百万级二极发电机专题介绍.ppt

单 位 1111MVA 1000MW cos=0.9 1178MVA 1060MW cos=0.9 1222MVA 1100MW cos=0.9 1150MVA 型式试验数据 cos=0.85 GB/T -7064 限值 定子绕组 出水温度 70 (进水 48) 67.7 (进水 43) 70 (进水 43) 67 (进水45) 85 定子线圈 水量 t/h120120120132 转子绕组 温度(电 阻法) 79 (进风 43) 80.5 (进风 40) 84 (进风 40) 85 (进风40) 110 定子铁芯 温度 9496 99 94 120 典型容量下发电机的温度数据 从以下发电机温度数据可以看出，THDF 125/67发电机 完全能够满足额定功率1000MW以及MCR、VWO工况的要求， 并有一定裕度。 1 定子机座(外机座)为气密 、 耐压的钢焊接构件 2 铁芯由低损耗绝缘硅钢片叠压而成，通过齿压板和非磁 性的绝缘穿心螺杆将铁芯压紧，并通过绝缘燕尾形支持筋 装到支撑环上。压板和铁芯端部用被冷却的磁屏蔽将漏磁 场有效屏蔽。 3 定子机座(外机座)的制造跟铁芯的制造 采用平行作业；铁心与定子机座连接采用 立式弹簧板隔振结构。 4 27kV定子线棒采用优良可靠的绝缘系统，真空压力浸渍 VPI工艺，确保真正的无隙高压绝缘，具有优良的电、机 械和热性能，并且还能防水、防油。 定子电压高，定子电流 和电磁力小。 可靠的防晕层设计。 5 定子绕组为双层2支 路并联绕组。 定子槽内布置 线棒在槽内540 换位。 线棒槽内固定采用 侧面波纹板，槽底均 压片和楔下波纹板固 定。 6 线圈端部绕组用压板和高强度绝缘螺栓夹紧到刚性绝 缘大锥环上，该大锥环由定子机座支撑并允许在机座内 轴向移动，整个端部线圈间浇垫成整体，于是端部绕组 形成一“刚-柔”结构，能够承受突然短路、错相合闸 、过电流等冲击。 7 定子端部结构 进相运行能力 强 有效的磁屏蔽结构，另齿压板和压圈处都均设计有风道 ，有良好的通风冷却效果，附加损耗少、热点温度低。 8 定子端部线圈有限元分析 建立端部 线圈模型 端部线圈模块 数据输入 端部线圈有限 元生成 有限元模型 9 有限元分析 有限元模型 有限元分析 分析 稳态频率响应 瞬态响应 固有频率 10 转轴采用高质量的NiCrMoV合金钢锻件； 护环采用抗腐蚀性能良好的X8CrMnN1818k（同18Mn18Cr ）高强度反磁合金钢。 11 转子极（大齿）上设有阻尼槽，阻尼槽楔采用耐高温蠕 变及高导电率的铜合金槽楔。阻尼结构效果良好，负序能 力高：I2为6%，I22t为6s。 12 转子绕组的空心铜线为无氧含银铜线； 转子槽绝缘内表面、槽楔下垫条靠铜线侧、转子护环下绝 缘筒内圆等与转子绕组相接触部分皆贴有滑移层，这样在 开停机和负荷变化时转子绕组能较自由的热胀冷缩，防止 绕组变形和绝缘损伤。 转子端部结构 转子槽内布置 13 转子FEA有限元分析设计 调峰能力强 - 定子线圈端部“刚-柔”结构 - 转子滑移层设计 - 转子10000次起停设计 14 转子动力特性好，详细的轴系计算，临界转速远离工 作转速，转子振动不敏感，给安装平衡带来方便。 IRAP程序用于横振计算 PHS程序计算扭振 一阶 720 r/min 二阶 2100r/min 15 采用端盖式轴承，减小发电机长度，减少安装空间 。 - 具有高压顶油结构； - 轴承具有对地绝缘，杜绝形成轴电流回路； - 采用单流环 密封油系统。 