{产品管理产品规划}Q614汽轮发电机产品说明书

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1、产品管理产品规划Q614 汽轮发电机产品说明书 产品管理产品规划Q614 汽轮发电机产品说明书 QFSN-300-2-20B 型汽轮发电机产品说明书QFSN-300-2-20B 型汽轮发电机产品说明书 目录目录 1.适用范围.21.适用范围.2 2.概述.22.概述.2 3.额定和性能.23.额定和性能.2 4结构介绍.74结构介绍.7 汽轮发电机产品说明书汽轮发电机产品说明书 1.适用范围:1.适用范围: 本产品说明书适用于 QFSN-300-2-20B 及同型不同容量(如 330MW) 的汽轮发电机。发电机型号所表示的意义为(以 300MW 容量为例)： QFSN300220B 特征号 电

2、压 20kV 两极 额定容量 300MW 转子绕组氢内冷 定子绕组水冷 发电机 由汽轮机拖动 2.概述2.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。 发电机满足以下标准的要求: GB/T7064 透平型同步电机技术要求 IEC34-3 透平型同步电机技术要求 IEEEStd.115 同步

3、电机试验方法 3 额定和性能3 额定和性能(以 300MW 为例，详见技术数据汇总表) 型号 QFSN-300-2-20B 额定出力(按技术协议)353MVA/300MW 额定电压 20kV 额定电流 10.189kA 功率因数 0.85(滞后) 转速 3000r/min 频率 50Hz 相数 3 短路比0.6 效率98.9 冷却方式水氢氢 额定氢压 0.25MPa(g) 定子接线 2-Y 出线端子数 6 绝缘等级 F(温升按 B 级考核) 电抗 瞬变电抗 xd(非饱和值)0.25(标么值) 超瞬变电抗 xd(饱和值)0.15(标么值) 每日漏氢量10m3 转轴振动0.075mm(p/p) 轴

4、承振动0.025mm(p/p) 噪音89dB(A)(离机壳 1m 处测量) 3.1 技术规范和基本技术要求3.1 技术规范和基本技术要求 3.1.1 型式和转向3.1.1 型式和转向 三相,二极,隐极式转子同步发电机,由汽轮机直接驱动,其旋转方向 随汽轮机，(国内汽轮机从机头向发电机看为顺时针方向)。 3.1.2 环境温度和海拔高度3.1.2 环境温度和海拔高度 发电机及其辅助设备连续运行的环境条件为:厂房内环境温度 5-45, 3.1.3 检温计3.1.3 检温计 在以下部位装设电阻测温元件(RTD)和温度计（详见随机安装图 4）: 定子线圈和出线的每条水支路的出水端(RTD)； 定子每槽上

5、层和下层线圈之间(RTD)； 定子铁心齿部和轭部(不少于 12 个 RTD)； 冷却器冷风侧和热风侧(RTD 和温度计)； 轴瓦(RTD)； 轴承出油管(RTD 和温度计)； 油密封出油管(RTD)； 氢气冷却器总进水管和每个出水管(RTD 和温度计)。 集电环出风(温度计) 测温元件为 100(0)铂热电阻（双支元件）； 所有测温元件在机座内的引线均为屏蔽线。 在定子端部压指、压圈及铜屏蔽上埋设有热电偶。 发电机在规定的冷却介质参数下运行在额定状态时,各处温度限值符 合国标 GB/T7064 的规定。 3.1.4 临界转速3.1.4 临界转速 转子临界转速远离额定转速10 的范围。 3.1.

6、5 超速3.1.5 超速 发电机转子装配后进行 120额定转速的超速试验,历时 2min。 3.1.6 定子绕组电阻偏差3.1.6 定子绕组电阻偏差 排除引线长度不同引起的误差后,任意两相冷态电阻测量值之差不大 于其中最小值的 1.0。 3.1.7 氢气冷却器3.1.7 氢气冷却器 氢气冷却器在制造厂进行 0.8MPa 的水压试验,历时 30 分钟。电厂交 接试验压力为 0.6MPa,历时 30 分钟。 当 5的水管堵塞后,发电机仍能输出额定功率。 当一个冷却器退出运行后,发电机能输出 80额定功率。 3.1.8 绝缘电阻3.1.8 绝缘电阻 3.1.8.1 定子绕组3.1.8.1 定子绕组

