汽轮发电机结构课件.ppt

1、汽轮发电机结构汽轮发电机结构汽轮发电机结构前言一一. 前言前言 发电机作为能量转换的重要工具，其种发电机作为能量转换的重要工具，其种种属性都是通过一定形式的结构来实现种属性都是通过一定形式的结构来实现的，可以说电机结构是电机电磁、机械、的，可以说电机结构是电机电磁、机械、发热及冷却特性的具体体现，同时它还发热及冷却特性的具体体现，同时它还与材料、工艺、装备、传统等密切相关。与材料、工艺、装备、传统等密切相关。 基本电磁关系汽轮发电机结构特征二汽轮发电机结构特征二汽轮发电机结构特征 1. 基本电磁关系基本电磁关系发电机的容量：发电机的容量：KVA=K*D2*L*B*A*n其中：其中：K 常数常数

2、 D 定子铁芯内径定子铁芯内径 L 定子铁芯长度定子铁芯长度 B 气隙磁通密度气隙磁通密度 A 定子线负荷定子线负荷 n 转速转速发电机的频率发电机的频率：f=p*n/60其中：其中：p 极对数极对数高速原动机汽轮发电机结构特征2. 高速原动机高速原动机 汽轮发电机，是由汽轮机拖动的发电机，汽轮发电机，是由汽轮机拖动的发电机，其功能即是将汽轮机的机械功能转化为其功能即是将汽轮机的机械功能转化为电功能，是一个能量转换器。由于汽轮电功能，是一个能量转换器。由于汽轮机是一种高速机械，因此汽轮发电机的机是一种高速机械，因此汽轮发电机的转速绝大多数为转速绝大多数为3000r/min，或，或3600r/m

3、in（当（当60Hz电网时）。汽轮发电机的原动电网时）。汽轮发电机的原动机除汽轮机之外，还有燃气轮机以及核机除汽轮机之外，还有燃气轮机以及核电站的汽轮机。电站的汽轮机。300MW上安电厂单机容量汽轮发电机结构特征3. 单机容量单机容量 为了降低运行成本和制造成本，必须提为了降低运行成本和制造成本，必须提高发电机的单机容量，粗略地讲经过高发电机的单机容量，粗略地讲经过100多年的发展，汽轮发电机的单机容量已多年的发展，汽轮发电机的单机容量已经从最初的经从最初的100KVA提高到现在的提高到现在的150万万KVA左右。左右。长径比汽轮发电机结构特征4. 长径比长径比转速转速n，极对数，极对数p，以

4、及性能和成本，决，以及性能和成本，决定了汽轮发电机是一个非常紧凑、细长定了汽轮发电机是一个非常紧凑、细长结构的机械，其长径比很大，可达结构的机械，其长径比很大，可达3-7。50MW机穿转子冷却方式汽轮发电机结构特征5. 冷却方式冷却方式发电机中产生的各种损耗，必须用冷却发电机中产生的各种损耗，必须用冷却介质带走，方能保证发电机的正常运行，介质带走，方能保证发电机的正常运行，由于汽轮发电机的结构非常紧凑，这一由于汽轮发电机的结构非常紧凑，这一问题变得特别突出，为此发展了各式各问题变得特别突出，为此发展了各式各样的冷却方式。样的冷却方式。常用的冷却方式有：空气冷却，氢气冷常用的冷却方式有：空气冷却

5、，氢气冷却，水冷却，油冷却等。却，水冷却，油冷却等。运输方式汽轮发电机结构特征6. 运输方式运输方式随着发电机容量的增大，其重量和尺寸随着发电机容量的增大，其重量和尺寸都可能超过铁路及公路的限制，因此需都可能超过铁路及公路的限制，因此需要将发电机设计成分段式机座或者内外要将发电机设计成分段式机座或者内外机座，使其结构复杂化。机座，使其结构复杂化。岭澳机座发运 分类汽轮发电机总体结构三汽轮发电机总体结构三汽轮发电机总体结构1. 分类分类习惯上可以将发电机描述为由不同功能习惯上可以将发电机描述为由不同功能的装配组成，各装配又由相应的若干零的装配组成，各装配又由相应的若干零部件组成，其体系为：部件组

6、成，其体系为： 分类汽轮发电机总体结构 发发电电机机总总装装配配定定子子装装配配机座外壳，幅板，端板，底脚，定位筋，弹簧板，冷却器座，引出线座 定子铁芯 冲片，通风槽板，压指，压圈，屏蔽 定子绕组 线棒，槽楔，槽部及端部固定，相间联接环，水电接头，绝缘引水管，汇流管 转转子子装装配配 转轴，护环，中心环，风扇，联轴器转子绕组线圈，槽衬绝缘，匝间绝缘，端部撑块，槽楔转子引出线引出线，槽楔，导电螺钉，导电杆，集电环阻尼绕组阻尼条，槽楔定子引出线装配定子引出线装配出线罩，过渡引线，出线导管，CT总装零部件总装零部件端罩，端盖，端盖轴承，油密封，冷却器，碳刷架，稳定轴承，隔音罩及外饰 冷却方式汽轮发电

