演示文稿212.ppt

1、主要内容：发电机励磁系统、发电机加热和冷却，主要包括铁损、定子铜损、转子机械损耗、同步发电机内部损耗，主要通过增加电机的线性尺寸和增加电磁负载来提高电机容量。然而，增加线性尺寸将同时增加损耗(因为马达的损耗与线性尺寸的立方成比例)，导致马达的效率降低。然而，由于磁路饱和的限制，很难增加磁负载。增加单台机组容量的主要措施是增加线路负荷。然而，增加线路负载将增加铜棒的铜损耗和线圈的温度，这可能达到不可接受的水平。此时，必须采用强化冷却技术来提高散热强度，从而将电机各部分的温升控制在允许范围内，以保证电机安全可靠运行。因此，冷却技术的进步是电机向大容量发展的保证。电机的冷却方式可分为风冷和液冷，风冷

2、氢、水、液冷油蒸发冷却介质(氟利昂、氟碳)、氢与空气、水与油之间的冷却性能表、发电机结构、铁芯、机座、端盖、定子线圈、护环、转子、氢冷却器、碳刷架、轴承、出口端子、发电机的主要冷却介质氢发电机氢气冷却系统采用封闭的氢气循环系统，热氢气通过发电机的氢气冷却器被冷却水冷却。转子和铁芯的冷却通道为多输入多输出结构，具有径向和轴向气隙隔板，可将气体分为不同的冷热区，有效抑制冷热空气的混合，沿转子轴向均匀分布温度。发电机通风系统采用径向多流封闭循环通风，定子铁芯沿轴向分为13个风区，6个进风区和7个出风区交替布置。转子采用斜向气隙流动。该通风系统的优点是：温度均匀，不需要高压风机，通风损失小。发电机采用

3、径向多流封闭循环通风，定子铁芯沿轴向分为十三个风区，六个进风区和七个出风区交替布置。安装在转轴上的两台轴流风机(一台在蒸汽端，一台在励磁端)分别将氢气吹入气隙和铁芯背面；进入铁芯后部的氢气在进气区沿铁芯径向风道冷却铁芯后进入气隙；少量氢气进入转子槽内的空气导管，冷却转子绕组；其余大部分氢气折回铁芯，在出风区冷却铁芯，最后从底座的风道进入冷却器；被冷却器冷却的氢气在进入风机之前被回收。为了防止风道短路，通常在定子铁芯上安装气隙隔环，在定子和转子之间的气隙中夹入冷、热空气，以避免转子甩出的热空气被吸入转子进行再循环。外壳和定子铁芯之间的空间是发电机通风(氢气)系统的一部分。发电机定子采用径向通风，

4、沿轴向将机壳与铁芯背面之间的空间分成若干段，每段形成一个环形小气室，每个小气室交替分为进气区和出气区。这些室通过管道相互连接，可以交替通风。氢气交替通过铁芯的外侧和内侧，然后通过冷却器集中，从而有效地防止热应力和局部过热。定子通风系统，定子线棒由绝缘空心股线和实心股线组成。定子线棒被空心线股中的水介质冷却。冷却水从励磁端的汇流管和绝缘导流管进入盘管，并通过每个槽中有上、下线圈侧，线圈的一侧嵌入槽的下层，而另一侧嵌入由y1槽分隔的上层(间距：线圈有效侧穿过定子铁芯的槽数)。采用双层绕组可以方便地将绕组类型设计成短距离绕组。短距离绕组具有改善电位波形和节省材料的优点。60相开槽电势星形图，重叠绕组

5、：当绕组嵌入时，后一个线圈“重叠”在前一个线圈上，位于两个相邻的串联线圈之间。极性相组的电动势和电流方向与极性相组相反。为避免电动势或电流相互抵消形成的磁场，极相组和极相组串联时应反向串联，即第一总理引出尾端或连接尾端引出首端。在实际电机中，由于磁极的磁场不能完全按照正弦规律分布，定子绕组中的感应电势不是完全正弦的，即除了正弦波的基波外，还包含一系列谐波。谐波频率越高，其幅度越小，对电位波形的影响越小。高次谐波的存在对发电机有许多不利影响：1)发电机本身的损耗增加，效率降低，温升增加。2)它可能导致传输线的电感和电容谐振并产生过电压。3)对相邻通信线路的干扰。削弱谐波的常用方法如下：1)隐极汽