16 氢油水系统布置 17 电厂KKS标识系统 发电机中系统KKS编码： 系统： 发电机： MKA 轴 承： MKD 励磁机： MKC 氢系统： MKG 密封油系统：MKW 定子水系统：MKF 设备KKS编码： 阀 门： AA 管 道： BR 泵： AP 冷却器： AC 过滤器： AT 箱 体： BB 压 力： CP 温 度： CT 流 量： CF 电 气： CE 质量（纯度/密度/电导率）：CQ 18 发电机氢系统（MKG） l 供氢汇流排 l 供二氧化碳汇流排 l 氢气控制装置 l 氢气干燥器 l 氢气监控仪器 l 漏液检测器 19 1 2 3 4 5 6 78 9 1 H2汇流排（10瓶组 ） 2 H2流量仪 3 CO2汇流排（10瓶组 ） 4 CO2蒸发器（加热器 ） 5 压力变送器2 6 气体纯度仪2 7 漏液检测装置 8 绝缘过热监测装置 9 氢气湿度仪2 10 氢气干燥器 10 20 氢系统主要部件 CO2蒸发器 漏液检测装置 氢气控制装置 21 发电机 二氧化碳蒸发器 （加热器） 二氧化碳 发电机氩气 采用氩气作为中间气体 优点： 系统简单 置换速度快 无需电源 安全性高 无碳酸产生 维护成本低 22 发电机密封油系统（MKW） l 单流真空处理系统 l 二台交流油泵互为备用 l 一台直流油泵 l 密封油大容量贮油箱 l 轴承回油箱排油烟机 l 压力调节阀冗余配置 l 监测仪表 23 1 密封瓦支架（空侧） 2 密封瓦支架（氢侧） 3 密封瓦室 4 挡油环（空侧） 5 浮动油槽 6 钨金 7 密封油环槽 8 密封油进油孔 9 密封瓦 10 次密封 11 密封条 12 转子 13 迷宫环 14 密封槽 15 绝缘片 16 端盖 24 1 密封油贮油（空侧油）箱 2 真空泵 3 真空油箱 4 压力调节阀 5 主油泵2 6 止回阀 7 备用油泵 8 密封油冷却器 9 过滤器 10 压差阀 11 轴密封 12 发电机消泡箱 13 氢侧回油箱 14 浮动油流量控制阀 25 密封油供油装置 排油烟机 26 发电机定子线圈冷却水系统（MKF ） l 循环水泵2100% l 定子水冷却器2100% l 定子水过滤器2100% l 定子水箱 l 补水系统 l 监测仪表 27 1 2 3 4 5 6 7 8 1 循环水泵2 100% 2 过滤器2 100% 3 发电机 4 冷却器2 100% 5 补水过滤器 6 定子水箱 7 U形水封溢水管 8 排气管 28 定子冷却水供水装置 水箱 29 严密的机组型式试验(首台)和出厂试验 发电机穿装转子 发电机总装试车 30 试验内容 试验按GB/T7064及IEC标准进行，主要试验项目如下： 突然短路试验 温升及效率试验 空载、短路特性试验 铁耗发热试验 直流电阻的测试 绝缘电阻的测试 转子动平衡、热运转及超速试验 转子励磁绕组交流阻抗的测定和波形测定 定子绕组分支路流量测定 定子绕组泵水压及气密试验 定子绕组电晕试验；定子槽电位测量 定子机座、铁心模态分析试验 31 当采用无刷励磁时，在1000MVA cos=0.9工况时的 工厂试验值为99.01% ；在1111MVA cos=0.9工况时 的试验推算值为98.97%。 效率高 32 励磁电流和励磁容量小，励磁设备可靠性高。 在1111MVA cos=0.9时的励磁电流和励磁电压分别只有 5887A和437V，降低了转子绕组温升并提高了效率，另使无 刷励磁机及其整流 元件电负载或静态励 磁的整流装置及集电 环装置的电负载大大 降低，使设备可靠性 及寿命均提高。 33 开放式空气冷却 组装式炭刷装配 电刷调换时移动组装件的绝缘 手柄 静态励磁系统的集电环 34 静态励磁系统的集电环 35 电厂现场运行性能优良 外高桥二期两台900MW发电机于2004年4月和6月 并网发电，运行性能令客户满意。 