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1、第一章汽轮发电机第一节概述同步发电机是生产电能的基本设备,是电网的心脏,它的运行可靠性直接影响电网运行及向用户安全、经济地供电。运行中的发电机、绕组和铁芯都要发热,所产生的热量和电机的输出功率有着密切的关系。电机的输出功率越大,其发热量也越多,当超过额定值时,便会使电机的温度过高而超过绝缘允许值。反之,人为地提高和增大冷却的效果,使冷却介质在相同时间内带走更多的热量,则发电机输出的功率就越大。由此可见,电机的冷却能力在一定程度上影响了发电机出力的大小。当今世界上大容量发电机组采用的冷却方式通常有三种:①全氢冷方式;②定子绕组水内冷,其余为氢冷(水氢氢)方式;③双
2、水内冷(水水空)方式。我国目前生产的3∞MW发电机多采用后两种,表3-1-l给出了目前我国三大电机厂所生产的3∞MW汽轮发电机的主要额定参数。该表表明,QmNJ∞-2型汽轮发电机都是水氢氢冷却方式,即定子绕组为水内冷,转子绕组为氢内冷,定子铁芯为氢表冷的冷却方式。QF33∞-2型汽轮发电机采用的是双水内冷(水水空)方式,即定子绕组、转子绕组均为水内冷,定子铁芯为空冷的冷却方式。双水内冷发电机为我国首创。水内冷技术的应用,为提高发电机容量开辟了一条新的道路。由于水的冷却能力比空气大50倍,因此发电机的定子和转子采用了水内冷后,可以大幅度地提高发电机的出力O但相对于
3、全氢冷和水氢氢冷却的发电机来说,定、转子绝缘引水管漏水而导致的故障较多;对全氢冷和水氢氢发电机来说,由于其转子采用氢内冷,不会发生因水内冷转子的绝缘引水管漏水而导致的故障,所以运行的可靠性较之水冷转子为高。因为目前新建和扩建的火电厂单机容量均采用3∞MW及以上的发电机组,尤其以3∞MW机组居多,所以本篇以某电机股份有限公司所设计制造的03NJ∞-2-20型三相同步交流发电机为主,介绍3∞MW汽轮发电机组的结构、原理及运行维护知识,对其他机型做简要介绍。国产300MW机组主要参数型号QEBN-3∞-2-20QFBN-3∞-2QEBN-3∞-2QEB-3∞-2QFB
4、N-3∞-2生产厂家东方电机厂哈尔滨电机厂上海电机厂上海电机厂上海电机厂额定功率3∞MW3∞MW3∞MW页PMW3∞MW额定电压20kV20KV2OKV18kV2OKV额定电流10190A10190A10190A11320A10190A额定功率因数0.850.850.850.850.85额定转速3αmr/m3αmr/m3αMBr/m3αEDr/m3αMBr/m额定氢压0.3MPa0.3MPaO.3IMPa0.2MPa(水压)O.4MPa效率98.898.8298.898.6198.6短路比0.5560.6560.50.470.5冷却方式水氢氢水氢氢水氢氢水水空氢
5、氢氢第二节汽轮发电机组的基本结构和主要参数-、同步发电机的基本结构QmN-3∞-2·20型发电机通常采取卧式轴,轴系上带有三台同步发电机,即发电机、主励磁机、副励磁机。发电机定子绕组及其连接线、出线采用水内冷,转子绕组、定子铁芯及端部采用氢冷,密封系统采用双环流式油密封。发电机的励磁采用同轴交流励磁机带静止硅整流的励磁方式;交流励磁机的励磁采用同轴交流励磁机静止晶闸管整流励磁方式;副励磁机为稀土钻永磁交流发电机的副励磁机、主励磁机、发电机三机同轴有刷励磁系统。就发电机而言,其最基本的组成部件为定子和转子。定子主要由定子铁芯、定子绕组(也叫电枢绕组)、机座、端盖及
6、挡风装置等部件组成;转子主要由转子铁芯、转子绕组(也叫励磁绕组)、滑环、转轴等部件组成。定子铁芯是电机磁路的一部分,同时也嵌放定子绕组;定子绕组是定子的电路部分,是实现机电能量转换的重要部件。定子机座主要用于固定定子铁芯,并和其他部件一起形成密闭的冷却系统。转子铁芯是电机磁路的一部分,又是固定励磁绕组的部件,大型汽轮发电机的转子一般采用导磁性能好、机械强度高的合金锻成,并和轴锻成一个整体。转子绕组是转子的电路部分,直流励磁电流一般是通过电刷和集电环引入转子绕组,形成转子的直流电路。二、主要参数发电机型号为QFSNJ∞-2·20,其中Q表示汽轮,F表示发电机,S表
7、示定子绕组水内冷,N表示转子绕组氢内冷,3∞表示发电机额定有功功率为3∞MW,2表示有2个磁极,20表示发电机额定端电压为2OKV。其主要参数有:额定容量:SN=353MVA(发电机连续运行时,所能输出的最大视在功率);额定功率:PN=3∞MW(发电机正常运行时,所能输出的最大有功功率);额定定子电压:UN=2OKV(发电机额定运行时,机端定子三相绕组的线电压);额定定子电流:IN=10190A(发电机连续运行时,定子绕组允许通过的最大线电流);额定功率因数:cω伊N=0.85(滞后)(同步发电机的额定功率和额定容量的比值);额定频率:A=5OHz;额定转速:n
8、N=3侧r/mn;定子绕
