1、汽轮发电机及汽轮发电机及励磁系统励磁系统介绍介绍南京汽轮电机（集团）有限责任公司南京汽轮电机（集团）有限责任公司 汽轮发电机内容n1 原理原理n2 主要结构主要结构n3 安装安装n4 运行和维护运行和维护1 原理原理n中学物理学告诉我们：导体在磁场中运动、并中学物理学告诉我们：导体在磁场中运动、并切割磁场的磁力线时，导体中将会产生电流切割磁场的磁力线时，导体中将会产生电流 这就是最基本的发电机原理。这就是最基本的发电机原理。n实际中的发电机按磁场和导体的运动方式分有实际中的发电机按磁场和导体的运动方式分有2 2种：种：磁场运动，导体静止，如汽轮发电机和永磁发电机（副励磁磁场运动，导体静止，如汽
2、轮发电机和永磁发电机（副励磁机），可称为转磁场电机；机），可称为转磁场电机；磁场静止，导体运动，如交流励磁机（主励磁机），可称为磁场静止，导体运动，如交流励磁机（主励磁机），可称为转电枢电机；转电枢电机；n按布置方式分按布置方式分n按励磁方式分按励磁方式分n按转子冷却形式分按转子冷却形式分2 主要结构主要结构2 主要结构主要结构 海螺机组常用的布置方式双层布置海螺机组常用的布置方式双层布置n单层布置，空气冷却器位于发电机上方单层布置，空气冷却器位于发电机上方快装结构，主要用于配6B系列燃机非快装结构，主要用于配9E系列燃机n双层布置，空气冷却器位于发电机下方双层布置，空气冷却器位于发电机下方有
3、底架，快装结构，主要用于配TRT无底架，主要用于配汽轮机2 主要结构主要结构-按布置方式分2 主要结构主要结构-按布置方式分 单层布置单层布置_快装式快装式2 主要结构主要结构-按布置方式分 单层布置单层布置_非快装式（由于整体运输重而分体运输）非快装式（由于整体运输重而分体运输）2 主要结构主要结构-按布置方式分 双层布置双层布置_快装式快装式2 主要结构主要结构-按布置方式分 双层布置双层布置_非快装式（海螺机组常用的布置方式）非快装式（海螺机组常用的布置方式）n无刷励磁无刷励磁n主励磁机（150Hz，3相）n副励磁机（400Hz，单相）n旋转整流盘（二极管+快速熔断器）n自动电压调节器（
4、具有二极管故障报警功能，灭磁）n静止励磁（自并励）静止励磁（自并励）n励磁变压器n静止整流柜n自动电压调节器n灭磁柜2 主要结构主要结构-按励磁方式分n按冷却介质分：按冷却介质分：空冷定子、转子、铁芯采用空气冷却，空冷定子、转子、铁芯采用空气冷却，50MW以下使用以下使用氢冷定子、转子、铁芯采用氢气冷却，氢冷定子、转子、铁芯采用氢气冷却，50200MW使用使用双水内冷定子、转子线圈通水冷却，铁芯采用空气冷却，双水内冷定子、转子线圈通水冷却，铁芯采用空气冷却，50200MW使用使用水氢氢冷却定子线圈通水冷却，转子线圈、铁芯采用氢气冷却，水氢氢冷却定子线圈通水冷却，转子线圈、铁芯采用氢气冷却，20
5、01000MW使用使用三水冷却定子、转子线圈、铁芯通水冷却，发展中，用于三水冷却定子、转子线圈、铁芯通水冷却，发展中，用于1000MW以上以上n南汽生产的发电机全部采用空冷，按转子冷却形式分南汽生产的发电机全部采用空冷，按转子冷却形式分转子线圈空内冷转子线圈空内冷n半匝线圈上冲有径向通风孔，下线槽下有通风副槽，小齿上有通风槽n25MW及以上发电机采用转子线圈空外冷转子线圈空外冷n绕线式线圈，有的转子表面车有散热沟n30MW及以下发电机采用2 主要结构主要结构-按冷却分按冷却分n定子生产感应电流定子生产感应电流机座结构支承用，构成冷却空气回路机座结构支承用，构成冷却空气回路铁芯磁场回路铁芯磁场回
6、路线圈电流载体线圈电流载体n转子转子转子锻件线圈支承及磁场回路转子锻件线圈支承及磁场回路线圈产生电磁场线圈产生电磁场护环线圈端部支承护环线圈端部支承风扇风扇2只，强迫冷却空气偱环只，强迫冷却空气偱环n轴承转子支承轴承转子支承n底板及锚定装置支承定子、轴承及其与基础的连底板及锚定装置支承定子、轴承及其与基础的连接接n空气冷却器冷却冷却介质：空气空气冷却器冷却冷却介质：空气2 主要结构主要结构主要部件n主励磁机主励磁机为转子提供励磁电流为转子提供励磁电流n副励磁机副励磁机为主励磁机提供励磁电流为主励磁机提供励磁电流n旋转整流盘旋转整流盘将主励磁机产生的交流电整流为直流电供转子励磁将主励磁机产生的交
7、流电整流为直流电供转子励磁n励磁调节器励磁调节器将副励磁机发出的交流电整流为直流电，直流电供给主励将副励磁机发出的交流电整流为直流电，直流电供给主励磁机的励磁线圈并控制输出电流的大小，间接调节发电机磁机的励磁线圈并控制输出电流的大小，间接调节发电机转子的励磁电流转子的励磁电流n接地检测用滑环接地检测用滑环n测温元件测温元件2 主要结构主要结构主要部件n底板安装n发电机找中n定子安装n转子安装n冷却器的安装n发电机接线3 安装安装发电机安装及底板安装发电机的安装n发电机的基础应符合图纸要求，基础应牢固有足够的承载能力，混凝土的表面应平整，不应有裂纹、空洞、蜂窝、麻面和露筋等现象。n按垫铁布置简图
