QFSN-300-2-20B型汽輪發(fā)電機產(chǎn)品說明書樣本

1、QFSN-300-2-20B型汽輪發(fā)電機產(chǎn)品說明書目錄1. 適用范圍.22. 概述 .23. 額定和性能 .24結(jié)構(gòu)介紹 .7汽輪發(fā)電機產(chǎn)品說明書1.適用范圍:本產(chǎn)品說明書適用于QFSN-300-2-20B及同型不同容量（如330MW的汽輪發(fā)電機。發(fā)電機型號所表示的意義為（以300MV容量為例）：Q F S N -300 -2 -20 BI特征號壓 20kV兩極 額定容量300MW轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷 子繞組水冷 發(fā)電機 由汽輪機拖動2.概述本型汽輪發(fā)電機為三相二極同步發(fā)電機，由汽輪機直接拖動。本型汽輪發(fā)電機的冷卻采用水氫氫方式，即定子線圈（包括定子 引線，定子過渡引線和出線）采用水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子線圈采

2、用氫內(nèi)冷，定子鐵心及 端部結(jié)構(gòu)件采用氫氣表面冷卻。集電環(huán)采用空氣冷卻。機座內(nèi)部的氫氣由裝于轉(zhuǎn)子兩端的軸流式風扇驅(qū)動 ，在機內(nèi)進行密閉循 環(huán)。勵磁采用”機端變壓器靜止整流的自并勵勵磁系統(tǒng)”。發(fā)電機滿足以下標準的要求：GB/T7064IEC34-3透平型同步電機技術(shù)要求 透平型同步電機技術(shù)要求IEEE Std.115同步電機試驗方法3 額定和性能 （以300MV為例，詳見技術(shù)數(shù)據(jù)匯總表）型號QFSN-300-2-20B額定出力（按技術(shù)協(xié)議）353 MVA/300 MW額定電壓20 kV額定電流10.189功率因數(shù)0.85 (轉(zhuǎn)速3000 r/min頻率50 Hz相數(shù)3短路比效率冷卻方式額定氫壓0.

3、25 MPa(g)定子接線2-Y出線端子數(shù)6絕緣等級F (電抗瞬變電抗 xd （非飽和值）kA滯后） 0.6 98.9 %水氫氫超瞬變電抗xd（飽和值） 每日漏氫量 轉(zhuǎn)軸振動 軸承振動溫升按B級考核) 0.15 (標么值) 10 m3 0.075mm (p/p) 0.025mm (p/p)噪音 89 dB（A）（離機殼1 m處測量）3.1技術(shù)規(guī)范和基本技術(shù)要求3.1.1 型式和轉(zhuǎn)向三相，二極，隱極式轉(zhuǎn)子同步發(fā)電機，由汽輪機直接驅(qū)動，其旋轉(zhuǎn)方向 隨汽輪機，（國內(nèi)汽輪機從機頭向發(fā)電機看為順時針方向）。3.1.2環(huán)境溫度和海拔高度發(fā)電機及其輔助設(shè)備連續(xù)運行的環(huán)境條件為：廠房內(nèi)環(huán)境溫度5-45 C ,

4、3.1.3檢溫計在以下部位裝設(shè)電阻測溫元件（RTD）和溫度計（詳見隨機安裝圖4）: 定子線圈和出線的每條水支路的出水端（RTD）;定子每槽上層和下層線圈之間（RTD）;定子鐵心齒部和軛部（不少于12個RTD）;冷卻器冷風側(cè)和熱風側(cè)（RTD和溫度計）；軸瓦（RTD）;軸承出油管（RTC和溫度計）；油密封出油管（RTD）;氫氣冷卻器總進水管和每個出水管（RTD和溫度計）。集電環(huán)出風（溫度計）測溫元件為100Q （0 C ）鉑熱電阻（雙支元件）；所有測溫元件在機座內(nèi)的引線均為屏蔽線。在定子端部壓指、壓圈及銅屏蔽上埋設(shè)有熱電偶。發(fā)電機在規(guī)定的冷卻介質(zhì)參數(shù)下運行在額定狀態(tài)時，各處溫度限值符合國標GB/T

5、7064的規(guī)定。3.1.4臨界轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速遠離額定轉(zhuǎn)速士 10的范圍。3.1.5超速發(fā)電機轉(zhuǎn)子裝配后進行120%額定轉(zhuǎn)速的超速試驗，歷時2min。3.1.6定子繞組電阻偏差排除引線長度不同引起的誤差后，任意兩相冷態(tài)電阻測量值之差不大 于其中最小值的1.0 %。3.1.7氫氣冷卻器氫氣冷卻器在制造廠進行0.8MPS的水壓試驗，歷時30分鐘。電廠交接 試驗壓力為0.6 MPa,歷時30分鐘。當5%的水管堵塞后，發(fā)電機仍能輸出額定功率。當一個冷卻器退出運行后，發(fā)電機能輸出80%額定功率。3.1.8絕緣電阻3.1.8.1 定子繞組在干燥狀態(tài)接近工作溫度時測量，不小于5兆歐。（用2500V兆歐表測

