1。定子冲片涂带无机填料的绝缘漆 铁心绝缘可靠（F级绝缘） 2。铁芯端部采用整体压圈和全铜屏蔽 端部温度降低（梯形） 3。定子铁芯与机座间弹性支承 良好的隔振动效果
铁芯叠片
铁芯叠片 时采用了分段 多次加压，最 后一次热压后 用整体压圈夹 紧，形成一个 刚性圆柱形铁 芯，两边端采 用粘接结构， 在铁芯装压后 加热使其粘接 成一个牢固的 整体。
同步发电机设备、原 理、参数、运行
同步发电机及其运行
概述 同步发电机结构特点 同步发电机主要技术参数 同步发电机运行原理 同步发电机正常运行 同步发电机非正常运行 同步发电机励磁系统
电机及其基础理论 1.电机的物理概念
能的装置。 以磁场为媒 介，实现机电能量相互转换或传递电
第一节 述
概
• 2.电机的分类
置换空气流程
氢气系统冷却器
发电机氢冷系统的冷却 • 为闭式氢气循环系统，热氢通过发电机的 氢气冷却器由冷却水冷却。 • 发电机氢气冷却器采用绕片式结构 。冷却 器按单边承受0.8MPa压力设计。 • 氢冷却器冷却水直接冷却的冷氢温度一般 不超过46℃。氢冷却器冷却水进水设计温 度38℃。
发电机励磁碳刷间 定子冷却水管路
其他技术参数
• • • • • • • • • 周波 相数 极数 定子线圈接法 冷却型式： 励磁方式： 顶值电压 电压响应比 允许强励持续时间 50Hz 3 2 YY 水氢氢 静态励磁系统 ≥2倍额定励磁电压 ≥3.58倍额定励磁电压/s 20s
其他技术参数
• 额定氢压 ≤0.414MPa • 漏氢（保证值） ≤10Nm3/24h （在额定氢压下，折算为标准气压下） • 效率（保证值） ≥98.95% • 短路比（保证值） ≥0.58(计算值0.6034) • 瞬变电抗 X’d ≤0.3 • 超瞬变电抗X’’d ≥0.18 • 承担负序能力 －稳态I2（标么值） ≥10% －暂态I22t ≥10s
1。机座:防护
支承 密封 耐压 防爆 防振
2。定子铁心:轴向分段
径向通风
端部呈阶梯型
3。定子线圈水内冷:空心导体与实心导体组合而成
定子线圈水内冷 水路连接为并联单流水路 水电接头
4。定子端部的处理
卧式弹簧板隔振结构
有效隔离定子铁芯振 动传到定子机座和基 础上，避免产生共振
铁芯特点: 轴向分段,径向通风槽
定冷水系统技术参 数
• • • • • • • • • • • • 额定流量：1530 L/min 进水压力（计算值）：196kPa 进水温度：45±3℃ 最大连续出力时线圈出水温度（计算值）：73℃ 水的电导率：不高于0.5μS/cm 离子交换器额定处理流量：250 L/min 进水温度高报警值：49℃ 出水温度高报警值：73℃ 出水温度高保护动作值：78℃ 进水压力低报警值：110 kPa 进水流量低报警值：1200 L/min 进水流量低保护动作值：1050 L/min
氢气控制系统
油水泄漏开关
置换用空气
气体置换装置
气体置换检测装置
氢气干燥装置 氢压 表
氢纯度分析器
供氢 供二氧化碳
氢气系统参数表
序号 1 2 3 4 5 6 7 名 称 型式 数 量 0.45 0.2~0.45 98 92 ≤10 东电 集装 1080×1050 ×480 mm 单 位 MPa(g) MPa(g) % % Nm3/24h 报警值 备 注 发电机机壳内最大氢气压力 氢气压力允许变化范围 发电机机壳内额定氢气纯度 发电机机壳内最小氢气纯度 氢气总补充量保证值 （在额定氢压下） 氢系统装置制造厂/国别 氢系统装置型式 氢系统装置尺寸（长×宽×高）
发电机密封油系统原理简图
密封油系统运行方式
• 氢侧回油经扩大槽后进入浮子油箱，该油箱的作 用是使油中的氢气进一步分离。浮子油箱内部装 有自动控制油位的浮球阀，以保证该油箱中的油 位保持在一定的范围之内。浮子油箱外部装有手 动旁路阀和液位视察窗，以使必要时人工操作控 制油位。氢气经分离又回到扩大槽，油流入空气 析出箱。由于浮子的控制作用，油箱内始终维持 一定的油位，从而避免氢气进入空气析出箱。
发电机通风系统
采用径向多流式密闭循环通风，定子铁芯沿轴向分为13 个风区，6个进风区和7个出风区相间布置。转子采用气隙 取气斜流式。采用该通风系统的优点：温度均匀，不需高 压风扇，通风损耗小。
第三节
• • • • • • • • • • 额定容量 额定功率 最大连续输出容量
同步发电机技术参数
667MVA 600MW 728MVA （额定氢压0.414MPa，冷却水温度 33℃， 功率因数 0.9下与气轮机功率相匹配） 发电机最大连续输出容量能力 755MVA (额定氢压0.414MPa，冷却水温度 27℃， 功率因数 0.9) 额定功率因数 0.9（滞后） 额定电压 22kV 额定转速 3000r/min
第四节
同步发电机运行原理
1.空载运行 2.负载运行: 电磁状态 电枢反应 3.运行特性 4.与大电网并列运行:
