汽轮发电机转子绕组端部支撑垫块设计.pdf

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1、设计与研究上海大中型电机汽轮发电机转子绕组端部支撑垫块设计陈玄鹏，王帆，李玉坤(哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨150040)摘要：介绍了汽轮发电机转子绕组端部支撑垫块设计，涉及结构布置方式、材料及装配要求。发电机在正常运行、升降负荷及启动盘车工况下，转子线圈均受离心力及温度变化引起的热胀冷缩，为减小和防止线圈串位，引起匝间短路，以及产生的残余形变，仅靠线圈铜线采用含银铜排是不够的，转子线圈在端部的支撑及限位就尤为重要，端部支撑垫块的作用就是保护端部线圈在各种工况下安全稳定的运行。关键词：汽轮发电机；转子；转子绕组；端部支撑垫块；冷却形式方式与通风冷却、机组运行特性及机组

2、额定转速0引言作了介绍。端部支撑垫块作为汽轮发电机转子绕组中1转子绕组端部支撑垫块布置方式重要的一部分，其布置形式、结构及位置限制均会影响发电机组的安全稳定运行。其中短路试1．1端部绝缘垫块材料的选用验发电机及燃汽轮发电机因其频繁启停的特性，发电机转子绕组绝缘系统采用耐热等级130端部线圈的限位则更为重要。对于机组频率为或130℃以上的绝缘材料，即绝缘等级为F的绝缘60Hz的线圈端部限位相对于机组频率为50Hz材料。端部支撑垫块常选用的材料牌号有3240环的线圈端部限位，需考虑额定转速增加对端部支氧板、3242环氧板、3248环氧板，其材料主要性能比撑垫块的影响。下面就线圈端部

3、支撑垫块布置较见表1。表1材料主要性能比较序号性能3240324232481介电常数(浸水24h后，1MHz以下，板厚≤3ll

4、Il1)≤5．5≤5．5≤5．52长期耐热性TI(厚度>3mm)≥130≥155≥1553马丁耐热(纵向)／℃≥200≥200≥2004表面电阻率(常态)／Mn≥1．0×107≥1．0X107≥1．0X1075平行层向绝缘电阻(常态)／MO≥1．0×104≥1．0×lO6≥1．0×1066平行层向击穿电压(厚度>3ll!ln，90±2~C油中)／kV≥35≥40≥407粘合强度(板厚≥10mm)／N≥5600≥7154≥7154由表1可以看出牌号324

5、0环氧板性能较差，现有发电机转子绕组端部线圈冷却方式可分为3242环氧板性能居中，3248环氧板性能较好，此三如下几类：1)端部两路通风冷却；2)端部一路通风种绝缘材料中，各发电机制造厂家采用3242环氧板冷却；3)端部一路加补风冷却；4)端部表面冷却；的居多。5)端部通水冷却(或其他液体冷却)。垫块的布置1．2转子绕组端部支撑垫块的布置方式与线圈的要考虑转子线圈的冷却形式，与冷却介质无关。冷却方式有关转子线圈端部采用一路通风冷却、一路加补风一14一20l5．No．2用有限元法计算300MW六相同步发电机短路电流和电磁转矩计算机应用表11"7种空载短路电流和电磁转矩的最大值由表

6、1结果可见，六相脉冲发电机17种短路工名称序代号最大电流最大电磁转况中，单Y三相突然短路abc电流最大；双Y三号标幺值矩标幺值相一三相对接短路aablcc．6情况电磁转矩最大。单Y三相短路1albl。l11．123．444结语六相短路2a1bl。la2b2。27．344．39300MW六相同步发电机定子绕组采用六相双单Y两相短路3b1l10．094．37Y结构，定子有两套绕组，而且两套绕组又有磁耦联系，其6个出线端共有17种不同的短路工况。采用4bla2c1b28．353．59场一路耦合有限元分析法模拟了脉冲发电机空载状561a2c128．352．79态下的不同短路工况，由此得

7、到了17种短路中最大电流和最大转矩最严重对应的状态，即单Yabc双Y两相一66162。1a28．744．69两相对接突然短路工况瞬时短路电流峰值最大，三相一三相短路7blb2。1C24．580．84对接aab。c：C1b突然短路工况瞬时电磁转矩最大。这对电机控制部件的选取和电机性能分析具有8b1c2la28．544．23重要意义。96l。2。Ib27．055．41参考文献[1]温增银、胡会骏，六相双Y移30。相带绕组同步电机短路的暂态10a1a2b】C2C1b27．095．45过程[J]．华中工学院学报，1974(4)．[2]许实章、李朗如、马志云等，六相双Y移3O。绕组同步发

8、电机突双Y三相一11ala2b1b2Cl。24．930．76然短路电流和电磁转矩的理论分析[J]．华中工学院学报，三相对接1978(2)．短路l2alb2blC2。1a27．414．02[3]温增银、胡会骏．六相双Y移3O。相带绕组同步电机的不对称短13al。2b1Ⅱ2lb28．173．33路[J]．华中工学院学报，1978(1)．[4]李朗如，许实章，代晓宁等，六相双Y移3O。绕组同步发电机突14bCa2629．913．42然短路电流和电磁转矩的试验研究[J]．华中工学院学报，1979(2