7、在干燥状态接近工作温度时测量,不小于 5 兆欧。(用 2500V 兆欧表 测量。) 3.1.8.2 转子绕组3.1.8.2 转子绕组 室温下(20)测量不小于 1 兆欧。(用 500V 兆欧表测量。) 3.1.8.3 测温元件3.1.8.3 测温元件 室温下(20)测量不小于 1 兆欧。(用 250V 兆欧表测量。) 3.1.8.4.轴承和油密封(励磁机端)3.1.8.4.轴承和油密封(励磁机端) 轴承和油密封(励端)对地绝缘电阻不小于 1 兆欧(用 1000V 兆欧表测 量) 3.1.9 电压波形及电话谐波因数(THF)3.1.9 电压波形及电话谐波因数(THF) 发电机在空载额定电压和额定

8、转速时,其线电压波形正弦性畸变率不 超过 5;其线电压的电话谐波因数不超过 1.5。 3.1.10 耐电压试验3.1.10 耐电压试验 发电机定、转子绕组能承受以下耐电压试验历时 1min: 定子绕组交流工频试验电压有效值为 2UN+1Kv(或根据技术协议), 转子绕组交流工频试验电压有效值为 10UfN,(UfN为额定励磁电压) 电厂安装后的交接试验电压为上述电压的 80。 3.1.11 定子绕组及机座的水压试验3.1.11 定子绕组及机座的水压试验 总装出厂前定子绕组应能承受 1.0MPa(表压)水压试验,历时 8 小时； 工地安装后的交接试验水压为 0.75MPa(表压)，历时 8 小时

9、。 发电机机座,端罩,端盖,出线罩及氢气冷却器包等能承受 1.0Mpa（表 压）的水压试验,历时 15 分钟。 3.1.12 短时过负荷能力3.1.12 短时过负荷能力 3.1.12.1 定子绕组3.1.12.1 定子绕组 定子绕组能承受短时过电流运行，且满足下列公式： (I2-1)t=37.5s 其中：I-定子电流(%)；t-过电流时间(sec.) 3.1.13 突然短路3.1.13 突然短路 发电机能承受在额定功率和额定功率因数以及 105额定电压下发生 在出口端的三相突然短路故障。 发电机亦能承受主变压器高压侧系统中发生的任何形式的短路故障 造成的冲击而无损坏。 无损坏的标志是在发生上述

10、短路故障后,定子线圈可能有轻微变形, 但不会引起发电机损坏而造成停机。 3.1.14 强励3.1.14 强励 发电机能承受额定励磁电压 2 倍的强励电压,持续时间 10S。强励电 压上升速度不小于 2/sec. 3.1.15 负荷变化和大修间隔3.1.15 负荷变化和大修间隔 发电机运行负荷允许在 50至 100额定负荷之间变化。 发电机服役期间可以起停 10000 次。大修间隔不小于 4 年。 注：发电机正常与非正常运行的有关规定见运行说明书。 4结构介绍4结构介绍 4.1 总装4.1 总装见附图 1 图 1.汽轮发电机总装图 4.2 通风4.2 通风 定子铁心和转子绕组由氢气密闭循环系统进

11、行冷却。气体由安装在 转子两端的单级轴流式风扇驱动。 从风扇来的气流通过机座内的导风管进入各冷风区,再从铁心背部沿 铁心径向风沟进入气隙,然后进入转子绕组风道,冷却转子绕组后,气 流回到气隙,并沿着铁心径向风沟进入机座热风区，经导风管流过安 装在端罩上部的冷却器,冷却后再回到风扇前继续循环。 定子和转子风区的数量相等,位置相对应,冷风区和热风区沿轴向交 替布置。这种布置方式使定子和转子得到均匀的冷却，温度比较均 匀。 图 2.发电机通风示意图 4.3 机座4.3 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 定子铁心和定子线圈，并构成特定的冷却气体流道。作为氢气的密 闭容

