大型汽轮发电机结构介绍
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新300MW水氢氢汽轮发电机结构介绍、技术交底一、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”。
二、总体结构发电机定子机座由三段把合而成,即机座、汽端端罩及励端端罩,三者分别运输至工地,再连接成一整体。
连接处设有橡皮圆密封及气密罩,气密罩在发电机安装时,在现场与机座和端罩相焊接。
四组氢气冷却器水平安装在两端罩的顶部冷却器包内。
循环冷却水管从侧面与氢气冷却器相连接。
内端盖固定在端罩内,风扇导风环则固定在内端盖上,内端盖和导风环采用高强度环氧树脂及高强度玻璃布和玻璃毡模压成型。
内端盖及风扇罩是构成电机风路的主要部件之一,过去一般采用金属件。
由于它们位于定子绕组端部,需考虑放电距离和漏磁场产生的涡流而引起的额外损耗。
采用玻璃钢后,不但降低了损耗,也有利于机组的安全运行。
内外挡油盖、油密封座及过渡环和轴承均固定在端盖上。
励端内外挡油盖、油密封座及过渡环和轴承均设有对地绝缘。
碳刷架与集电环相对应,置于发电机励端。
发电机转子与汽轮机转子之间采用刚性连接,联轴器置于汽轮机轴承箱内。
在碳刷架和稳定轴承处设有隔音罩,隔音罩上开有调整碳刷用的操作门。
隔音罩采用引风式通风结构,冷空气自运行层进入,热空气经风道从运行层部排出。
1、通风冷却发电机以氢气作为主要冷却介质,采用完全密闭循环通风方式,定子绕组采用单独的水冷却系统,而氢气冷却系统,包括风扇和氢气冷却器则完整地置于发电机内部。
发电机采用径向多流式密闭循环通风,定子铁心沿轴向分为71段,各段之间的通风高度为8mm,与机座的相应幅板构成九个风区,其中四个风区为进风区,五个风区为出风区。
汽轮机发电机本体结构及功能一、发电机结构及功能氢冷发电机在本体上主要由定子和转子两大部分组成,在附属系统上主要有励磁系统、冷却系统、密封油系统和氢气系统。
二、发电机定子定子由机座、铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。
1、机座及端盖定子机座为中段机座和两端端罩组成的三段式组合结构,中间段与铁芯长度相近。
沿轴向布置的环形板既是铁芯的支撑件,也是风区隔板,隔板间有圆形风管。
两端端罩罩住定子线圈端部,4个卧式冷却器置于两端罩顶部的冷却器罩内。
三段式机座之间用螺栓把合,各接合面处除用橡胶圆条密封外,还用气密罩封焊,端罩两侧下部设有排水法兰,接液位信号器,冷却器漏水可及时报警。
整个机座按防爆要求设计,具有足够的强度和良好的气密性,经受1.0兆帕30分钟的水压试验和4×105帕气密试验。
2、机座的作用:主要是支持和固定铁芯绕组。
如果用端盖轴承,它还要承受转子的重量和电磁力以及分配冷却气流力矩。
(特别是在发电机出口短路后要承受10倍以上的短路力矩的作用),除此以外,还要防止漏氢和承受住氢气的爆炸力。
3、定子弹性支撑:为了减少发电机运行时定子铁芯所产生的双倍频的振动对发电机基础的影响,铁芯与机座之间采用轴向组合式弹性定位筋作为隔振结构。
两个主要振动源:一是铁芯振动,其振动频率为二倍频100HZ。
这因为在二极发电机中,由于发电机转子磁场的影响,机座和定子铁芯将受到100HZ的交变电磁力的作用,并使定子铁芯变成一个不断变化的椭圆,使机座发生倍频振动。
二是转子振动,这通常只发生在轴承与端盖合成一体的发电机上,它起因于转子的各种不平衡,其频率为50HZ,即转子的机械旋转频率。
所以说机座都是为高强度优质钢板焊接而成。
4、端盖:端盖是发电机密封的一个组成部分,它分为内端盖和外端盖,为了安装,检修,拆装方便,一般端盖由上下两半构成。
外端盖采用钢板焊接而成,内端盖由铝合金或玻璃钢板压铸而成。
外端盖的作用:密封、支承(转子)、防爆的作用。
大型发电机一、发电机概述发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。
发电机在工农业生产,国防,科技及日常生活中有广泛的用途。
发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。
因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。
发电机可分为直流发电机和交流发电机,交流发电机又可分为同步发电机和异步发电机(很少采用) ,还可分为单相发电机与三相发电机。
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。
转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
二、发电机的工作原理按照电磁感应定律,导线切割磁力线感应出电动势,这是发电机的基本工作原理。
图1为同步发电机的工作原理图。
发电机转子与汽轮机转子为同轴连接,当蒸汽推动汽轮机高速旋转时,发电机转子随着转动。