6、轮发电机的气隙是均匀的，只要将每个极距范围内的励磁绕组与极距的比值设计在0.70.8范围内，发电机极的磁场波形就能接近正弦曲线。2)采用Y形连接。因为三次谐波及其多个奇次谐波具有相同的幅度和相位，所以这些谐波可以通过这种连接来消除。3)短距离绕组可以削弱5次和7次谐波。4)使用分布式绕组，即增加每极和每相的槽数q，可以显著削弱高次谐波电势。然而，随着Q值的增加，电枢槽的数量增加，这将导致冲压和剪切工作的增加以及绝缘材料的消耗，并增加成本。因此，一般来说，隐极汽轮发电机的q值在612之间。在转子通风系统中，转子槽内的斜流风末端有两条半通风道，转子绕组槽内采用斜流内冷。通过转子的自抽吸作用，氢气从

7、进气区域的气隙中被吸入。穿过转子的槽楔后，进入两排对角风道，冷却转子的铜线。在到达底部转弯铜线之后，氢气转向另一个排气管道，冷却转子铜线，穿过转子槽楔，并从空气出口区域排放到空气间隙中。转子杆上钻有两排不同方向的斜向流孔，并延伸至槽底，沿转子本体的轴向形成若干平行的斜向流道。通过这些通道，冷却氢交替地进入和流出转子绕组入口的进气口，迫使冷却氢以与转子速度匹配的速度通过倾斜流动通道到达导体槽的底部，然后转向另一侧并沿着倾斜流动通道流出导体。从每个进气口吹入的冷空气被分成两个倾斜的流动通道，并沿两个方向流入导管。类似地，两个出口通道会聚并从空气出口流出进入气隙。一股风从下槽底部的辅助槽进入转子体的

8、端部风道，另一股风从转子线圈端部的中部进入铜线管道，然后从转子体的端部排入气隙。为了增强最后一次风的冷却效果，在这一次风的中间加入了半程风，形成了一个“两个半程”的风道结构。氢气控制系统配有专用管道、CO2控制排、置换控制阀和气体置换面板，实现机器内气体的间接置换。为了将内部氢气压力保持在规定的范围内，气体置换检测装置，油水泄漏开关，气体置换装置，置换空气，氢气干燥装置，氢气纯度分析仪，氢气供应，二氧化碳供应，氢气压力表，氢气控制系统图，H2替代CO2工艺，干燥工艺，正常运行监控，氢气系统参数表，当氢气含量在4-74.2%范围内时，氢气和空气的混合物为爆炸性气体。当它与氧气接触时，很容易形成爆

9、炸浓度的氢氧混合气体。因此。将氢气充入发电机时，避免氢气与空气接触。因此，必须用一种中间媒介来代替它。中间介质通常是惰性气体CO2。氢气置换，在启动机组之前，首先向机器中充入50-60kPa压缩空气，并将其放入密封油系统中。然后，由CO2罐或CO2瓶提供的高压气体从发电机外壳的下部引入，以驱除发电机中的空气。从套管顶部的原供氢管和气体不易流动的死区取样后，当CO2含量超过85%(均指体积比)时，停止充入CO2。在此期间，气体压力保持恒定。充氢开始，氢气通过供氢装置进入机柜顶部的汇流管，向下驱动CO2。当氢气纯度大于96，氧气含量小于96时，从底部原CO2主管和气体不易流动的死区取样检查，停止排

10、气，将压力提高到工作氢气压力。升压速度不能太快，以免产生静电。当装置排放氢气时，将气体压力降至80-50千帕。减压速度不应太快，以免产生静电。然后，CO2被引入机器，以驱除机器中的氢气。只有当CO2含量超过85%时，才能引入压缩空气来驱除CO2，并且只有当气体混合物中的空气含量达到95%并且氢含量最低时，才能停止将压缩空气输送到发电机。1)密封油系统必须保证供油的可靠性，油气压差保持在0.056MPa左右，发电机转子处于静止状态。(气体置换也可以在旋转状态下进行，但气体消耗会大大增加)2)在气体置换过程中，密封油系统中的膨胀槽应定期手动排空。每次大约5分钟。在置换过程中使用的每种气体的含量接近

11、要求值之前，应排放一次气体。排气后，操作员应在离开前确认排气阀已关闭。3)氢气除湿装置排空管道上的阀门和氢气系统中的相关阀门应定期手动操作进行排污，排污完成后操作人员方可离开。4)气体置换前，应校准气体置换盘中的分析仪器，并将仪器显示的CO2和H2纯度值与试验结果进行比较，误差不应超过1；否则，应相应增加给定的纯度值，以补偿分析仪器的误差。5)气体置换前，根据氢气控制系统图，检查气体置换装置中各阀门的开关状态是否符合要求。气体置换操作中的注意事项，6)气体置换过程中，必须拆除安装在系统中的氢气湿度计。由于仪器的传感器不能接触CO2气体，否则传感器会中毒，导致无法正常工作。7)开关阀应使用铜制工