12、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，并形成特定的环形进出风 区。 机座设计成三段,即一个中段和两个端罩，以减小定子运输尺寸及重 量。其 中段(含铁心和绕组)是发电机最重最大的部件,但其尺寸和重量均未 超过铁路运输极限，可以通过铁路隧道运往电厂。 图 3.发电机定子运输 机座和端罩经 1.0MPa 历时 30min 的水压试验和 0.4MPa 历时 24 小时 的空气气密试验。 端罩与机座之间和端罩与出线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。 机座上有四个可拆式吊攀，端罩侧面布置有若干

13、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。 4.4 定子铁心与隔振4.4 定子铁心与隔振 定子铁心由经过绝缘处理的扇形冷轧硅钢片迭压而成。选用的硅钢 片具有较低的损耗和优良的导磁性能。 硅钢片冲制和去毛剌后,涂刷添加无机填料的 F 级绝缘漆作为片间绝 缘。 扇形冲片采用交错式迭装,由定位筋上的鸽尾定位。铁心沿轴向由通 风槽钢分隔成若干段,段间是径向风道,这种布置有利于铁心的均匀 冷却。 铁心迭装过程中经多次施压,两端用压圈通过定位筋用螺帽压紧，保 证片间有足够的压力，使铁心具有足够的刚度。铁心与机座之间装 设轴向弹簧板，有效地减小了铁心

14、倍频振动对机座及基础的影响。 边段铁心齿设计成阶梯状并在齿中间开窄槽，同时在压圈上装置整 体压制成形的铜屏蔽，以降低铁心端部的损耗和温升。 4.5 定子绕组4.5 定子绕组 定子绕组为单匝线圈组成的双层篮式结构,采用连续式 F 级环氧粉云 母绝缘系统,表面有防晕处理措施。线圈具有优良的绝缘性能和机械 性能。 定子线圈通水冷却,空心导线和实心导线按一定比例组合成双排导线, 这种方式能获得良好的冷却效果和较高的槽利用率。线圈在槽部进 行 540o换位以降低环流损耗。 线棒两端焊有水接头,并通过绝缘引水管与进出水汇流母管连接。 线棒通过严格的检查和试验以保证质量。 每根空心股线先单独进行水压及流量试

15、验。线棒成形及焊水接头后, 均重做水压及流量试验。单根线棒要进行耐电压试验。 为了约束线棒上的电动力的不利影响,绕组必须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 面固定,实践证明这 是一种有效的固定 方式。 1.垫条 2.槽楔 3.波纹垫条 4.侧面斜楔 5.定子线圈 6.适形材料 图 4.定子线圈槽内固定 端部用涤玻绳绑扎在由玻璃钢支架和绑环组成的端部固定件上。端 部固有频率远离 100Hz,从而避免运行时发生共振。玻璃钢支架由轴 向柔度较大的 L 形支架与压圈联接，使整个端部可以较自由的在轴 向位移，以适应调峰运行的

16、需要。 固定和绑扎工序后,整个定子进行烘焙固化。 1.气隙隔板 2.槽口垫块 3.绑环 4.绑绳 5.层间绑环 6.绝缘盒 7.绝缘引水管 8.绝缘支架 9.定子引线 10.L 形弹性支架 图 5.定子线圈端部固定 出厂前,定子绕组(包括出线部分)按照有关标准和规范进行水压试验 和耐电压试验。 4.6 出线端子（出线套管）4.6 出线端子（出线套管） 六个出线端子(三个为中性点,三个为电功率输出端)从励端端罩下部 的非磁性钢出线罩引出。 出线端子由高压瓷瓶和空心导电杆组成,导电杆内通水冷却。 高压瓷瓶按技术规范采购以保证其电气和机械性能。 出线端子单独进行空气气密试验。 出线端与封闭母线联接的部位镀银。 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 电压试验及整体气密试验。 允许在出线罩上用非磁性螺杆吊装套管式电流互感器(CT),每个套管 外留有装 45 只电流互感器的空间。 图 6.水冷出线 套管结构 4.7 转子4.7 转子 4.7.1 轴4.7.1 轴 转轴由整锻 高强度,高磁 导率合金钢 加工而成。 转子本体上 加