机风路的主要部件之一，过去一般采用金属件。由于它们位于定子绕组端部，需考虑放电距离和漏磁场产生的涡流而引起的额外损耗。采用玻璃钢后，不但降低了损耗，也有利于机组的安全运行。 内外挡油盖、油密封座及过渡
3、环和轴承均固定在端盖上。励端内外挡油盖、油密封座及过渡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子之间采用刚性连接，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。隔音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层部排出。1、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
4、九个风区，其中 共 10 页 第1页300、330MW 汽轮发电机技术交底四个风区为进风区，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芯背部。进入铁芯背部的氢气，沿铁芯径向风道冷却进风区铁芯后，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，减少了结构件热应力和局部过热。 原机型定子风路中，中段铁芯冷却风路风阻较大，风量较小，温升偏高。而新的设计采用直达中段铁芯的风路 ，使
5、各风区风量分配更加合理，从而有效地降低了中段铁芯的温升。2、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，能承受机内意外氢气爆炸产生的冲击。 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，以减少定子运输尺寸及重量。其中段（含铁芯和绕组）是发电机最重最大的部件，运输重量 194t 起吊重量 188t。 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。
6、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。3、定子铁芯 定子铁芯是用相互绝缘的扇形冲片叠装压紧制成的。 为了提高机组的短路比、降低瞬变电抗提高机组的静态与动态稳定能力改 60 槽为 54 槽。 为保持各部位磁密的合理性，铁芯长度增加 100mm 定转子间的气隙由 85mm 改为 75mm，以降低励磁功率。 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
7、压圈施压，夹紧成一个刚性圆柱形铁芯，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。边端铁芯涂有粘接漆，在铁芯装压后加热使其粘结成一个牢固的整体，进一 共 10 页 第2页300、330MW 汽轮发电机技术交底步提高了铁芯的刚度。 为了降低端部漏磁通在压圈和边端铁芯中引起的发热，减少端部铁芯中附加电气损耗，在压圈上装有整体的全铜屏蔽。边端铁芯布置成阶梯状，以增大铁芯内圆与转子间的气隙。 定子铁芯冷却所需要的通风，是通过使冷却介质进入布置在铁芯段之间的通风槽钢形成的径向通风道来完成的。铁芯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区和低压区。这些高低压风区分别对应于铁
8、芯的进风区和出风区。4、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。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。 定子上下层线棒在槽中的位置不同，所铰链的漏磁通不一样。上层线棒中的附加损耗由于铰链集中于槽口的漏磁通而远大于下层线棒，总损耗大，温升也相应高于下层线棒。这较高的温升将限制发电机出力的进一步提高。新设计采用
9、上下层线棒不等截面，增加上层线棒的面积，降低其基本铜损，使上下层线棒温升相当，增加了出力裕度，延长了线棒的绝缘寿命。 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。本机槽部采用槽楔、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?瞬坑玫硬笤谟刹种芎桶蠡纷槌傻亩瞬抗潭稀种苡芍嵯蛉岫冉洗蟮?L形 4mm 不锈钢板压弯成型的弹性支架与压圈联接，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（这一结构采用日立 60 万结构）。 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。5、测温元件和