发电机转子绕组内通入直流电源后,便建立了一个磁场,这个磁场有一对主磁极,它随着汽轮机发电机转子旋转。
磁通自转子的一个极(N级)出来,经过空气隙、定子铁芯、空气隙,进入转子另一个极(S极)构成回路。
图1 同步发电机工作原理图2 发电机出线的接线发电机转子具有一对磁极,转子旋转一周,定子绕组中感应电动势正好交变一次(假如发电机转子为P对磁极是,转子旋转一周,定子绕组中感应电动势交变P次)。
当汽轮机以每分钟3000转旋转时,发电机转子每秒钟要旋转50周,磁极也要变化50次,那么在发电机定子绕组内感应电动势也变化50次。
这样,发电机转子以每秒50周的恒速旋转,在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势,即频率为50Hz的三相交变电动势。
这时若将发电机定子三相绕组引出线的末端(即中心点)连在一起,绕组的首端引出线与用电设备相连,就会有电流流过,如图2所示。
第一节概述1. 简介QFSN-1000-2-27型汽轮发电机为汽轮机直接拖动的隐极式、二极、三相同步发电机。
发电机采用水氢氢冷却方式,配有一套氢油水控制系统,采用静止可控硅,机端变自励方式励磁,并采用端盖式轴承支撑。
1000MW发电机总体结构示意图2. 发电机基本规范:型号QFSN-1000-2-27额定功率1008 MW (1120 MVA)最大连续功率1100 MW (1230 MVA)额定电压27 kV额定电流23949 A额定功率因数0.9 (滞后)额定励磁电流5272 A (计算值)额定励磁电压(110℃) 501 V (计算值)额定频率50 Hz额定转速3000 r/min相数 3接法YY出线端子数目 6冷却方式水氢氢环境温度5~40 ℃额定氢压0.52 Mpa (G)最高氢压0.56 Mpa (G)短路比(保证值) ≥0.50超瞬变电抗(保证值) ≥0.15效率(保证值) ≥99.0%轴承座振动(P-P) ≤0.025 mm轴振(P-P) ≤0.06 mm漏氢≤12 m3/d励磁方式自并激静止可控硅励磁强励顶值电倍数≥2强励电压响应比≥4 倍/s允许强励时间20 s发电机噪音(距机座1m处,高度为1.2m) ≤87 dB(A)第二节通风与冷却发电机采用径向多流式密闭循环通风,定子铁芯沿轴向分为十九个风区,九个进风区和十个出风区相间布置。
安装在转轴上的两个轴流式风扇(汽、励端各一个)将氢气分别鼓入气隙和机座底部外通风道。
进入机座底部外通风道的氢气进入铁芯背部,沿铁芯径向风道冷却进风区铁芯后,进入气隙;少部分氢气进入转子槽内风道,冷却转子绕组;其他大部分氢气再折回铁芯,冷却出风区铁芯,最后从机座顶部外风道进入冷却器;被冷却器冷却后的氢气进入风扇后,进行再循环。
这种交替进出的径向多流通风,保证了发电机铁芯和绕组的均匀冷却,减少了结构件热应力和局部过热。
1000MW发电机内部通风冷却示意图第三节机座与隔振机座是用钢板焊成的壳体结构,具有足够的强度和刚度,其作用是支承定子铁心和定子线圈。
300MW汽轮机本体结构及运行汽轮机是一种利用燃料的热能转换成机械能的动力装置。
在电站中,汽轮机通常作为发电机的驱动力源,将蒸汽能量转换成电能。
本文将重点介绍300MW汽轮机的本体结构及其运行原理。
一、汽轮机本体结构:1.轴系结构:汽轮机的轴系结构主要包括转子、轴承和密封装置。
转子是汽轮机的核心部件,转子上安装了多级叶片,通过叶片转动来转换蒸汽的能量。
轴承用于支撑转子的旋转运动,减少机械摩擦,并承受转子产生的离心力。
密封装置用于减少蒸汽泄漏,确保汽轮机的高效运行。
2.燃烧室:燃烧室是蒸汽发生器,其作用是将燃料燃烧产生的高温高压气体送入汽轮机的叶片中,驱动叶片旋转。
燃烧室的设计影响着汽轮机的能量转换效率和稳定性。
3.叶片组件:汽轮机的叶片组件包括高、中、低压叶片组,每组叶片都具有不同的结构和转速。
高压叶片组用于转子的高速部分,中、低压叶片组用于降低压力和提高效率。
4.冷却系统:汽轮机的叶片和转子在高温高压条件下工作,容易受到热应力的影响。
因此,汽轮机设有冷却系统,用于降低叶片和转子的温度,延长其使用寿命。
5.控制系统:汽轮机的控制系统包括液压系统、温度控制系统、转速控制系统等,用于监测和调节汽轮机的运行状态,确保其安全运行。
二、汽轮机的运行原理:汽轮机的工作原理是通过蒸汽的能量转换成机械能,达到驱动发电机发电的目的。
其工作过程主要包括蒸汽进气、叶片旋转、功率输出等阶段:1.蒸汽进气阶段:汽轮机从锅炉中得到高压高温的蒸汽,蒸汽在进入汽轮机后被导入高压叶片组,叶片组将蒸汽的能量转换成叶片旋转的动能。
2.叶片旋转阶段:蒸汽的动能通过叶片的旋转传递给转子,转子带动发电机转动,将机械能转换成电能。
3.功率输出阶段:汽轮机驱动发电机旋转,发电机通过旋转产生电流,输出电能。
总结:汽轮机是一种将燃料燃烧产生的热能转换成机械能的动力装置,其本体结构主要包括轴系结构、燃烧室、叶片组件、冷却系统和控制系统。
汽轮机通过蒸汽的能量转换实现驱动发电机发电的目的,具有高效、稳定的特点,是电站中不可或缺的设备。