7、机总体结构2. 冷却方式冷却方式为了将定子铁芯、定子线圈、转子铁芯为了将定子铁芯、定子线圈、转子铁芯及线圈中产生的损耗排除发电机外，需及线圈中产生的损耗排除发电机外，需要采用相应的冷却措施，并按照所使用要采用相应的冷却措施，并按照所使用的冷却介质发电机的冷却方式分为多种的冷却介质发电机的冷却方式分为多种型式，其中使用最为广泛的系有三种，型式，其中使用最为广泛的系有三种，并且当冷却介质直接与线圈铜线接触将并且当冷却介质直接与线圈铜线接触将其损耗带走者称为其损耗带走者称为“内冷内冷”。空气冷却冷却方式汽轮发电机总体结构2.1 空气冷却。空气是最廉价、安全的冷空气冷却。空气是最廉价、安全的冷却介质，

8、适用于却介质，适用于35MW及以下小容量发及以下小容量发电机，近年来随着联合循环发电技术的电机，近年来随着联合循环发电技术的长足发展，空冷发电机容量有向大容量长足发展，空冷发电机容量有向大容量发展的趋势，我公司的发展的趋势，我公司的60MW、75MW、135MW、165MW空冷发电机。空气冷空冷发电机。空气冷却方式又可细分为开启式、封闭式、转却方式又可细分为开启式、封闭式、转子内冷式。子内冷式。135MW 总体布置氢气冷却冷却方式汽轮发电机总体结构2.2 氢气冷却。氢气具有良好的散热性能氢气冷却。氢气具有良好的散热性能和很低的密度，适合于和很低的密度，适合于50MW容量以上容量以上的大中型发电

9、机，我公司的的大中型发电机，我公司的50MW、200MW、300MW、400MW、600MW、1000MW发电机都是采用的氢气冷却。发电机都是采用的氢气冷却。氢气冷却又分为氢外冷、氢内冷两种方氢气冷却又分为氢外冷、氢内冷两种方式。氢气冷却总是密封式的，并且随着式。氢气冷却总是密封式的，并且随着容量的增大发电机内的氢气压力亦有增容量的增大发电机内的氢气压力亦有增大的趋势。大的趋势。水冷却冷却方式汽轮发电机总体结构2.3 水冷却。水具有良好的冷却能力和良水冷却。水具有良好的冷却能力和良好的介电性能，故广泛用于定子绕组的好的介电性能，故广泛用于定子绕组的直接冷却，世界上直接冷却，世界上200MW容量

10、以上的发容量以上的发电机绝大多数均采用定子绕组水内冷却电机绝大多数均采用定子绕组水内冷却方式。我公司的方式。我公司的200MW、300MW、600MW、1000MW发电机定子绕组都是发电机定子绕组都是采用这种冷却方式。采用这种冷却方式。300MW总装配发电机的冷却方式冷却方式汽轮发电机总体结构2.4 发电机的冷却方式。对于某一发电机发电机的冷却方式。对于某一发电机而言，上述几种冷却介质的单独或联合而言，上述几种冷却介质的单独或联合使用即形成了该型发电机的冷却方式。使用即形成了该型发电机的冷却方式。目前我公司的汽轮发电机的冷却方式为：目前我公司的汽轮发电机的冷却方式为：发电机的冷却方式冷却方式汽

11、轮发电机总体结构容量容量MW冷却方式冷却方式冷却介质冷却介质定子绕组定子绕组转子绕组转子绕组定子铁芯定子铁芯6, 12, 25, 35空（外）冷空（外）冷空气外冷空气外冷空气外冷空气外冷空气外冷空气外冷60, 75, 135，165空（内）冷空（内）冷空气外冷空气外冷空气内冷空气内冷空气外冷空气外冷50氢（外）冷氢（外）冷氢气外冷氢气外冷氢气外冷氢气外冷氢气外冷氢气外冷210, 400氢（内）冷氢（内）冷氢气外冷氢气外冷氢气内冷氢气内冷氢气外冷氢气外冷200, 210, 300, 350, 600，1000水氢氢水氢氢水内冷水内冷氢气内冷氢气内冷氢气外冷氢气外冷因素总体结构汽轮发电机总体结构总

12、体结构汽轮发电机总体结构3. 总体结构总体结构3.1 因素。容量、冷却方式、运输限制是因素。容量、冷却方式、运输限制是决定发电机总体结构的基本因素，此外决定发电机总体结构的基本因素，此外发电机的励磁方式，公司的技术传统、发电机的励磁方式，公司的技术传统、装备能力等均对发电机的总体结构产生装备能力等均对发电机的总体结构产生直接的影响。例如我公司的直接的影响。例如我公司的600MW发电发电机就有三种结构型式：内外机座式、整机就有三种结构型式：内外机座式、整体机座式、整体机座端罩式。体机座式、整体机座端罩式。总体结构型式总体结构汽轮发电机总体结构总体结构汽轮发电机总体结构3.2 总体结构型式。我公司

13、汽轮发电机的总体结总体结构型式。我公司汽轮发电机的总体结构型式可以归纳如下：构型式可以归纳如下：部件部件结构型式结构型式机座整体机座，整体机座端罩式，内外机座铁芯机座连接刚性，弹性轴承座式轴承，端盖轴承油密封单流环式，双流环式冷却器竖置，背置，机外置冷却方式空冷，空内冷，氢冷，氢内冷，水氢氢励磁方式同轴他励，无刷励磁，机端变自并励机座的作用机座定子装配四定子装配四定子装配1. 机座机座1.1 1.1 机座的作用。机座的作用。 机座的基本作用是支机座的基本作用是支撑、固定定子铁心，形成发电机通风系撑、固定定子铁心，形成发电机通风系统的风路，在采用氢气作为冷却介质的统的风路，在采用氢气作为冷却介质