6、量。）3.1.8.2 轉(zhuǎn)子繞組室溫下（20 C ）測量不小于1兆歐。（用500V兆歐表測量。）3.1.8.3 測溫元件室溫下（20 C ）測量不小于1兆歐。（用250V兆歐表測量。） 3.1.8.4.軸承和油密封（勵磁機端）軸承和油密封（勵端）對地絕緣電阻不小于1兆歐（用1000V兆歐表測量）3.1.9電壓波形及電話諧波因數(shù)（THF）發(fā)電機在空載額定電壓和額定轉(zhuǎn)速時，其線電壓波形正弦性畸變率不 超過5 %;其線電壓的電話諧波因數(shù)不超過1.5 %。3.1.10 耐電壓試驗發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子繞組能承受以下耐電壓試驗歷時1mi n:定子繞組交流工頻試驗電壓有效值為 2LN+1KV（或根據(jù)技術(shù)協(xié)議）,轉(zhuǎn)子

7、繞組交流工頻試驗電壓有效值為10UfN, （Uf n為額定勵磁電壓） 電廠安裝后的交接試驗電壓為上述電壓的80 %。3.1.11定子繞組及機座的水壓試驗總裝出廠前定子繞組應能承受1.0 MPa（表壓）水壓試驗，歷時8小時； 工地安裝后的交接試驗水壓為 0.75 MPa（表壓），歷時8小時。發(fā)電機機座，端罩，端蓋,出線罩及氫氣冷卻器包等能承受1.0 Mpa（表壓）的水壓試驗，歷時15分鐘。3.1.12短時過負荷能力3.1.12.1定子繞組定子繞組能承受短時過電流運行，且滿足下列公式：（I 2-1）t=37.5s其中：I-定子電流（%）; t-過電流時間（sec.）3.1.13突然短路發(fā)電機能承受

8、在額定功率和額定功率因數(shù)以及105%額定電壓下發(fā)生在出口端的三相突然短路故障。發(fā)電機亦能承受主變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)中發(fā)生的任何形式的短路故障 造成的沖擊而無損壞。無損壞”的標志是在發(fā)生上述短路故障后，定子線圈可能有輕微變 形，但不會引起發(fā)電機損壞而造成停機。3.1.14強勵發(fā)電機能承受額定勵磁電壓 2倍的強勵電壓，持續(xù)時間10S。強 勵電壓上升速度不小于2/sec.3.1.15負荷變化和大修間隔發(fā)電機運行負荷允許在50%至100%額定負荷之間變化。 發(fā)電機服役期間可以起停10000次。大修間隔不小于4年。注：發(fā)電機正常與非正常運行的有關(guān)規(guī)定見運行說明書。4.結(jié)構(gòu)介紹 4.1總裝見附圖1二 二 口_

9、巴s蠱竺 s*mfirf條z -655q 左就 2 奮 9詛川篡 b 除s* I圖1.汽輪發(fā)電機總裝圖4.2通風定子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組由氫氣密閉循環(huán)系統(tǒng)進行冷卻。氣體由安裝在轉(zhuǎn)子 兩端的單級軸流式風扇驅(qū)動。從風扇來的氣流通過機座內(nèi)的導風管進入各冷風區(qū)，再從鐵心背部沿鐵心 徑向風溝進入氣隙，然后進入轉(zhuǎn)子繞組風道，冷卻轉(zhuǎn)子繞組后，氣流回到氣隙, 并沿著鐵心徑向風溝進入機座熱風區(qū)，經(jīng)導風管流過安裝在端罩上部的冷 卻器，冷卻后再回到風扇前繼續(xù)循環(huán)。定子和轉(zhuǎn)子風區(qū)的數(shù)量相等，位置相對應，冷風區(qū)和熱風區(qū)沿軸向交替布 置。這種布置方式使定子和轉(zhuǎn)子得到均勻的冷卻，溫度比較均勻。Iw-rj TIMJ4faX亠,i圖

