空冷发电机强度分析.doc

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1、空冷发电机强度分析2006-1-3110:25浏览次数:2113次提问者：匿名悬赏分：5我来帮他解答推荐答案2006-2-1311:201前言随着联合循环、热电联产、燃汽轮机发电机组及调峰机组的增加，对屮等容量发电机组的需要越来越多，因此提高该类电机的性能和经济性，是电机工作者关心和追求的H标。从上世纪屮期开始，人们把冷却介质由空气转向氢气和水，使电机的冷却效果发生了飞跃，同时也使更大容量的汽轮发电机不断被研制岀来。H前，国外汽轮发电机的最大单机容量己达1710MVA（4极）和1412MVA（W极）。我国在引进吸收和消化国外先进技术的基础上对原有电机进行了改型

2、和优化设计，并相继开发和研制出多种新型电机。在1986年制成300MW双水内冷和全氢冷型汽轮发电机的基础上，1989年又试制成功优化型300MW水氢氢冷汽轮发电机，并投入运行。600MW的单机也逐步进入一些大的电力系统。这些电机的-•些主要性能已经达到当今的国际水平。与空冷汽轮发电机相比，氢冷汽轮发电机的设计和制造成本较高，它需要一个耐压机座、特殊的密封装置和附加的冷却气体处理设备，另外与氢气打交道的人员还要经过专门培训。虽然相同容量的空冷发电机的体积较大，但许多方而空冷还是有优势的，如辅机系统少、安装维护方便、运行费用低等。另外因没有在打开电机前和重新充氢吋

3、要用CO2冲刷置换的工艺过程，空冷发电机的检修吋间较短，操作也简单。因而，发电机采用空冷虽然效率略低于氢冷，但其总体经济效益提高了。为此,当前发电机的发展趋势之一便是在屮大型的汽轮发电机屮采用空气作为冷却介质。而如何实现这一H标则是科技工作者要研究的课题。国内大容量空冷汽轮发电机的研制工作起步较晚，与国外大公司相比有较大差距。H前，国内容量最大的空内冷汽轮发电机就是木文所述的济南发电设备厂研制的135MW的空冷汽轮发电机。以前，空冷发电机的容量仅能做到30MW以下。1989年，济南发电设备厂开始引进ABB技术。1992年，第一台50MW空冷汽轮发电机试制成功。

4、1994年，一台60MW的空冷汽轮发电机在深圳南山电厂并网运行。1999年，一•台100MW的空冷发电机在吉林四平热电厂运行成功。H前，第一台135MW的空冷汽轮发电机已在山东里彦电厂并网运行。该厂空冷发电机单机容量演化情况见图1o空冷的冷却能力比氢冷差，而且损耗大、效率低，因而增加空冷发电机容量的主要难题就是抑制线圈温度和降低包括风耗在内的各种损耗及解决材料强度的限制。在对135MW空冷汽轮发电机的研制屮，借助了最新的热力学分析技术、结构分析技术和电磁分析技术，通过采用先进的通风系统和科学合理的结构以及恰半的工艺方法，解决了这些难题，实现了在较大容量汽轮发电

5、机屮使用空气作为冷却介质的H标。试验表明，已达到当今国际水平。2发电机主要数据3基本结构该发电机根据积木块原理，按机座号进行设计。发电机定子采用空外冷，转子绕组为空内冷。冷却空气由发电机的两端轴流式风扇驱动形成密闭循环回路。采用分离式座式轴承、整体转子锻件、无刷励磁系统，结构紧凑合理（见图2）。3.1定子部分3.1.1定子铁心定子铁心采用外压装结构。外床装使得观察叠床情况非常直观，调节也极方便，可使铁心各部分的叠压紧度相同，两个端面平行度保持在1mm以内，全长的弯曲不超过0.4mm,保证了铁心叠压的高质量。定子铁心压圈采用非磁性的硅铝合金制成，除具有良好的机械

6、性能外，压圈在铁心端部形成了良好的屏蔽，降低了发电机的端部损耗。另外，铁心的弹性支撑使结构噪声明显减小，例如振幅减半，可使噪声降低6dB（A）o电机噪声的绝大部分是气动噪声，它主要是由风扇和自通风转子产生。由于直径较大，新型发电机气动噪声在没有任何相应措施的情况下将非常突出。因此，在定子机座的端部区域采取特殊的防音措施以吸收气动噪声并减弱向周围的传播。小的开口和缝隙会特别不利，因为噪声可以不受阻碍地向周囤传播，因此，亦采取措施以保证机座尽可能地隔音。这些措施的作用在试验期间得到验证。按照DIN45635,在额定转速和额定电压下所测的噪声等级为94dB（A），此

7、值同纯机械运行获得值几乎一致。最终证明铁心的振动有效地从机座隔开了。3.1.2定子绕组定子线棒绝缘全部采用F级少胶云母带色扎，VPI真空压力浸渍，提高了绝缘的行性，绝缘寿命可达40年，介电性能与整体性能较好。定子线圈端部采用L型并头套（图3）,焊接采用银焊，提高了焊接质量。3.1.3VPI系统发电机的定子线棒绝缘采用少胶云母带绑扎，真空压力浸渍系统（简称VPI）,整个牛产流水线的自动化水平很高。该绝缘系统的耐热等级为F级。该绝缘系统介电性优，整体性能好，提高了产站的耐用性和可靠性，具有当今国际先进水平。鉴于该部分是发电机定子的关键技术，将在下一章进行专门的研究

8、。3.1.4防晕结构发电机防晕结构采用