14、的发电机中，机座与端罩、端盖、出线罩发电机中，机座与端罩、端盖、出线罩等一起构成保持氢气的压力容器。等一起构成保持氢气的压力容器。机座结构机座定子装配1.2 1.2 机座结构机座结构1.2.1 1.2.1 机座由钢板焊接而成，具有外壳、机座由钢板焊接而成，具有外壳、端板及幅板、定位筋等。对于氢冷发电端板及幅板、定位筋等。对于氢冷发电机，机座外壳要求有很高的刚度和强度，机，机座外壳要求有很高的刚度和强度，以保持机内的压力氢气。以保持机内的压力氢气。1.2.2 1.2.2 对于对于600MW600MW及以上容量的发电机，及以上容量的发电机，为了解决运输问题，机座往往分成内外为了解决运输问题，机座往

15、往分成内外两层，即内外机座结构。两层，即内外机座结构。200MW机定子机座外机座组焊定位筋机座定子装配2. 2. 定位筋机座与铁心的连接定位筋机座与铁心的连接无论何种机座其作用首先是支撑铁心，通无论何种机座其作用首先是支撑铁心，通过定位筋将机座与铁心相连接，定位筋过定位筋将机座与铁心相连接，定位筋顾名思义还起着确定铁心空间几何形状顾名思义还起着确定铁心空间几何形状的重要作用。由于发电机的铁心是一个的重要作用。由于发电机的铁心是一个质量很大的振源，故应按铁心的振动情质量很大的振源，故应按铁心的振动情况确定机座与铁心的连接方式，该连接况确定机座与铁心的连接方式，该连接方式可以分为三类。方式可以分为

16、三类。定位筋机座定子装配2.1 2.1 刚性定位筋连接。定位筋直接与机座刚性定位筋连接。定位筋直接与机座相焊接，形成刚性定位筋连接方式。相焊接，形成刚性定位筋连接方式。2.2 2.2 弹性定位筋连接。弹性定位筋连接。 “ “背置式背置式”弹性弹性定位筋。定位筋。 “ “侧置式侧置式”弹性定位筋弹性定位筋2.3 2.3 切向弹簧板连接。切向弹簧板亦属于切向弹簧板连接。切向弹簧板亦属于弹性连接方式，一般说来使用于采用内弹性连接方式，一般说来使用于采用内外机座的大容量发电机上，弹簧板在径外机座的大容量发电机上，弹簧板在径向有很好的弹性而在切向具有很大的刚向有很好的弹性而在切向具有很大的刚性性。定子铁

17、芯叠片铁芯定子装配3. 3. 铁芯铁芯 铁芯的功能是固定定子绕组，形成发电铁芯的功能是固定定子绕组，形成发电机的主磁路以及通风风路。铁芯由定子机的主磁路以及通风风路。铁芯由定子铁芯冲片、通风槽板、压指、压圈以及铁芯冲片、通风槽板、压指、压圈以及铜屏蔽组成，并通过定位筋两端的螺栓铜屏蔽组成，并通过定位筋两端的螺栓将它们压紧成一整体。将它们压紧成一整体。铁芯检查铁芯冲片铁芯定子装配3.1 3.1 铁芯冲片。由高导磁率低损耗的硅钢铁芯冲片。由高导磁率低损耗的硅钢片冲制而成，扇形冲片两面涂刷绝缘漆，片冲制而成，扇形冲片两面涂刷绝缘漆，其内径方向上有齿槽，外圆周上有定位其内径方向上有齿槽，外圆周上有定位

18、鸽尾，若干扇形冲片拼接成一整圆即形鸽尾，若干扇形冲片拼接成一整圆即形成了一个环状铁芯和铁芯段，在轴向方成了一个环状铁芯和铁芯段，在轴向方向上有数十个铁芯段，个铁芯段之间用向上有数十个铁芯段，个铁芯段之间用通风槽板隔开。通风槽板隔开。压指及压圈铁芯定子装配3.2 3.2 压指及压圈。压指由非磁性铸钢或铝压指及压圈。压指由非磁性铸钢或铝合金材料制成，布置在铁芯两端用以压合金材料制成，布置在铁芯两端用以压紧铁芯齿部，压圈由非磁性铸铁、非磁紧铁芯齿部，压圈由非磁性铸铁、非磁性铸钢或球墨铸铁制成，布置在压指的性铸钢或球墨铸铁制成，布置在压指的外侧，机座上定位筋的端头螺栓穿过压外侧，机座上定位筋的端头螺栓

19、穿过压圈外径方向上的通孔，用螺母把紧使铁圈外径方向上的通孔，用螺母把紧使铁芯成为一个整体。芯成为一个整体。铜屏蔽铁芯定子装配3.3 3.3 铜屏蔽。对于铜屏蔽。对于300MW300MW容量以上的大型容量以上的大型发电机，或者铁芯端部冷却条件较差的发电机，或者铁芯端部冷却条件较差的大型空冷发电机，为了避免边端铁芯、大型空冷发电机，为了避免边端铁芯、压指、压圈可能出现的过热现象，在压压指、压圈可能出现的过热现象，在压圈的外侧还应设置铜屏蔽。铜屏蔽由给圈的外侧还应设置铜屏蔽。铜屏蔽由给工业纯铜板模压而成。工业纯铜板模压而成。铜屏蔽定子绕组定子装配4. 4. 定子绕组定子绕组 定子绕组构成发电机的主电

