汽轮发电机结构原理资料课件.ppt

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1、QFSN-600-2型汽轮发电机结构原理简介2016年1月袁琦一、概述●我公司发电机是上海汽轮发电机有限公司在引进西屋600MW汽轮发电机机组设计基础上优化设计的产品，型号为QFSN-600-2型汽轮机直接拖动、二极、三相同步汽轮发电机。发电机冷却方式为水－氢－氢，采用机端自并励静止励磁。●水氢氢冷却方式：定子线圈（包括定子引线）直接水冷、转子线圈直接氢冷（气隙取气方式），定子铁心氢冷。发电机采用密闭循环通风冷却。集电环和电刷空气冷却。●轴承为强迫润滑（由汽机润滑油系统供油）。●发电机配有氢油水控制系统，以提供和控制发电机冷却用氢气，密封油和定子线圈冷却用水。●发电机型号表示意义：

2、Q－汽轮机拖动F－发电机S－定子绕组水冷N－转子绕组氢内冷600－额定容量2－两极二、QFSN-600-2型发电机额定参数额定容量/功率667MVA/600MW额定电压20KV额定电流19245A功率因数0.9（滞后）转速3000r/min频率50Hz相数3额定氢压0.4MPa（最高0.44）励磁方式自并励静止励磁出线端子数6绝缘等级F级（温升按B级考核）漏氢量≤Nm3/24h三、工作原理：●按照电磁感应定律，导线切割磁力线感应出电动势，这是发电机的基本工作原理。汽轮发电机转子与汽轮机转子高速旋转时，发电机转子随着转动。发电机转子绕组内通入直流电流后，便建立一个磁场，这个磁场称主磁

3、极，它随着汽轮发电机转子旋转。其磁通自转子的一个极出来，经过空气隙、定子铁芯、空气隙、进入转子另一个极构成回路。●根据电磁感应定律，发电机磁极旋转一周，主磁极的磁力线在定子铁芯内的U、V、W三相绕组（导线）依次切割，在定子绕组内感应的电动势正好变化一次，亦即感应电动势每秒钟变化的次数，恰好等于磁极每秒钟的旋转次数。●汽轮发电机转子具有一对磁极（即1个N极、一个S极），转子旋转一周，定子绕组中的感应电动势正好交变一次（假如发电机转子为P对磁极时，转子旋转一周，定子绕组中感应电动势交变P次）。当汽轮机以每分钟3000转旋转时，发电机转子每秒钟要旋转50周，磁极也要变化50次，那么在发电

4、机定子绕组内感应电动势也变化50次，这样发电机转子以每秒钟50周的恒速旋转，在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势，即频率为50Hz的三相交变电动势。这时若将发电机定子三相绕组引出线的末端（即中性点）连在一起。绕组的首端引出线与用电设备连接，就会有电流流过，这个过程即为汽轮机转子输入的机械能转换为电能的过程。●发电机主要有定子和转子两部分，定、转子之间有气隙，原理如上图所示。定子上有AX、BY、CZ三相绕组，它们在空间上彼此相差120°电角度，每相绕组的匝数相等。转子磁极（主极）上装有励磁绕组，由直流励磁，其磁通方向从转子N极出来，经过气隙、定子铁芯，再进入转子S极而构成回

5、路。●由于发电机定子三相绕组在物理空间布置上相差120°，那么转子磁场的磁力线势必将先切割A相绕组，再切割B相，最后切割C相。因此，定子三相感应电势大小相等，在相位上彼此互差120°电角度。●汽轮发电机的极对数为1，转子每分钟转数为n，则转子每秒钟旋转n/60转，那么感应电势将每秒交变（pn/60）次，所以n＝3000r/min情况下，f＝50Hz。●同步发电机运行：当同步发电机被原动机拖动到同步转速时，转子绕组中通入直流励磁电流而定子绕组开路（接上对称的负载）时，称为空载运行（负载运行）。四、发电机基本构成发电机结构原理图发电机剖视图四、汽轮发电机的结构●发电机主要由定子、转子、

6、端盖和轴承等部件组成，具体的发电机结构见上图，火力发电厂的汽轮机发电机皆采用二极、转速为3000r/min的卧式结构。●发电机定子：发电机定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。机座是用钢板焊成的壳体结构，它的作用主要是支持和固定定子铁芯和定子绕组。此外，机座可以防止氢气泄漏和承受住氢气的爆炸力。端盖是发电机密封的一个组成部分，结构如图所示。为了安装、检修、拆装方便，端盖由水平分开的上下两半构成，并设有端盖轴承。●轴瓦：采用椭圆式水平中分面结构，轴瓦外园的球面形状保证了轴承有自调心的作用。在转轴穿过端盖处的氢气密封是依靠油密封的油膜来保证。密封瓦为铜合金制成，内圆与轴间

7、有间隙，装在端盖内圆处的密封座内。密封瓦分成四块，在径向和轴向均有卡紧弹簧箍紧，尽管密封瓦在径向可以随轴一起浮动，但在密封座上下均有销子可以防止它切向转动。密封油经密封座和密封瓦的油腔流入瓦和轴之间的间隙沿径向形成油膜以防止氢气外泄，在励端油密封设有双层对地绝缘以防止轴电流烧伤转轴。●在机壳和定子铁芯之间的空间是发电机通风（氢气）系统的一部分。由于发电机定子采用径向通风，将机壳和铁芯背部之间的空间沿轴向分隔成若干段，每段形成一个环形小风室，各小风室相互交替分为进风区和