10、2.發(fā)電機通風示意圖4.3機座機座是用鋼板焊成的殼體結(jié)構(gòu)，有足夠的強度和剛度。其作用是支承定子 鐵心和定子線圈，并構(gòu)成特定的冷卻氣體流道。作為氫氣的密閉容器，能 承受機內(nèi)意外氫氣爆炸產(chǎn)生的沖擊。機座由端板，外皮和風區(qū)隔板等組焊而成，并形成特定的環(huán)形進出風區(qū)機座設(shè)計成三段，即一個中段和兩個端罩，以減小定子運輸尺寸及重量。其中段（含鐵心和繞組）是發(fā)電機最重最大的部件，但其尺寸和重量均未超過鐵 IC1WWITTIII1III II-1路運輸極限，可以通過鐵路隧道運往電廠。圖3.發(fā)電機定子運輸機座和端罩經(jīng)1.0MPa歷時30 min的水壓試驗和0.4MPa歷時24小時的空 氣氣密試驗。端罩與機座之間和

11、端罩與出線罩之間的結(jié)合面用焊接進行密封（在安裝時進行）,端罩與端蓋之間用鴿尾槽嵌裝橡皮條并抹密封膠的方式進行密封。機座上有四個可拆式吊攀，端罩側(cè)面布置有若干測溫接線板，機內(nèi)的測 溫元件引線經(jīng)過測溫接線板引出。所有機外的油、水、氣管道均用法蘭與發(fā)電機聯(lián)接。4.4定子鐵心與隔振定子鐵心由經(jīng)過絕緣處理的扇形冷軋硅鋼片迭壓而成。選用的硅鋼片 具有較低的損耗和優(yōu)良的導磁性能。硅鋼片沖制和去毛剌后，涂刷添加無機填料的F級絕緣漆作為片間絕緣。 扇形沖片采用交錯式迭裝，由定位筋上的鴿尾定位。鐵心沿軸向由通風槽 鋼分隔成若干段，段間是徑向風道，這種布置有利于鐵心的均勻冷卻。鐵心迭裝過程中經(jīng)多次施壓，兩端用壓圈通

12、過定位筋用螺帽壓緊，保證 片間有足夠的壓力，使鐵心具有足夠的剛度。鐵心與機座之間裝設(shè)軸向彈 簧板，有效地減小了鐵心倍頻振動對機座及基礎(chǔ)的影響。邊段鐵心齒設(shè)計成階梯狀并在齒中間開窄槽，同時在壓圈上裝置整體 壓制成形的銅屏蔽，以降低鐵心端部的損耗和溫升。4.5定子繞組定子繞組為單匝線圈組成的雙層籃式結(jié)構(gòu)，采用連續(xù)式F級環(huán)氧粉云母絕 緣系統(tǒng),表面有防暈處理措施。線圈具有優(yōu)良的絕緣性能和機械性能。定子線圈通水冷卻，空心導線和實心導線按一定比例組合成雙排導線，這種 方式能獲得良好的冷卻效果和較高的槽利用率。 線圈在槽部進行540。換位 以降低環(huán)流損耗。線棒兩端焊有水接頭，并通過絕緣引水管與進出水匯流母管

13、連接 線棒通過嚴格的檢查和試驗以保證質(zhì)量。每根空心股線先單獨進行水壓及流量試驗。線棒成形及焊水接頭后，均重做水壓及流量試驗。單根線棒要進行耐電壓試驗。為了約束線棒上的電動力的不利影響，繞組必須在槽部和端部妥善固定。 本機槽部采用槽楔、楔下波紋板以及層間和槽底墊適形材料作為徑向固 定；采用半導體斜楔作為側(cè)面固定，實踐證明這是 一種有效的固定方式。1. 墊條2. 槽楔3. 波紋墊條4. 側(cè)面斜楔5. 定子線圈6. 適形材料圖4.定子線圈槽內(nèi)固定端部用滌玻繩綁扎在由玻璃鋼支架和綁環(huán)組成的端部固定件上。端部固有頻率遠離 100Hz,從而避免運行時發(fā)生共 振。玻璃鋼支架由軸向柔度較大的L形支架與壓圈聯(lián)接

14、，使整個端部可以 較自由的在軸向位移，以適應調(diào)峰運行的需要。固定和綁扎工序后，整個定子進行烘焙固化。1.氣隙隔板2.槽口墊塊3.綁環(huán)4.綁繩5.層間綁環(huán)6.絕緣盒7.絕緣引水管8.絕緣支架9.定子引線10.L形彈性支架圖5.定子線圈端部固定出廠前,定子繞組（包括出線部分）按照有關(guān)標準和規(guī)范進行水壓試驗和 耐電壓試驗。4.6出線端子（出線套管）六個出線端子（三個為中性點，三個為電功率輸出端）從勵端端罩下部的非 磁性鋼出線罩引出。出線端子由高壓瓷瓶和空心導電桿組成，導電桿內(nèi)通水冷卻。高壓瓷瓶按技術(shù)規(guī)范采購以保證其電氣和機械性能。出線端子單獨進行空氣氣密試驗。出線端與圭寸閉母線聯(lián)接的部位鍍銀。定子出