10、出线 为了监测定子线圈的温度，在每个出水接头上装设了铂电阻，并且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（包括齿部和轭部）的铂电阻来测量。线棒层间及铁芯测温元件为双支，一支工作，一支备用。轴瓦温度采用埋置在钨金下的 共 10 页 第3页300、330MW 汽轮发电机技术交底铂电阻测量。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
11、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。出线部分手包绝缘和绝缘支架（按现场实配尺寸加工）的工作由安装单位在现场安装，安装材料由我公司提供。6、转子和电刷 转子由整锻高强度，高磁导率的合金钢锻件加工，将原热套联轴器改为整体联轴器。采用半梯形槽，以便充分利用转轴的横截面空间，增加励磁绕组的面积，降低励磁损耗。采用隐式风斗，降低风磨损耗。 转子本体上沿径向加工出许多纵向槽
12、，用以放置转子线圈。转子线圈放入槽内后槽口用铝合金槽楔和钢槽楔固紧，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。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来冷却，并从转子本体端部排入气隙。 转轴两端装有单级轴流式风扇，以提供全机通风所需要的压头。 现场风扇叶的安装：1叶片对应外集
13、电环两导电螺钉中心位置，顺时针排列安装。 转子线圈端部通风采用冷却效果较好的“两路”风路结构。一路沿转子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 共 10 页 第4页300、330MW 汽轮发电机技术交底度的合金钢 18Mn18Cr（双 18）锻件加工成的护环，保护转子线圈端部。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。
14、转子线圈与护环之间，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自由地热胀冷缩。 转子的励磁电流通过电刷、热套在转子外伸端上的滑环及滑环相联的径向和轴向导电杆，进入转子线圈。滑环是一对经绝缘后热套在转轴上的带沟槽的钢环。滑环的材料为耐磨的合金钢。 两滑环间设有同轴离心式风扇，以对滑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接地，励端有供装设接地保护的装置。7、端盖、轴承
15、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性。 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绕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。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下提供高压顶轴油以避免损伤轴承合金。 机座内的氢
16、气是靠转轴与密封瓦之间的压力油密封的。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径向分瓣，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。8、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 共 10 页 第5页300、330MW 汽轮发电机技术交底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
17、因温度变化而涨缩时起补偿的作用，从而始终具有良好的密封效果。氢气冷却器的水箱结构，使发电机在充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。9、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，固定在底架上，将碳刷架、集电环及稳定轴承装配全部包容在内。隔音罩两侧面各设一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。三、发电机基本数据： 型号 QFSN-330-2-20 额定容量 388MVA 额定功率 330MW 额定电压 20KV 额定电流 11207A 额定功率因数 0.85 额定频率 50Hz 额定转速 3
18、000r/min 冷却方式 水氢氢 工作氢压（表压） 0.25MPa 绝缘等级 F 额定励磁电压 416V 额定励磁电流 2190A 从汽轮机端看，发电机的转向为逆时针（黄石西塞山电厂） 共 10 页 第6页300、330MW 汽轮发电机技术交底 第二部分 发电机的现场安装、调试一、发电机的安装1、垫铁和基础板（或称台板）的安装2、定子的安装。包括定子就位、端罩组合、出线罩组合、冷却器包组合及其气密焊3、氢气冷却器的安装4、内端盖安装5、定子出线的安装6、端盖安装7、定子单独气密试验8、定子初步找中心9、转子气密、通风试验10、转子的安装11、下半端盖的安装12、轴承预装13、发电机位置找正，