20、路，产生发定子绕组构成发电机的主电路，产生发电机的电压和承载发电机的电流。定子电机的电压和承载发电机的电流。定子绕组由若干定子线圈按照发电机的电气绕组由若干定子线圈按照发电机的电气要求相互连接而成，汽轮发电机常用的要求相互连接而成，汽轮发电机常用的绕组型式为双层短距叠绕组，端部为渐绕组型式为双层短距叠绕组，端部为渐开线篮式。对于水内冷的绕组，除完成开线篮式。对于水内冷的绕组，除完成其电气任务之外，绕组本身就是定子绕其电气任务之外，绕组本身就是定子绕组水路的重要组成部分。组水路的重要组成部分。定子线棒定子绕组定子装配4.1 4.1 定子线棒定子线棒 4.1.1 4.1.1 股线。定子线棒的载电部

21、分由若干股线。定子线棒的载电部分由若干相互绝缘的铜线俗称股线，经相互绝缘的铜线俗称股线，经ROEBELROEBEL换换位编织并在模具上胶化压制成型，对于位编织并在模具上胶化压制成型，对于水内冷的定子线棒，其股线由实心和空水内冷的定子线棒，其股线由实心和空心两种股线按一定比例组成，空心股线心两种股线按一定比例组成，空心股线除承载电流之外其孔道中还将流通冷却除承载电流之外其孔道中还将流通冷却水，构成定子绕组内部水路。水，构成定子绕组内部水路。线棒及槽内固定定子线棒定子绕组定子装配4.1.2 4.1.2 绝缘。定子线棒的绝缘是发电机的绝缘。定子线棒的绝缘是发电机的核心，绝缘材料经多年的发展其基本型核

22、心，绝缘材料经多年的发展其基本型式为玻璃丝布基的环氧或桐马粉云母带，式为玻璃丝布基的环氧或桐马粉云母带，在胶化成型的股线上绕包数十层该云母在胶化成型的股线上绕包数十层该云母带，然后经加热固化处理即形成定子线带，然后经加热固化处理即形成定子线棒的主绝缘。我公司传统的工艺是模压，棒的主绝缘。我公司传统的工艺是模压，现在正发展现在正发展VPIVPI。定子线棒定子绕组定子装配4.1.3 4.1.3 防晕。为避免线棒表面的电腐蚀，防晕。为避免线棒表面的电腐蚀，线棒表面必须进行防晕处理，尤其是对线棒表面必须进行防晕处理，尤其是对于大容量发电机，因为大容量发电机一于大容量发电机，因为大容量发电机一般采用较高

23、的端电压。防晕材料为碳化般采用较高的端电压。防晕材料为碳化硅防晕漆，用涂刷或绕包防晕带工艺，硅防晕漆，用涂刷或绕包防晕带工艺，根据电场分布线棒的槽内部分涂刷低阻，根据电场分布线棒的槽内部分涂刷低阻，线棒的端部则分级涂刷低中高阻防线棒的端部则分级涂刷低中高阻防晕漆。晕漆。定子线棒定子绕组定子装配4.1.4 4.1.4 水电接头。对于水内冷定子线棒，水电接头。对于水内冷定子线棒，为了将各线棒在电气上连接成绕组，在为了将各线棒在电气上连接成绕组，在水路上连接成通路，在线棒的两端头水路上连接成通路，在线棒的两端头（俗称鼻端）钎焊有铜质接头，俗称水（俗称鼻端）钎焊有铜质接头，俗称水电接头，用作定子绕组的

24、水路和电气连电接头，用作定子绕组的水路和电气连接。我公司的接。我公司的300MW300MW发电机的水电接头是发电机的水电接头是单独将线棒的全部空心铜线组焊在一起，单独将线棒的全部空心铜线组焊在一起，600MW600MW发电机的水电接头则是将线棒的空发电机的水电接头则是将线棒的空心和实心股线全部组焊在一起。心和实心股线全部组焊在一起。上下层线棒水电连接槽内固定 定子绕组定子装配4.2 4.2 槽内固定槽内固定 对于大容量发电机多用槽楔加楔下波纹对于大容量发电机多用槽楔加楔下波纹板或楔下斜楔做径向固定，同时还用侧板或楔下斜楔做径向固定，同时还用侧面波纹板或斜楔做切向固定。我公司的面波纹板或斜楔做切

25、向固定。我公司的300MW300MW发电机采用槽楔加楔下波纹板并配发电机采用槽楔加楔下波纹板并配合以适形垫条做径向固定，用斜楔做切合以适形垫条做径向固定，用斜楔做切向固定，而向固定，而600MW600MW发电机则采用槽楔加楔发电机则采用槽楔加楔下斜楔并配合以适形垫条做径向固定，下斜楔并配合以适形垫条做径向固定，用波纹板做切向固定。用波纹板做切向固定。线棒及槽内固定端部固定定子绕组定子装配4.3 4.3 端部固定端部固定 世界上有两种端部固定方法，其一是压世界上有两种端部固定方法，其一是压板固定，其二是绑扎固定，我公司传统板固定，其二是绑扎固定，我公司传统的结构是绑扎固定。对于大容量发电机，的结