15、線部分在工地安裝完畢后，與定子繞組一起進行水壓試驗、耐電壓 試驗及整體氣密試驗。允許在出線罩上用非磁性螺桿吊裝套管式電流互感器 （CT）,每個套管外留有裝45只電流互感器的空間圖6.水冷出線套管結(jié)構(gòu)4.7轉(zhuǎn)子4.7.1 軸轉(zhuǎn)軸由整鍛高強度，高磁導率合金鋼加工而成。轉(zhuǎn)子本體上加工有放置勵磁繞組的軸向槽，本體同時作為磁路。轉(zhuǎn)子具 有傳遞功率，承受事故狀態(tài)下的扭矩和高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的巨大離心力的能力。轉(zhuǎn)子鍛件根據(jù)有關(guān)標準和規(guī)范訂貨。對鍛件的化學成分，機械性能，磁性能 進行測試并進行超聲波探傷。轉(zhuǎn)子大齒上加工橫向槽，用于均衡大、小齒方向的剛度，以避免由于它 們之間的較大差異而產(chǎn)生倍頻振動。4.7.2 轉(zhuǎn)子

16、繞組轉(zhuǎn)子繞組采用具有良好的導電性能，機械性能和抗蠕變性能的含銀銅線制 成。轉(zhuǎn)子繞組槽部采用氣隙取氣斜流內(nèi)冷方式，端部采用兩路通風冷卻方式當轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時，氣隙里的冷氫從進風區(qū)槽楔迎風風斗進入繞組斜向 風道（繞組風道由銅線上加工的孔形成）,到達槽底后沿另一側(cè)斜向風道返回 氣隙出風區(qū)從而帶走銅線損耗。圖7.轉(zhuǎn)子繞組氣隙取氣，斜流冷卻風路示意圖這種由轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)作用產(chǎn)生風壓而形成的-自通風系統(tǒng)-可以只采用單級 風扇,從而降低了通風損耗。在端部,進入護環(huán)下的氣流分成兩路，一路沿轉(zhuǎn)子銅線上的軸向通風道到 達槽部,從出風區(qū)槽楔甩出，另一路進入銅線的切向風道 ，從大齒甩風槽排 入氣隙,這種端部通風系統(tǒng)風路短，

17、溫升低。圖8.轉(zhuǎn)子繞組端部兩路通風系統(tǒng)示意圖轉(zhuǎn)子裝配完后，進行通風孔的檢查試驗并將試驗記錄提供用戶。轉(zhuǎn)子槽襯用含云母，玻璃纖維等材料的復合絕緣壓制而成，具有良好的 絕緣性能和機械性能。槽襯內(nèi)表面和端部護環(huán)絕緣內(nèi)表面涂有干性滑移劑，使轉(zhuǎn)子銅線在負 荷變化引起熱脹冷縮時可自由伸縮，以適應調(diào)峰的需要。4.7.3 護環(huán)護環(huán)的作用是保護轉(zhuǎn)子端部繞組，使之不致因離心力而飛散。護環(huán)采用非 磁性的高強度合金鋼鍛件(Mn 18Cr18 )加工而成，其鍛件訂貨和加工均有 嚴格的質(zhì)量保證措施。護環(huán)為懸掛式結(jié)構(gòu)，熱套在轉(zhuǎn)子本體兩端4.7.4 阻尼環(huán)在轉(zhuǎn)子兩端護環(huán)下布置有紫銅板制成的阻尼環(huán)，其齒部深入本體槽楔 下，阻尼

18、環(huán)的存在提高了轉(zhuǎn)子承擔負序負荷的能力。4.7.5 集電環(huán)集電環(huán)用耐磨合金鋼制成，與轉(zhuǎn)子之間采用熱套裝配，在集電環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間 有絕緣套筒。通過集電環(huán)和碳刷裝置可以提供發(fā)電機額定出力、以至強勵 時所需的勵磁電流。集電環(huán)上加工有軸向和徑向通風孔。表面的螺旋溝可以改善電刷與集電 環(huán)的接觸狀況，使電刷之間的電流分配均勻。集電環(huán)通過導電螺釘，轉(zhuǎn)子引線與轉(zhuǎn)子繞組相連接。導電螺釘由鉻銅合金 制成，具有高強度和高導電率。導電螺釘與轉(zhuǎn)軸之間有密封結(jié)構(gòu)以防漏氫。電刷為電碳制品，有較低的磨擦系數(shù)，與恒壓彈簧刷握配合使用。兩集電環(huán)間有同軸離心式風扇對集電環(huán)及電刷進行強迫冷卻。4.7.6 轉(zhuǎn)子裝配轉(zhuǎn)子裝配后進行動平衡試驗和120%額定轉(zhuǎn)速、歷時2min的超速試驗。此 外還要進行規(guī)定的絕緣試驗并