19、气隙检查14、转子风叶的安装15、上半端盖的安装16、内挡油盖的安装17、油密封的安装，包括过渡环、密封座、密封瓦18、轴承的最后装配19、安装外挡油盖20、测温引线的机内接线（该工作在冷却器安装完后即可进行）21、定子气密试验22、刷架及底架的安装23、稳定轴承的安装24、转子接地装置及转子接地保护装置的安装25、隔音罩装配、铭牌装配及测温端子箱的安装安装时提请特别注意：1、在组装端罩前，应将测温元件引线从汽、励两端机座环板上50的小孔中穿出。否则，定子与端罩组装后将无法穿出引线。2、拆除运输途中用作防震的顶压圈螺栓，取下端罩和冷却器包上排氢管的堵孔螺塞。3、转子无论是存放还是起吊过程中，一
20、定要将转子两极即大齿方向置 共 10 页 第7页300、330MW 汽轮发电机技术交底于垂直方向；转子穿入后，如果长期不盘车或不具备盘车条件，也应将两极置于垂直方向（大齿方向可在穿转子之前于联轴器处做上标 ，以免转子产生塑性变形。转子存放时每 3 个月翻转 180。记）4、发电机属电气设备，一定要防潮、防冻。发电机所有零部件需存放于室内，尤其是存放定、转子的场所，必须干燥、通风，避免设备受潮、结露。更不能容忍厂房漏雨，对发电机造成难以弥补的伤害。 300MW、330MW 汽轮发电机安装流程图 垫铁、基础板安装 定子清理 定子就位 端罩组装 出线罩组装 冷却器安装 内端盖安装 定子出线安装 端盖
21、安装 定子单独气密试验 定子初找中心 转子通风试验 轴承安装 端盖拆除 转子安装 风扇罩及风扇安装 发电机的端盖封闭 油密封装配及挡油盖装配 发电机与汽轮机对中心 发电机与汽轮机铰孔 共 10 页 第8页300、330MW 汽轮发电机技术交底 整体气密试验 碳刷架安装 稳定轴承装配 隔音罩安装 机组调试、运行二、发电机安装中的检查及试验项目1、用 2500V 摇表测量检查定子绕组的绝缘电阻值（相间及对地绝缘电阻，并计算吸收比）绝缘电阻值不低于按下式所求之值： 100 t Rt U N 1.6 10 1000 S N / 100式中：Rt温度为t时绝缘电阻值，M UN发电机额定电压，V（2000
22、0） SN发电机额定视在功率，KVA（388000） R60 吸收比：K 一般要求 K1.3。 R15 用2、 1000v 摇表测量汇流管对地绝缘电阻值（测温元件引线连接工作 ，无存水时不小于 1M，通水时不小于 30K。结束后进行）3、测量各测温元件的电阻值。测量各测温元件的绝缘电阻值（250V兆欧表测量不小?1M）。注意：测定子绕组及汇流管对地绝缘时，一定要将测温元件引线接地，以免击穿测温元件，造成损失。4、定子水压试验（机座与端罩组装完后进行），0.75MPa 历时 8 小 （必须用凝结水或除盐水，试验时应将励端排气管打开排空）时。5、氢气冷却器水压试验，0.6MPa，历时 30 分钟；
23、6、出线套管单独气密试验，0.5MPa，历时 30 分钟；对每个出线套管做通水试验，要求畅通无堵塞，试验后将出入口用保护堵头堵严以防杂物掉入；7、测量定子绕组的冷态直流电阻值（安装过渡引线前，用电桥法测量，在排除引线电阻不同引起的误差后，任意两相冷态直流电阻之差不大于其最小值的 1.5；8、出线部分水路做水压试验，0.75MPa，历时 8 小时，用凝结水或除盐水； 共 10 页 第9页300、330MW 汽轮发电机技术交底9、测量出线罩汇水管对地绝缘电阻，1000V 兆欧表，无存水时不小于1M，通水时不小于 30K；10、气密罩单独气密检查，（定子单独气密试验合格后，0.4MPa，涂 ；肥皂水
24、检查）11、转子气密试验，0.5MPa，历时 6 小时； （在周围大气压和温度不变时， 即 压力下降不超过初始压力的 10， 0.05MPa， 用氮气或氩气，用卤素检漏仪或工业无水洒精检漏，不允许在导电螺钉部位用肥皂水检漏）；12、转子通风试验，参照标准 JB/T6229-92；13、a 测量转子冷态直流电阻值（用电桥法测量，并作记录） ； b 测量转子绕组交流阻抗值（在机组第一次启动过程中还应测量不同转速下转子绕组的交流阻抗值，并作记录） ； c 测量转子绕组的绝缘电阻值，在冷态下（室温 20）500V 兆欧表测量不小于 1M d 转子绕组交流工频耐压试验，4.16KV803.328KV，持
25、续 1分钟，（也可用 2500V 兆欧表检查转子绕组的绝缘电阻以代替耐压试 ；验）14、发电机整体气密试验，0.3MPa，24 小时，详见安装说明书；15、发电机总装后的各项检查及试验 1）测量发电机定子绕组相间及对地绝缘电阻（通热水，水温接近工作温度） 2）测量汽、励端汇流管及出线装配水管路的绝缘电阻值，1000V兆欧表，无存水时不小于 1M，通水时不小于 30K； 3）直流耐压试验（具体参照安装说明书）3UN 4）交流耐压试验（具体参照安装说明书）（2UN1000）80三、发电机的维护与检修（电厂有比较详细的检修规程，在此不作详细讲解）1、 大修项目2、 小修项目3、 运行期间的维护4、 停机期间的维护 共 10 页 第 10 页