26、构是绑扎固定。对于大容量发电机，定子绕组端部在径向和切向要求牢固固定子绕组端部在径向和切向要求牢固固定，在轴向则要求有足够的柔性甚至不定，在轴向则要求有足够的柔性甚至不作固定，用以适应定子线棒在轴向的热作固定，用以适应定子线棒在轴向的热胀冷缩。为此我公司的胀冷缩。为此我公司的300MW300MW发电机采用发电机采用L L形支架结构，形支架结构，600MW600MW发电机采用滑销结发电机采用滑销结构。构。定子端部滑移结构电连接及水电连接定子绕组定子装配4.4 4.4 电连接及水电连接电连接及水电连接 位于铁芯槽内的各线棒之间，在其鼻端位于铁芯槽内的各线棒之间，在其鼻端进行电连接，形成定子绕组。对

27、于用空进行电连接，形成定子绕组。对于用空气或氢气外部冷却的定子绕组，当进行气或氢气外部冷却的定子绕组，当进行绕组电连接时，将线棒的股线分组换位绕组电连接时，将线棒的股线分组换位连接。对于水冷却线棒则必须同时进行连接。对于水冷却线棒则必须同时进行绕组的电气和水路连接，即水电连接。绕组的电气和水路连接，即水电连接。我公司的我公司的600MW600MW发电机采用水电接头进行发电机采用水电接头进行电气和水路连接的方式，电气和水路连接的方式，200MW200MW和和300MW300MW发电机采用小水电接头进行水路连接，发电机采用小水电接头进行水路连接，绕组的电气连接则直接用线棒的实心股绕组的电气连接则直

28、接用线棒的实心股线。线。上下层线棒水电连接绕组鼻端绝缘定子绕组定子装配4.5 4.5 绕组鼻端绝缘绕组鼻端绝缘 绕组鼻端绝缘主要有两种方式，其一是绕组鼻端绝缘主要有两种方式，其一是用与线棒绝缘同样的云母带和胶，绕包用与线棒绝缘同样的云母带和胶，绕包鼻端并加热固化，其二是采用模压成型鼻端并加热固化，其二是采用模压成型的绝缘盒，盒内填满绝缘填料，将该绝的绝缘盒，盒内填满绝缘填料，将该绝缘盒扣置在鼻端并加热固化。我公司的缘盒扣置在鼻端并加热固化。我公司的600MW600MW以及小容量发电机采用绕包绝缘方以及小容量发电机采用绕包绝缘方法，法，135MW135MW、200MW200MW、300MW300

29、MW发电机则采用发电机则采用绝缘盒。绝缘盒。200MW机定子绕组端部绕组水路定子绕组定子装配4.6 4.6 绕组水路绕组水路4.6.1 4.6.1 水路。冷却定子线棒的冷却水从励水路。冷却定子线棒的冷却水从励端的汇流管进入，通过汇流管上的水接端的汇流管进入，通过汇流管上的水接头和绝缘引水管分别进入各线棒，然后头和绝缘引水管分别进入各线棒，然后从线棒的汽端流出，再经过水接头和绝从线棒的汽端流出，再经过水接头和绝缘引水管进入汽端的出水汇流管，然后缘引水管进入汽端的出水汇流管，然后回到供水系统进行再循环。绕组水路中回到供水系统进行再循环。绕组水路中的两个主要部件是汇流管和绝缘引水管。的两个主要部件是

30、汇流管和绝缘引水管。绕组水路定子绕组定子装配4.6.2 4.6.2 汇流管。汇流管由不锈钢管弯制成汇流管。汇流管由不锈钢管弯制成环形，焊接或用绝缘支架固定在发电机环形，焊接或用绝缘支架固定在发电机汽励两端，汇流管的出水位置总是在顶汽励两端，汇流管的出水位置总是在顶部，进水位置则可以在底部或者顶部，部，进水位置则可以在底部或者顶部，当进水位置在底部时进水汇流管的顶部当进水位置在底部时进水汇流管的顶部应设置排气阀。我公司的应设置排气阀。我公司的200MW200MW和和300MW300MW发电机的汇流管用绝缘支架固定进水位发电机的汇流管用绝缘支架固定进水位置在汇流管底部，置在汇流管底部，600MW6

31、00MW发电机的用焊接发电机的用焊接固定进水位置在顶部。固定进水位置在顶部。绕组水路定子绕组定子装配4.6.3 4.6.3 绝缘引水管。绝缘引水管在构成水绝缘引水管。绝缘引水管在构成水路的同时也将高电压的定子绕组与地直路的同时也将高电压的定子绕组与地直接连接，因此要求绝缘引水管的材质具接连接，因此要求绝缘引水管的材质具有很高的介电性能，全世界的厂家都采有很高的介电性能，全世界的厂家都采用聚四氟乙烯作为其原材料经烧结成型。用聚四氟乙烯作为其原材料经烧结成型。因为汇流管和定子绕组的水电接头都是因为汇流管和定子绕组的水电接头都是金属材料，故绝缘引水管的两端设置有金属材料，故绝缘引水管的两端设置有金属

32、管接头，用以实现相互连接。金属管接头，用以实现相互连接。定子绕组水内冷发电机通风系统定子装配5. 发电机通风系统发电机通风系统 发电机的冷却总是离不开气体，为使冷发电机的冷却总是离不开气体，为使冷却气体按需要在发电机内流动，即需要却气体按需要在发电机内流动，即需要有相应的风路结构。我公司的发电机基有相应的风路结构。我公司的发电机基本上采用整机径向多流通风系统，内冷本上采用整机径向多流通风系统，内冷转子绕组采用气隙取气或径向轴向通转子绕组采用气隙取气或径向轴向通风系统，目前我公司正在开展逆向通风风系统，目前我公司正在开展逆向通风系统的科研工作。系统的科研工作。发电机通风系统定子装配5.1 径向多

