3.600MW发电机结构及冷却系统.ppt

为了减少铁芯端部漏磁和发热，靠两端的铁芯段均采用阶梯形结构，即铁芯端部的内径由里向外是逐级扩大的。 整个定子铁芯通过外圆侧的许多定位筋及两端的齿压板(又称压指)和压圈或压板固定、压紧，见图3—7(a)、(b)，再将铁芯和机座连接成一个整体。 汽轮发电机的铁芯端部的发热问题比较突出。由于定子绕组端部伸出铁芯较长，出槽口后倾斜角大形成喇叭形，同时其线负荷大、磁通密度高、端部漏磁大，形成一个较强的旋转漏磁场。 另方面隐极式转子绕组，其端部必须一排一排地沿轴向排在转子本体两侧的大护环内，虽然护环采用非磁性钢，但在转子端部仍有一个随转子旋转的漏磁场。 以上两个旋转磁场在铁芯端部形成一个合成的旋转磁场，其中以定子端部漏磁场为主要成分。合成漏磁分布复杂，见图3—8，在定子铁芯端部漏磁既有径向分量，又有轴向分量。 漏磁主要集中在定子的压圈内圆、压指和端部最边段铁芯齿处，导致这些部位附加损耗增大，温度升高。 为了解决大容量汽轮发电机端部发热问题，制造厂主要采取了下列措施。 (1)把定子端部的铁芯做成阶梯状，用逐步扩大气隙以增大磁阻的办法来减少轴向进入定子边段铁芯的漏磁通。 (2)铁芯端部各阶梯段的扇形叠片的小齿上开l～2个宽为2～3mm的小槽，如图3—9所示，以减少齿部的涡流损耗和发热。 (3)铁芯端部的齿压板及其外侧的压圈或压板采用电阻系数低的非磁性钢，利用其中涡流的反磁作用，以削弱进入端部铁芯的漏磁通。 (4)压圈外侧加装环形电屏蔽层，见图3—7(b)中的2，用导电率高的铜板或铝板制成。因铁芯端部采用阶梯形后，压圈处的漏磁会有所增多，利用电屏蔽层中的涡流能有效阻止漏磁进入压圈内圆部分，以防压圈局部出现高温和过热。 (5)铁芯压紧不用整体压圈而用分块铜质压板(铁芯不但要定位筋，还要用穿心螺杆锁紧)，这种压板本身也起电屏蔽作用，分块后亦可减少自身的发热。有的还在分块压板靠铁芯侧再加电屏蔽层，见图3—7(c)。 (6)在压圈与压指(铁芯齿压板)之间加装磁屏蔽，用硅钢片冲成无齿的扇形片叠成，形成一个磁分路[见图3—7(c)]，能减少齿根和压圈上的漏磁集中现象。 (7)转子绕组端部的护环采用非磁性的锰铬合金制成，利用其反磁作用，减小转子端部漏磁对定子铁芯端部的影响。 (8)在冷却风系统中，加强对端部的冷却。 四、水内冷定子绕组 大容量发电机定子绕组，都采用三相双层短节距分布绕组，目的是为了改善感应电动势的波形，即消除绕组的高次谐波电动势，以获得近似的正弦波电动势。 定子绕组采用叠式绕组，每个绕组都是由两根条形线棒各自做成半匝后，构成所谓单匝式结构，然后在端部线鼻处用对接或并头套焊接成一个整单匝式绕组。绕组按双层单叠的方式构成绕组的一个极相组。 600MW发电机的定子绕组都采用单匝短距双层叠绕，三相接成双星形(YY)。 绕组每匝绕组的端部(伸出铁芯槽外部分)都向铁芯的外侧倾斜，按渐开线的形式展开。端部绕组向外的倾斜角为15°～30°左右，形似花篮，故称篮形绕组。 水内冷定子绕组线棒采用聚脂双玻璃丝包绝缘实心扁铜线和空心裸铜线组合而成。 一般由一根空心导线和2 ～4根实心绝缘扁线编为一组，一根线棒由许多组构成，分成2～4排。 国产600MW发电机定子线棒空心、实心导线的组合比为1：2。图3－10为一种600MW水内冷定子线棒在定子槽中的断面。 为了平衡股间导线的阻抗，抑制趋表效应，减少直线及端部的横向漏磁通在各股导体内产生环流及附加损耗，使每根子导线内电流均匀， 棒在槽内各股线(包括空心线)要进行换位。 大容量电机定子线棒(如国产600MW汽轮发电机)一般采用540°换位，如图3—11所示。 为了抑制趋表效应，使每根导体内电流均匀，减少直线及端部的横向漏磁通在各股导体内产生环流及附加损耗，线棒各股线(包括空心线)要进行换位。大容量电机定子线棒一般采用540°换位，如国产600MW汽轮发电机的定子线棒就采用直线部分进行540°编织换位。 2．定子绕组绝缘 定子绕组绝缘包括：股间绝缘、排间绝缘、换位部位的加强绝缘和线棒的主绝缘。主绝缘是指定子导体和铁芯间的绝缘，亦称对地绝缘或线棒绝缘。 主绝缘是线棒各种绝缘中最重要的一种绝缘，它是最易受到磨损、碰伤、老化和电腐蚀及化学腐蚀的部分。主绝缘在结构上可分为两种：一种是烘卷式，一种是连续式。大容量发电机都采用连续式绝缘。 现在国内外大容量汽轮发电定子绕组的绝缘材料，普遍采用以玻璃布为补强材料的、环氧树脂为粘合剂或浸渍剂的粉云母带，最高允许温度为130° C。 其优点是耐潮性高、老