发电机结构及参数培训教材.doc

发电机结构及参数培训教材 第一节 发电机定子结构 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。 一、机座与端盖 机座与端盖既是机械上支撑，又是通风系统的重要组成部分，机座的作用主要是支持和固定定子铁芯和定子绕组。端盖轴承它还要承受转子的重量和电磁力矩，同时在结构上还要满足发电机的通风和密封要求。端盖是发电机密封的一个组成部分，为了安装、检修、拆装方便，一般端盖由水平分开的上下两半构成，采用钢板焊接结构或铝合金铸造结构。大容量发电机常采用端盖轴承，轴承装在高强度的端盖上。端盖分有外端盖、内端盖和导风环（挡风圈）。内端盖和导风环与外端盖间构成风扇前或后的风路。 二、定子铁芯 定子铁芯是构成发电机磁路和固定定子绕组的重要部件。为了减少铁芯的磁滞和涡流损耗，现代大容量发电机定子铁芯常采用导磁率高、损耗小、优质冷轧硅钢片叠装而成。每层硅钢片由数张扇形片组成一个圆形，每张扇形片都涂有耐高温的无机绝缘漆。一般铁芯许可温度为105～120℃。 汽轮发电机的铁芯端部的发热问题比较突出。由于定子绕组端部伸出铁芯较长，出槽口后倾斜角大，形成喇叭形，同时其线负荷大、磁通密度高、端部漏磁大，形成一个较强的旋转漏磁场。另一方面隐极式转子绕组，其端部必须一排一排地沿轴向排在转子本体两侧的大护环内，虽然护环采用非磁性钢，但在转子端部仍有一个随转子旋转的漏磁场。两个旋转磁场在铁芯端部形成一个合成的旋转磁场，其中以定子端部漏磁场为主要成分。合成漏磁分布复杂，在定子铁芯端部漏磁既有径向分量，又有轴向分量。漏磁主要集中在定子的压圈内圆、压指和端部最边段铁芯齿处，导致这些部位附加损耗增大，温度升高。 下图3-1为定子铁芯模型图片： 三、定子绕组 定子绕组结构：大容量发电机定子绕组和一般交流发电机定子绕组的共同点，都采用三相双层短距分布，目的是为了改善电流波形，即消除绕组的高次谐波电动势，以获得近似的正弦波电动势。定子绕组采用叠式绕组，每个线圈都是由两根条形线棒各自做成半匝后，构成所谓单回式结构，即在端部线鼻处用对接或并头套焊接成一个整单匝式线圈，线圈按双层单叠的方式构成绕组的一个带。600MW发电机的定子绕组都采用单匝短距双层叠绕，相间接成双星形（YY）。绕组每匝线圈的端部（伸出铁芯槽外部分）都向铁芯的外围侧倾斜，按渐开式展开,端部绕组向外的倾斜角为15-30度左右，形似花篮，故称篮型绕组。水内冷定子绕组线棒采用聚脂玻璃丝包绝缘实心扁铜线和空心裸铜线组合而成。一般由一根空心导线和2－4根实心绝缘扁线为一组，一根线棒由许多组分成2－4排。 四、总进出水管与水电接头 总进出水管，发电机内设有进水母管和出水母管。600MW汽轮发电机进出水管布置都采用并联单流水路，即一个线圈二条水路，每半匝线棒为一条水路。总进出水管(汇流管)分别装在励端和汽端的机座内，这种水路短，压降小，进水压力低，上层和下层线棒的水流方向相同，进水侧线棒温升较出水侧低，这种方案适用于容量大和铁芯长的发电机。 总进出水管(汇流管)对地设有绝缘，运行时则接地。它们的进出水口及排气管分别放在汇流管上方，但它们的法兰设在机座的上侧面；排放水管口分别放在机座两端的下方，以供与水系统外部管道连接之用。外部总进出水管上装有测温及报警元件。在用水冷专用摇表测量定子绕组绝缘电阻时，要求总进出水管对地有一定的绝缘电阻，而在做绕组耐电压试验时又要求把它们接地；为了试验时方便，在机座底部表面排水法兰口及机座励端出线盒上近出水法兰处(总共为三处)，或在接线端子板上各设有接地接线柱，专为变更总进出水管及出线盒内出水管为绝缘或接地之用。 水电接头：在水内冷的定子绕组中既通电又通水，它必须有一个可靠的水电接头，使定子绕组按电路接通，又让水方便地引入和排出。因此水电接头是水冷发电机中关键的部件。绕组鼻端上下层两线棒间的水电联结必须十分可靠，若发生渗水或漏水，则会严重影响电机安全可靠运行，甚至造成重大事故。 第二节 发电机转子结构 一、转轴 发电机转轴由高机械性能和导磁性能良好的合金钢锻造而成，转轴有中心孔，供检查锻件质量及装励磁引线的轴向导电杆用，在转轴本体大齿中心沿轴向均布地开了很多横向槽，以均匀转轴上正交两轴线的刚度、从而降低倍频振动。 二、转子绕组 转子绕组槽为开口平行槽、在槽底下开有轴向并向两端倾斜的通风槽，以便将冷氢从转子本体两端通风槽口引入绕组的直线段并使段内沿轴向的各个径向通风支路内的风量分配均匀。转子线圈每匝由上下两根含银铜线组成，全长为加工成矩形槽的铜排，当两根相对地拼在一起时，就在中间形成一个矩形通风风道；在线圈直线与端部转角相互连接处附近侧面开有进风孔，在近磁极中心处的铜排侧面开有出风孔。转子线圈的绝缘为F级。转子线圈槽内楔下垫条底面及线圈端部的护环绝缘内表面均有聚四氟乙稀滑动层，以便于铜线自由胀缩。