33、流通风系统。沿轴向长度上将径向多流通风系统。沿轴向长度上将铁芯及转子分为若干个进风区和出风区，铁芯及转子分为若干个进风区和出风区，利用转子上风扇产生的压头将冷风鼓入利用转子上风扇产生的压头将冷风鼓入进风区，将热风从热风区抽出，流经冷进风区，将热风从热风区抽出，流经冷却器将热量放出变为冷风，再经风扇鼓却器将热量放出变为冷风，再经风扇鼓入进风区，实现冷却气体的循环。入进风区，实现冷却气体的循环。发电机通风系统转子绕组气隙取气发电机通风系统定子装配5.2 转子绕组气隙取气通风系统。沿轴向转子绕组气隙取气通风系统。沿轴向长度上将转子分为若干个与定子边相对长度上将转子分为若干个与定子边相对应的进风区和出

34、风区，进风区的槽楔做应的进风区和出风区，进风区的槽楔做成兜风斗形状，出风区的槽楔做成甩风成兜风斗形状，出风区的槽楔做成甩风斗形状，利用转子高速旋转时在进出风斗形状，利用转子高速旋转时在进出风斗上产生的气体压头，迫使气隙中的气斗上产生的气体压头，迫使气隙中的气体从进风区进入转子绕组，通过绕组铜体从进风区进入转子绕组，通过绕组铜线上的斜向风道，带走绕组损耗，然后线上的斜向风道，带走绕组损耗，然后从转子绕组的出风区甩入气隙。从转子绕组的出风区甩入气隙。转子本体气隙取气风路转子绕组径轴向发电机通风系统定子装配5.3 转子绕组径轴向通风系统。在转子绕转子绕组径轴向通风系统。在转子绕组槽底加工出副槽，作为

35、进风风道，沿组槽底加工出副槽，作为进风风道，沿轴向长度上将转子分为若干个与定子边轴向长度上将转子分为若干个与定子边相对应的进风区和出风区，冷风从副槽相对应的进风区和出风区，冷风从副槽径向进入绕组的进风孔，然后转向轴向径向进入绕组的进风孔，然后转向轴向沿绕组铜线中的通风孔前进，冷却绕组沿绕组铜线中的通风孔前进，冷却绕组铜线，达到出风区时再转向径向从槽楔铜线，达到出风区时再转向径向从槽楔上的出风孔甩出到气隙。上的出风孔甩出到气隙。135MW转子通风系统转子绕组端部风路发电机通风系统定子装配5.4 转子绕组端部风路。转子绕组端部风转子绕组端部风路。转子绕组端部风路结构主要有三种，俗称一路通风，两路结

36、构主要有三种，俗称一路通风，两路通风，以及两路半通风结构。路通风，以及两路半通风结构。转子端部“一路半”通风风路转子绕组端部风路发电机通风系统定子装配 一路通风结构。冷风从位于磁极中心线的一路通风结构。冷风从位于磁极中心线的转子线圈铜线上的进风孔进入，沿铜线转子线圈铜线上的进风孔进入，沿铜线中的风道切向前进，达到线圈铜线的转中的风道切向前进，达到线圈铜线的转弯处之后转向轴向并继续沿铜线中的风弯处之后转向轴向并继续沿铜线中的风道前进，进入转子本体槽部第一出风区，道前进，进入转子本体槽部第一出风区，再转为径向从槽楔的甩风斗甩入气隙。再转为径向从槽楔的甩风斗甩入气隙。我公司的我公司的600MW发电机

37、，以及发电机，以及135MW等空冷发电机采用一路通风结构。等空冷发电机采用一路通风结构。转子绕组端部风路发电机通风系统定子装配 两路通风结构。冷风从位于线圈转弯处两路通风结构。冷风从位于线圈转弯处铜线上的进风孔进入，然后分为两路，铜线上的进风孔进入，然后分为两路，一路沿铜线的切向风道前进，达到磁极一路沿铜线的切向风道前进，达到磁极中心线位置时从出风孔进入护环内圆空中心线位置时从出风孔进入护环内圆空间，然后经由极面端头的甩风槽甩入气间，然后经由极面端头的甩风槽甩入气隙；另一路冷风则沿铜线的轴向风道前隙；另一路冷风则沿铜线的轴向风道前进，进入转子本体槽部第一出风区，槽进，进入转子本体槽部第一出风区

38、，槽楔的甩风斗甩入气隙。我公司的楔的甩风斗甩入气隙。我公司的200MW及及300MW发电机采用两路通风结构。发电机采用两路通风结构。转子绕组端部风路发电机通风系统定子装配 一路半通风结构。冷风从位于磁极中心一路半通风结构。冷风从位于磁极中心线的转子线圈铜线上的进风孔进入，沿线的转子线圈铜线上的进风孔进入，沿铜线中的两条风道切向前进，达到线圈铜线中的两条风道切向前进，达到线圈铜线的转弯处，将两条风道中的气体并铜线的转弯处，将两条风道中的气体并入其中一条风道，同时在另一条风道上入其中一条风道，同时在另一条风道上开设有进风孔，并从此处补入冷风与前开设有进风孔，并从此处补入冷风与前一风道中的气体平行前

