1.发电机说明书

一单元２×６６０机组

发电机说明书

目 录

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技术数据汇总表 ....................................................................................................................... 2 1.1 发电机基本规范 ........................................................................................................... 2 1.2 发电机主要设计数据（计算值） ............................................................................... 3 1.3 发电机绝缘等级及温度限值 ....................................................................................... 3 1.4 非额定运行工况 ........................................................................................................... 4 1.5 冷却介质 ....................................................................................................................... 4 概述 ........................................................................................................................................... 7 2.1 简介 ............................................................................................................................... 7 2.2 基本技术要求 ............................................................................................................... 7 结构描述 ................................................................................................................................... 9 3.1 通风与冷却 ................................................................................................................... 9 3.2 定子铁芯 ....................................................................................................................... 9 3.3 定子绕组 ....................................................................................................................... 9 3.4 定子出线 ....................................................................................................................... 9 3.5 轴承与油封 ................................................................................................................. 10 3.6 氢气冷却器 ................................................................................................................. 10 3.7 电刷与碳刷 ................................................................................................................. 10 运行 ......................................................................................................................................... 11 4.1 启动前检查 ................................................................................................................. 11 4.2 启动 ............................................................................................................................. 11 4.3 停机 ............................................................................................................................. 12 4.4 非正常运行 ................................................................................................................. 13 监视 ......................................................................................................................................... 14

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1 技术数据汇总表

1.1 发电机基本规范

1.2 发电机主要设计数据（计算值）

1.3 发电机绝缘等级及温度限值

1.4 非额定运行工况

3) 额定出力时，电压和频率允许范围见图4 短时U/f能力见图5

当功率因数为额定值0.9时，电压变化范围不超过±5%和频率变化范围不超过-3%~+2% (附图4中阴影部分)，发电机允许连续输出额定功率。当电机在额定功率因数0.9（滞后）下，电压变化范围不超过±5%和频率变化范围不超过-5%~+3%时，发电机也允许输出额定功率，但每年不超过

10次，每次不超过8小时。 4) 失磁运行能力（见附图6）：264MW，持续15分钟 6) 氢气冷却器不同进水温度下发电机的出力见附图8 7) 断水运行能力：

定子绕组断水时，有两种运行方式可供用户选择：

第一种方式：带额定负荷运行30s，若30s后备用水泵不能投入，则应解列发电机，并使发电机端电压降为0。

第二种方式：断水5s后开始减负荷，2min内降到26%额定负荷，此后，根据线圈入口、线圈出口、离子交换器出口共3个水的导电率选择运行方式：如三个点均≤0.5us/cm,运行1小时（详见附图9C段）；其中一个点 ≥0.5us/cm，运行3分钟（详见附图9B段）；如三个点≥0.5us/cm，立即停机（详见附图9A段）。

8) 一个冷却器停运时发电机负荷能力：带80%额定负荷。 9) 调峰能力：

a. 允许负荷变化范围 40%~100% b. 每年允许启停次数 250次 c. 总计允许启停次数 10000次 10) 定子过流能力（I2-1）t=37.5s 其中：I——定子过电流标么值

t——持续时间，适用范围10s~60s

每年运行不超过2次

1.5 冷却介质

总则：在运行期间，负荷变化或冷却介质温度变化将引起发电机各部件不同程度的热膨胀，如果温差过大，将会在发电机内部产生附加应力。 1） 氢气

定子绕组冷却水进水温度应高于冷氢温度至少2~5℃，以避免在事故状态下，机内氢气湿度严重超标时，水蒸气在具有高电压的定子绕组及定子冷却水流过的部件上结露。

任何情况下，定子冷却水及冷却器冷却水在发电机内的压力值都应低于氢气压力至少0.04MPA。反之，如果机内水压高于氢压，在定子冷却水或氢气冷却器冷却水发生泄漏的情况下，水就有可能进入机内导致绝缘受潮甚至造成绕组事故。

一般来讲，当机内氢压下降时，应减少上述的水压以保持气、水压差。 3） 发电机氢气冷却器冷却水

氢气温度通过调节进入氢气冷却器的冷却水量来控制

a. 调节氢气冷却器的水量时，应全开进水阀门，仅仅调节出水阀门的开度。以便使氢气冷却

器的水管全部都充满水。

b. 应采取措施 冷却器内水压过高。特别是在关闭出水阀门应注意防止出现过高的压力。 c. 每个冷却器的水流量及压力应均衡且不宜太大。水量过大（水速过高）可能加速水管磨损，