8、放置垫铁，调整好底板的位置，垫紧垫铁后点焊牢。将轴承座安装在底板上，衬套清洗后放入轴承座内，然后安放发电机转子进行找中。发电机找中n检查原动机与发电机联轴器的端面，应无刻痕以及凸起的异物，两面联轴器的端面应平行，轮缘应同心，使原动机与发电机两转子应在同一条水平的直线上。完成对中后拧紧基础螺栓。吊开两转子及轴承座进行底架下板灌浆。定子安装n将定子吊到底架上，调整好位置，定子的轴向位置应考虑到发电机转子在运转时两轴颈间的伸长，以及由于原动机转子的相对伸长而引起的发电机转子轴向的位移，因此安装时当考虑发电机两轴颈间的伸长必须使发电机定子的中心线向励磁机侧偏移约2.0mm，如考虑到原动机转子的伸长，则
9、具体数据应由原动机方面提供。转子安装n先在转子的原动机端装一接长轴，然后将转子与励磁机端轴承一并吊起，将转子穿入定子。当转子中心临近励磁机端定子线圈端部时，接长轴伸出定子内孔，可供钢丝绳第二次绑紧，此时在定子内圆垫以适当厚的纸板，使转子本体搁置在定子铁芯上（护环不可搁置在定子铁芯上作支持点）再更换绑紧，将转移到规定位置。冷却器安装n冷却器安装：根据安装图进行，但须注意以下事项：冷却器的安装应使冷却器在进出水方面获得必要的温度阶梯。为了使冷却器在检修时能滴干冷却管内的冷却水，安装时宜装有一定的斜度。热风出风口与冷风出风口之间应有热绝缘，以防止互相间的热传导。冷却系统的四周应有密封，在风道内壁涂以
10、油漆，以保证冷却空气的干燥和清洁。风路应圆滑光洁，以免增加空气阻力和风摩损耗。冷却器与基础应紧密配合。发电机干燥n干燥条件发电机在运输过程中，线圈和铁芯都可能吸入潮气，因此发电机在安装后要求先行干燥。干燥时，用温度计测量，铁芯和线圈最热点的容许温度为70，出风温度不超过65。进行干燥时，温度应缓慢增加，一般其温度为每小时58，并应定时测定绝缘电阻，线圈温度和周围空气温度有关数据。干燥后，定子线圈绝缘电阻的吸收比及定子线圈绝缘电阻值，应符合下列要求，并经5小时以上稳定不变，方可认为干燥良好。n在接近工作温度时，吸收比R60/R151.3；n在接近运行温度时，各部位绝缘电阻见2.8发电机干燥（续）
11、n外部电源干燥法外部电源干燥法n本法系用外部电源在绕组通入电流产生损耗发热进行干燥，干燥时机壳应可靠接地，根据电源不同可分为：n用外部直流电源通入绕组，所需电压值根据绕组的直流电阻和所需电流大小来确定，逐渐调节电流，用逐步降低电压的方法切断电源，而不是直接使用闸刀开关和自动开关来切断电源，以避免瞬时过电压击穿绝缘。采用本法干燥时，应将励磁机旋转二极管断开。n在定子绕组通入三相交流电源进行干燥，干燥电流一般不超过额定电流的70%，此时电压一般在额定值的820%，采用本办法时转子必须从定子抽出，以防止定子旋转磁场造成转子局部过热受损。n定子绕组按开口三角形联接通入单相交流电进行干燥，此时转子可以不
12、必抽出。发电机干燥（续）n短路干燥法短路干燥法n定子三相接成短路，短路必须可靠。各相电流必须相同，为此，必须在每相安装一个安培表，以避免不平衡电流造成转子表面过热；n当发电机接近正常转速时，投入手动励磁，调节励磁电流，使定子短路电流在干燥初期为额定电流的5060%左右，以后可逐步增加，但最高不超过额定电流的80%；n短路电流干燥时，有效铁芯磁路不饱和和定子绕组端部漏磁可能较大会引起两端铁芯及零件过热。要注意定子电阻测温元件的读数，使其测量的温度不超过120。发电机干燥（续）n干燥时，应周期性地将电机上能打开的孔打开1015分钟，以排除潮气。n运行的各项检测电气、机械及其他（安全、保护）n空气冷
13、却器的首次运行检查n电气试验n定子检修n转子检修n轴承检修n空气冷却器的检修4 运行和维护运行和维护发电机运行发电机在额定工作方式连续运行时，各主要部分的温升允许限值如下表：n部件名称 测温方法 允许温升Kn定子绕组 埋置测温元件 100n转子绕组 电阻法 110n定子铁芯 埋置测温元件 100n轴承的出油温度不得超过65，轴瓦温度不得超过80。发电机运行（续）n当发电机的功率因数为额定值，其电压与额定值的偏差不超过5%，且其频率与额定值的偏差不超过2%时，保证输出额定功率。n发电机的三相负载不对称时，若每相电流不超过额定值且负序分量与额定电流之比不超过8%时，能连续运行。n发电机在一般情况下不保证过载运行。n发电机配用的空气冷却器，在进水温度不超过33时，冷却后的气体温度不超过40。发电机运行（续）发电机各部位的最低绝缘电阻（M）：n部 位 阻值 测量条件n定子线圈对地及相间 5.3 干燥后接近工作温度，用 2500V兆欧表n转子线圈对地 1.0 冷态（20）用500V兆欧表n检温计 1.0 冷态（20）用250V兆欧表n励端轴承 1.0 用1000V兆欧表谢谢