39、进，进入转子本一风道中的气体平行前进，进入转子本体槽部第一出风区后，从槽楔的甩风斗体槽部第一出风区后，从槽楔的甩风斗甩入气隙甩入气隙。 结构转子装配五转子装配五转子装配1. 结构结构 转子装配由转子绕组及其引出线、转轴、转子装配由转子绕组及其引出线、转轴、护环、中心环、风扇、联轴器、集电环护环、中心环、风扇、联轴器、集电环等组成，是一个高速旋转的大电流载体，等组成，是一个高速旋转的大电流载体，产生发电机做功所需要的强大的旋转磁产生发电机做功所需要的强大的旋转磁场。从技术上来讲现代工业所能提供的场。从技术上来讲现代工业所能提供的转轴或护环材质的机械应力极限就是发转轴或护环材质的机械应力极限就是发

40、电机单机容量的极限。电机单机容量的极限。330MW转子 转轴转子装配2. 转轴、槽楔及环件转轴、槽楔及环件2.1 转轴转轴 转轴的功能是支承固定转子绕组，形成转轴的功能是支承固定转子绕组，形成激磁磁场的主磁路，同时接收来自原动激磁磁场的主磁路，同时接收来自原动机的机械功率。转轴由高强度、高导磁机的机械功率。转轴由高强度、高导磁性能的合金钢锻件经机械加工而成。本性能的合金钢锻件经机械加工而成。本体是转轴的主要部分，在其上有若干径体是转轴的主要部分，在其上有若干径向辐射的小槽用以固定转子绕组，未开向辐射的小槽用以固定转子绕组，未开设小槽部分的部分形成磁极的极设小槽部分的部分形成磁极的极面。面。转轴

41、槽楔转子装配2.2 槽楔槽楔 槽楔用着固定转子绕组、阻尼绕组以及槽楔用着固定转子绕组、阻尼绕组以及转子绕组引线，其主要材料为高强度铝转子绕组引线，其主要材料为高强度铝合金锻件，不同部位的槽楔由于具有不合金锻件，不同部位的槽楔由于具有不同的功能则需要采用一些更加特殊的材同的功能则需要采用一些更加特殊的材料。对于内冷转子绕组，其槽楔除要固料。对于内冷转子绕组，其槽楔除要固定绕组之外还要作为冷却气体的进出通定绕组之外还要作为冷却气体的进出通道，在气隙取气内冷转子绕组中，槽楔道，在气隙取气内冷转子绕组中，槽楔还起着产生气流压头的重要作用。还起着产生气流压头的重要作用。300MW转子槽及槽楔护环转子装配

42、2.3 护环护环 材质为材质为18Mn18Cr，整体锻件经冷锻强化，整体锻件经冷锻强化，是发电机上受力最大的部件，护环用作是发电机上受力最大的部件，护环用作保持转子绕组端部铜线，承受其在运行保持转子绕组端部铜线，承受其在运行时所产生的强大的离心力。大容量发电时所产生的强大的离心力。大容量发电机的护环采用悬挂式固定结构，护环与机的护环采用悬挂式固定结构，护环与其下面的绕组铜线之间设置有护环绝缘，其下面的绕组铜线之间设置有护环绝缘，材料主要采用环氧玻璃坯布压制件或环材料主要采用环氧玻璃坯布压制件或环氧玻璃布板。氧玻璃布板。中心环转子装配2.4 中心环中心环 材质为合金钢锻件，固定在护环的外端材质为

43、合金钢锻件，固定在护环的外端头（后端），起着从轴向支撑转子绕组头（后端），起着从轴向支撑转子绕组端部的作用，在中心环端面上设置有多端部的作用，在中心环端面上设置有多个弹簧孔座其中放置弹簧，弹簧通过一个弹簧孔座其中放置弹簧，弹簧通过一个环形绝缘板轴向顶紧绕组端部，当绕个环形绝缘板轴向顶紧绕组端部，当绕组受热膨胀或冷却时可以自由伸缩。组受热膨胀或冷却时可以自由伸缩。 风扇转子装配2.5 风扇风扇 风扇是发电机通风系统中产生气体压头风扇是发电机通风系统中产生气体压头的重要部件，为了减少风扇的损耗，大的重要部件，为了减少风扇的损耗，大多数汽轮发电机都采用轴流式风扇，只多数汽轮发电机都采用轴流式风扇，只

44、有高风阻风路的发电机才采用离心式风有高风阻风路的发电机才采用离心式风扇。扇。 风扇由风扇座环和风扇叶片组成，风扇风扇由风扇座环和风扇叶片组成，风扇座环材质为合金钢锻件，热套在转轴两座环材质为合金钢锻件，热套在转轴两端的轴柄上，风扇座环外圆周上机械把端的轴柄上，风扇座环外圆周上机械把合上风扇叶片，风扇叶片材质为铝合金合上风扇叶片，风扇叶片材质为铝合金模锻件。模锻件。转子风扇 联轴器转子装配2.6 联轴器联轴器 原动机的机械功率通过联轴器传递到发原动机的机械功率通过联轴器传递到发电机转子，因此要求联轴器有很高的机电机转子，因此要求联轴器有很高的机械性能，以及很高的形位公差。小容量械性能，以及很高的