而冷却器的冷却水不均匀，可能导致定子机座不平衡膨胀和振动增加。 4） 轴承润滑油

2 概述

2.1 简介

本型汽轮发电机为汽轮机直接拖动的隐极式、二级三相发电机。

发电机采用水氢氢冷却方式，即定子线圈直接水冷，定子出线氢内冷，转子线圈直接氢冷，定子铁芯氢冷。发电机采用密闭循环通风冷却，机座内部的氢气由装于转子两端的轴流式风扇驱动。集电环和电刷空气冷却，两集电环间设有离心式风扇。 轴承为强迫润滑（由汽机润滑油系统供油） 发电机采用静止可控硅，机端变自励方式励磁。

2.2 基本技术要求

1) 转向：发电机旋转方向随汽轮机，从汽轮机向发电机看为逆时针方向。

2) 环境温度：发电机及其辅助设备连续运行的环境条件为：厂房内环境温度5----40度。 3) 检温计：

 在定子每槽内上、下层线圈间。

      定子每根绝缘引水管出口端安装测量出水温度。 定子水路总进、出水处各装一只。

在氢气冷却器进、出风处，进、出水处。 在定子端部压指、边段铁芯、磁屏蔽等处。 在定子铁芯齿部和轭部。

在各轴瓦上还各装设测量轴瓦温度。

4) 临界转数：转子临界转数设计在额定转数10%的范围以外。 5) 定子绕组电阻偏差：排除引线长度不同引起的误差后，任意两相冷态电阻测量值之差不

大于其中最小值的1.5%。 6) 氢气冷却器：氢气冷却器冷却水设计压力1.5Mpa。氢气冷却器工作水压

0.7MPa，试验水压1.2 MPa，历时30min，无渗漏。

当5%的水管堵塞后，发电机仍能输出额定功率。

当一个冷却器退出运行后，发电机能输出80%额定功率。

7) 8) 9) 10) 11)

绝缘电阻：

定子绕组：在干燥状态接近工作温度测量，不小于3兆欧。（用2500兆欧表测量。） 转子绕组：室温下（20度）测量不小于1兆欧。（用500兆欧表测量。） 铂热电阻测温元件：室温下（20度）测量不小于1兆欧。（用2500兆欧表测量。） 轴承和油密封（励端）：轴承和油密封（励端）对地绝缘电阻不小于1兆欧。（用1000兆欧表测量。）

12) 电压波形电话谐波因数：发电机在空载额定电压和额定转速下，其线电压波形正弦性畸变率不超过5%，发电机电话谐波因数不超过1.5%

13) 耐电压实验：发电机定、转子绕组能承受以下耐压试验历时1min，

定子绕组交流工频实验电压有效值为2UN+1KV

转子绕组交流工频实验电压有效值为10UfN

电厂安装后的交接试验电压为上述电压的80%。 14) 定子绕组及机座水压试验：

定子绕组的内水系统能承受0.75MPA水压试验，历时8小时而不漏水和渗水。 发电机机座、端盖、出线罩等能承受0.8MPA的水压试验，历时15min。

15) 定子过电流：

定子绕组能承受短时过电流运行，且满足如下公式： 2

（I-1）t=37.5s

其中:I——定子过电流的标么值；t——持续时间，适用于10s—到60s；每年不超过两次。 16) 突然短路

发电机能承受在额定功率和额定功率因数以及105%额定电压下发生在出口端得三相突然短路故障。

发电机亦能承受主变压器高压侧系统中发生的任何形式的短路故障造成的冲击而无损坏。

“无损坏”的标志是在发生上述短路故障后，定子线圈可能有轻微变形，但不会引起发电机损坏而造成停机。

17) 强励：发电机能承受按80%端电压计算，不小于2倍的强励电压，允许强励时间20秒。

励磁系统电压响应比不小于4倍/秒。 18) 负荷变化和大修间隔

发电机运行负荷允许在50%至100%额定负荷之间变化。 发电机服役期间可以起停10000次。大修间隔不小于4年。

3 结构描述

3.1 通风与冷却

发电机采用径向多流式密闭循环通风，定子铁芯沿轴向通风十三个风区，六个进风区和七个出风区相间布置。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铁芯背部；进入铁芯背部的氢气，沿铁芯径向风道冷却进风区后，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向铁芯，冷却出风区铁芯，最后从机座风道进入冷却器；备冷却器冷却后的氢气进入风扇前，进行再循环。