12、具。如果没有铜制工具，所用工具应涂上黄色甘油，以防止碰撞时产生火花。8)开、关阀门必须缓慢进行，特别是补氢、充氢、放氢时，要注意防止氢气与阀门、管道剧烈摩擦产生火花。9)向外界排放氢气时，首先要检查氢气排放点20米范围内是否有明火和可燃物，严禁在室内排放氢气。10)气体置换过程中，机组上方的起重机应停止运行，严格禁止绝缘测量等电气操作氢系统运行中的注意事项，3)每月检查项目：打开污水(排放)阀，清除油污和水分。4)每36个月检查监控项目：报警开关和继电器动作试验；安全阀动作试验；氢气纯度检测装置的校准；给气体置换面板通电，并验证分析仪。5)每612个月检查项目：压力表等指示仪表的校准。6)每1

13、2个月检查一次：继电器的检查和清洁。发电机氢气冷却系统是一个封闭的氢气循环系统，热氢气通过发电机氢气冷却器被冷却水冷却。发电机氢气冷却器采用缠绕板结构。冷却器设计为一侧承受0.8兆帕的压力。氢冷却器冷却水直接冷却的冷氢温度一般不超过46。氢气冷却器冷却水进口的设计温度为38。氢系统冷却器，四组冷却器布置在发电机的四个角上，一组冷却器关闭，机组可承受高达80%的额定负荷。冷却介质为清水，回水管上设有调节阀。通过调节水量，冷氢的适宜温度可控制在40-46。定子冷却水管道、发电机励磁碳刷室、氢气除湿装置均采用冷凝式。其基本工作原理是将进入除湿装置的氢气冷却到10以下，氢气中的部分水蒸气会在干燥器中凝

14、结成霜，然后定期自动(停止)除霜。被霜融化的水流入集水箱(缸)，达到一定量后，发出信号手动排水。发电机中氢气的含水量逐渐降低。氢气系统干燥器，发电机氢气冷却系统干燥发电机采用冷凝式氢气干燥器，配有氢气湿度在线检测仪。干燥装置应保证在额定氢气压力下，机内氢气露点不大于-5且不低于-25，发电机充补氢露点为50。干燥机氢气处理能力不低于100Nm3/h，发电机配有液位检测和报警装置。氢气除湿装置主要包括制冷系统、氢气除湿系统和电气控制系统三部分。制冷系统由制冷压缩机组、热力膨胀阀、蒸发器等组成。氢气除湿系统由再生器、冷却器和储水箱组成；电气控制系统由电气控制箱、除霜电磁阀、温度计和水位控制器组成。

15、制冷氢气干燥装置、氢气干燥装置工作原理图、发电机密封油系统防止氢气泄漏出发电机；为密封瓦提供润滑，防止密封瓦磨损；尽量减少进入发电机的空气和水蒸气。发电机由氢气冷却。为了防止氢气在运行过程中沿转子轴向泄漏并引起火灾或爆炸，机组配备了密封油系统，向转轴和端盖连接处的密封瓦提供高于氢气压力的密封油。密封油分别进入汽轮机侧和励磁机侧的密封瓦，通过中间油孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气侧，形成油膜，起到密封和润滑作用。然后以两种方式回油(氢气侧和空气侧)。密封油系统原理介绍、发电机密封油系统原理图、氢侧回油膨胀箱和密封油膨胀箱布置在发电机底部稍下方，主要用于储存氢侧回油。发电机氢侧(由密封套界定)的蒸汽端(T)和励磁端(G)分别与膨胀箱连接，从密封环排出的油在该箱内膨胀，使含氢回油分离出氢。扩大的油箱内有一个横向隔板，将油箱分成两个隔间，以防止气体由于发电机两端之间的压差而在密封放油管内循环。膨胀箱的两个隔间可以通过外部的U形管连接，油向下返回到浮动油箱中。水箱的上部手动旁通阀和液位检查窗安装在浮箱外部，以便在必要时手动控制油位。氢在分离后返回到扩大的罐中，油流入空气沉淀罐中。由于浮子的控制作用，油箱中始终保持一定的油位，从而避免氢气进入空气沉淀箱。浮子油箱浮子阀结构图空气沉淀箱、发电机空侧密封油和两端盖轴承润滑油混合后排入空气沉淀箱，分离后，油中的气体通过管道(GBV)排