电磁关系
条件与方法 功角特性： 功率角 同步转矩 功角特性 功率调节： 有功功率调节与静态稳定 调节与V形曲线
无功功率
第五节
发电机正常运行
1. 发电机在额定功率因数下，电压变化范围为±5%,频率变 化范围为±2%时，能连续输出额定功率。发电机的最低运 行电压一般不应低于额定值的90%（19.8KV）。发电机定 子电压低于额定值的95%时（20.9KV)，定子电流不得超过 额定值的105%（18369.75A）。 2.当氢气冷却器组中有1个冷却器因故停用时，发电机能承 担80%额定功率连续运行，而不超过允许温升。 3.发电机氢气压力降低时，出力必须按P-Q 曲线降低至对应 氢压下所允许的范围内。 4.在线监测轴和轴承座的振动情况，振动值不应超过其规定 值。 5.监视各轴承回油及金属温度变化
流电机
电机） 控制电机
变压器
直
交流电机（同步电机
异步
3.铁磁材料的特性
4.电磁基本定律
◆交流旋转电机的基本工作原 理 1.同步电机
2.异步电机
◆电机的冷却 1.电机的发热
2.冷却介质与冷却方式
第二节
机座
同步发电机结构特点
氢冷器
定子铁芯 碳刷架
护环
轴承 转子 端盖 定子线圈
出线端子
定子结构特点
已经完工的定子铁芯
定子线圈
定子线圈的槽内固定
定子线圈水电接头
定子线圈端部结构
定子线圈出线氢冷风路
转子结构特点
1。氢内冷转子，气隙取气径向斜流通风方式。 冷却均匀 2。转子设有滑移层，铜线防磨损垫条 适应调峰运行要求 3。转子端部设半阻尼绕组 提高负序能力
正在加工的转子
转子下线
转子阻尼绕组
转子设有阻尼绕组 提高承担不平衡负荷能力
阻尼绕组
◆其它主要结构系统
发电机氢气系统
发电机密封油系统 发电机定子冷却水系统 发电机通风系统
发电机氢气系统
发电机氢冷系统的功能
• 发电机氢冷系统的功能是用于冷却发电机的定子铁芯和转 子，并采用二氧化碳作为置换介质。发电机氢冷系统采用 闭式氢气循环系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却 水冷却。运行经验表明，发电机通风损耗的大小取决于冷 却介质的质量，质量越轻，损耗越小，氢气在气体中密度 最小，有利于降低损耗；另外氢气的传热系数是空气的 5 倍，换热能力好；氢气的绝缘性能好，控制技术相对较为 成熟。但是最大的缺点是一旦于空气混合后在一定比例内 （ 4% ～ 74% ）具有强烈的爆炸特性，所以发电机外壳都 设计成防爆型，气体置换采用CO2作为中间介质。
本系统在发电机的四角上布置了四组 冷却器，停运一组冷却器，机组最高 可带80%额定负荷。冷却介质为闭式 水，回水母管上设一调门，通过水量 的调节可控制合适的冷氢气温度在 40-46℃。
发电机密封油系统
密封油系统原理简介
发电机采用氢气冷却，为防止运行 中氢气沿转子轴向外漏，引起火灾 或爆炸，机组配置了密封油系统， 向转轴与端盖交接处的密封瓦循环 供应高于氢压的密封油。本机组的 密封油路只有一路，分别进入汽轮 机侧和励磁机侧的密封瓦，经中间 油孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气 侧，形成了油膜起到了密封润滑作 用。然后分两路（氢侧、空气侧） 回油。
发电机密封油系统
• 油系统的装置为集装式，方便检修 。 • 密封瓦结构为单流环式。 • 主油源来自汽机轴承润滑油，润滑油回油管上 装设视流窗，以便观察回油 。 • 油氢差压由差压调节阀自动控制，并提供差压 和压力报警信号接点。 • 油温在汽机润滑油系统得到调节。 • 2台100%容量的交流密封油泵和1台100%容量 的直流密封备用油泵 , 1台100%容量的再循环 油泵 。
•
• 氢气冷却器共设四组，采用绕片式结构， 两侧氢气冷却器冷却水流量分别由两个阀 门分路控制，氢气冷却器进出水管路应对 称布置。本系统在发电机的四角上布置了 四组冷却器，停运一组冷却器，机组最高 可带80%额定负荷。冷却介质为闭式水， 回水母管上设一调门，通过水量的调节可 控制合适的冷氢气温度在40程
补充水 树脂拦截器 水箱 水泵 补水过滤器 离子交换器 温度调节阀 压力调节阀
冷却器
发电机定子线圈
Y型拦截器
流量孔板
主水过滤器
定冷水系统水温、水质
• 定子冷却系统供发电机定子绕组冷却，采用闭式独立 水系统并采用集装式结构，冷却器冷却水进水设计温 度为38℃。 • 定子线圈内的冷却水的进水温度范围为 40 ～ 50℃、进 水温度设有自动调节装置，冷却水温度波动范围±3℃， 出水温度不得大于85℃。 • 水质应透明纯净，无机械混杂物，在水温为 20℃时： －电导率 0.5 ～ 1.5μ S/cm （定子线圈独立水系统） －PH值 7.0～8.0 －硬度 ＜2微克当量/L（2μ gE/L） －含氨（NH3） 微量