45、形位公差。小容量发电机的联轴器是一个单独的部件，由发电机的联轴器是一个单独的部件，由合金钢锻件制成，与转轴轴伸之间用柱合金钢锻件制成，与转轴轴伸之间用柱面热套配合、圆柱键或切向键联结。大面热套配合、圆柱键或切向键联结。大容量发电机的联轴器多用整体联轴器结容量发电机的联轴器多用整体联轴器结构，联轴器直接从转轴锻件的汽端端头构，联轴器直接从转轴锻件的汽端端头加工出来，我公司的加工出来，我公司的300MW和和600MW发电机即采用的整体联轴器结构。发电机即采用的整体联轴器结构。330MW转子结构转子绕组转子装配3. 转子绕组转子绕组3.1 结构结构 转子绕组为同心式绕组，以转轴的大齿转子绕组为同心式

46、绕组，以转轴的大齿中心为绕组的中心，由扁铜线螺旋绕制中心为绕组的中心，由扁铜线螺旋绕制成。对于内冷转子绕组，为了便于形成成。对于内冷转子绕组，为了便于形成风道，总是用两根扁铜线同时绕制，即风道，总是用两根扁铜线同时绕制，即两根扁铜线构成线圈的一个匝。两根扁铜线构成线圈的一个匝。300MW转子风路绕组铜线转子绕组转子装配3.2 绕组铜线绕组铜线 铜线材质为含银铜线，具有较高的机械铜线材质为含银铜线，具有较高的机械强度和抗蠕变性能，截面为扁长方形。强度和抗蠕变性能，截面为扁长方形。内冷转子绕组的铜线，按通风结构的要内冷转子绕组的铜线，按通风结构的要求，机械加工出相应的通风风道和进出求，机械加工出相

47、应的通风风道和进出风孔。风孔。绕组绝缘转子绕组转子装配3.3 绕组绝缘绕组绝缘 转子绕组的绝缘分为三部分，即匝间绝转子绕组的绝缘分为三部分，即匝间绝缘、槽部及端部对地绝缘。匝间绝缘为缘、槽部及端部对地绝缘。匝间绝缘为匝间垫条，槽部对地绝缘由槽衬和楔下匝间垫条，槽部对地绝缘由槽衬和楔下垫条两部分组成，在端部各包线圈之间垫条两部分组成，在端部各包线圈之间用绝缘垫块相互支撑并绝缘，端部的对用绝缘垫块相互支撑并绝缘，端部的对地绝缘即是护环下的绝缘层，以及中心地绝缘即是护环下的绝缘层，以及中心环端面的绝缘端板，它们构成了绕组端环端面的绝缘端板，它们构成了绕组端部的绝缘边界。部的绝缘边界。 绝缘材料一般为

48、以环氧玻璃坯布为基的绝缘材料一般为以环氧玻璃坯布为基的模压制件，或环氧玻璃坯布层压制品。模压制件，或环氧玻璃坯布层压制品。滑移结构转子绕组转子装配3.4 滑移结构滑移结构 早期的发电机转子绕组端部的永久变形早期的发电机转子绕组端部的永久变形是一个棘手的问题，其原因之一即是绕是一个棘手的问题，其原因之一即是绕组的铜线在不同工况下不能自由地热胀组的铜线在不同工况下不能自由地热胀冷缩。为了容许转子绕组铜线的自由伸冷缩。为了容许转子绕组铜线的自由伸缩，在楔下垫条顶部、槽衬侧面、护环缩，在楔下垫条顶部、槽衬侧面、护环绝缘内表面，以及端部绝缘快的顶面都绝缘内表面，以及端部绝缘快的顶面都喷涂聚四氟已烯作为滑

49、移层。喷涂聚四氟已烯作为滑移层。绕组的连接和引出线转子装配4. 绕组的连接和引出线绕组的连接和引出线 绕组的各包线圈之间在励端首尾相互银绕组的各包线圈之间在励端首尾相互银钎焊接，两极线圈之间在最外一包线圈钎焊接，两极线圈之间在最外一包线圈处用极间过桥线银钎焊接。绕组的引出处用极间过桥线银钎焊接。绕组的引出线从两极的第一号线圈的最底匝或最顶线从两极的第一号线圈的最底匝或最顶匝铜线引出，引出线的外端与导电螺钉匝铜线引出，引出线的外端与导电螺钉相连接，径向进入转轴中心孔与导电杆相连接，径向进入转轴中心孔与导电杆相连接，在导电杆的外端则通过另一个相连接，在导电杆的外端则通过另一个导电螺钉自转轴中心孔中

50、穿出，并与位导电螺钉自转轴中心孔中穿出，并与位于轴伸端的集电环相连接。于轴伸端的集电环相连接。阻尼绕组转子装配5. 阻尼绕组阻尼绕组 为了提高其动稳定性和承担负序电流的为了提高其动稳定性和承担负序电流的能力，在转子本体的极面上设置阻尼绕能力，在转子本体的极面上设置阻尼绕组。在极上开设组。在极上开设4-5条浅槽，其中放置若条浅槽，其中放置若干条扁铜线，材质与转子绕组的相同，干条扁铜线，材质与转子绕组的相同，阻尼条顶部用铝槽楔或钢槽楔固定，与阻尼条顶部用铝槽楔或钢槽楔固定，与转轴之间不设置绝缘，在极面的端头，转轴之间不设置绝缘，在极面的端头，用梳齿形铜版将两极的全部阻尼条短路用梳齿形铜版将两极的全