36 供货范围 1、发电机本体 （其中转子锻件、护环、硅钢片等进口） 2、励磁系统设备 （包括集电环装置或无刷励磁机，AVR进口） 3、氢气系统 4、定子冷却水系统 5、密封油系统 6、电流互感器 7、连接封闭母线及共箱木箱的接头 8、发电机在线监测设备 9、测温装置（测温元件及引线）等 37 1000MW级发电机生产制造及排产计划 制造能力： 4台/年 排产计划：玉环1机（进口） 玉环2机06年5月交货 玉环3机06年10月交货 外高桥1机（进口） 外高桥2机07年2月交货 玉环4机07年5月交货 38 四. 公司技术优势及设备能力 1. 一流的技术开发能力 共有技术人员180人,占员工总人数的22.5%, 其中设计人员98人： 中国科学院院士1人 教授级高工10人 高级工程师49人 工程师78人 每年派遣大量的技术人员赴美国和德国培训 学习。 39 2. 拥有国际一流的跨国公司技术 STGC上海汽发 Germany 西门子 德国 USA 西门子 美国 新设计 应用 服务 全球设计数据库 技术共享 电机厂技术 + 西屋技术 + SIEMENS技术 40 与SIEMENS及西屋公司建立技术交流平台； 与SIEMENS及西屋公司进行合作生产； 与SIEMENS及西屋公司合作开发新产品； SIEMENS及西屋公司提供技术支持。 STGCSTGC SIEMENSSIEMENSWH WH 41 3. 一流的计算机辅助设计程序 采用SIEMENS先进的SID程序进行设计 (SID-Siemens Integrated Design Environment 西门子 综合设计，约100个先进的设计、科研程序） a. 电磁、通风及温升计算程序； b. 轴系横振、扭振计算程序； c. ANSYS有限元分析技术（FEA）； d. 三维PRO-E辅助设计; e. CFD - Computational Fluid Dynamics 流体动力学计算分析； 42 4. 生产制造能力 长312米 宽36米 高34米 吊重能力500吨 远东最大的 发电机制造车间 43 六轴数控包带机， 对定子线圈的形状 进行自动控制、编 程并按程序包扎绝 缘，保证线圈直线 与端部绝缘质量。 定子线圈全自动包带机（瑞士Micamation公司） 44 315吨大型自动化冲片生产线（德国SCHULER公司） 冲制发电机定子 矽钢片，无级调 速15100次/min,自 动上下料。 45 定子线圈卧式VPI设备（瑞士Micafil公司） 无溶剂压力真空 浸渍设备，线圈 制造采用VPI技 术后，有效地提 高大型汽轮发电 机主绝缘制造水 平。 46 数控机座加工中心（美国Farrel公司） 从美国西屋公司购进的八轴数控机座 加工中心，一次找正、装夹就能加工 完成，大大提高精确度。 47 封闭式嵌线平台配以250400T滚轮架及160kW中频机 组，可移式中频焊接机等设备，确保定子线圈的清洁 度及紧固质量。 四工位定子嵌线清洁房 48 15m 数控转子卧床（意大利 Innse公司） 具有加工1000MW 级转子的能力， 有效提高转子的 加工质量。 49 数控转子槽铣床（美国Ingersoll公司） 具有加工1000MW 转子的能力，通过主 槽铣头及3个附件头 的主轴数控功能, 加工发电机转轴上 的各类槽形。 加工直径： 1000 2100mm 最大长度：17000mm 最大重量：300吨 50 转子动平衡超速机（德国Schenck公司） 采用德国Schenck公司 的DH-11型动平衡摆架 装置，计算机辅助平衡 技术，配备数据采集系 统及试验检测系统能对 1000MW级发电 机转子进行测试 、记录、打印输 出等动平衡试验 。 51 600吨超大型设