这种交替进出的径向多流通风，保证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。

3.2 定子铁芯

定子铁芯时用相互绝缘的扇形片叠装压紧制成的。为减少电气损耗，扇形片采用高导磁低损耗的冷轧 硅钢片冲制而成。

扇形片两面刷涂加有无机填料的热固性绝缘漆。

扇形片冲有嵌放定子线圈的下线槽和放置槽契用的鸽尾槽。叠压时利用定子定位筋定位，跌装过程中经多次施压，两端采用低磁性的球墨铸铁压圈将铁芯夹紧成一个刚性圆柱体。铁芯齿部时靠压圈内侧的非磁性压指来压紧的。边段铁芯涂有粘接漆，在铁芯装压后加热使其粘接成一个牢固的整体，进一步提高铁芯的刚度。 边段铁芯齿设计成阶梯状并在齿中间开窄槽，同时在压圈上装有整体的全铜屏蔽，以降低铁芯端部的损耗和温升。

3.3 定子绕组

定子绕组由嵌入铁芯槽内的绝缘条形线棒组成，绕组端部为蓝式结构，并且由连接线接成规定的相带组。采用连续式F级环氧粉云母绝缘系统，表明有防晕处理措施。 线棒由空心股线和实心股线混合编织换位组合而成。 定子线棒是通过空心股线中的水介质来冷却的。冷却水从励端得汇流管和绝缘引线管并通过线棒端头的水接头进入线圈，冷却线圈后再经过汽端得绝缘引水管和汇流管排入外部水系统。

3.4 定子出线

发电机各相和中性点出线均通过励端机座下部出线罩引出机外。 出线罩板采用非磁性材料制成，以减少定子电流产生的涡流损耗。出线罩板下方设有排泄孔，以防止引出线周围积存油或水。

定子出线通过高压绝缘套管穿出机壳引出机外。高压绝缘套管由整体的陶瓷和铜导电杆组

成。铜导电杆由双层铜管制成，两端导电面镀银处理。高压绝缘套管上（发电机外侧）装有电流互感器供测量和保护用。 整个定子出线装配采用氢气冷却。

3.5 轴承与油封

1、轴承

发电机采用端盖式轴承。轴瓦采用椭圆式水平中分面结构。轴承与轴承座（端盖）的配合面为球面，以使轴承可以根据转子绕度自动调节自己的位置。 励端轴承设有双层对地绝缘以防止轴电流烧伤轴颈和轴承合金。

润滑油来自汽轮机供油系统。启动和停机时低转速下提供高压顶轴油以避免损伤轴合金。 2、油封

转轴穿过端盖处的氢气密封是依靠油密封的油膜来实现的。油密封采用单流环式结构。 密封瓦用铜合金制成，装配在端盖内腔中的密封座内。密封瓦分为四块，径向和轴向均用卡紧弹簧箍筋。密封瓦径向可随转轴浮动。与密封座上下均设有定位销，可防止密封瓦切向转动。

压力密封油经密封座与密封瓦之间油腔，流入密封瓦与转轴之间的间隙，沿径向形成油膜，防止氢气外泄。密封油压高于机内氢气压力0.056mpa左右。流向机内的密封油经端盖上排油管回到氢侧油箱；流向机外的密封油与润滑油混合在一起，流入轴承排油管。

该系统具有配置简单，运行维护方便特点。尤其在油系统中设置有真空净油装置，能有效去除油中水分，对保持机内氢气湿度有明显效果。

励端油密封设有双层对地绝缘以防止轴电流烧伤转轴。

3.6 氢气冷却器

氢气冷却器立放在发电机机座四角。 氢气冷却器与基座之间的密封结构，既可密封氢气，又可在氢气冷却器因温度变化而涨缩时起到补偿作用，保证运行时具有良好的密封性能。

氢气冷却器的水箱结构满足发电机在充氢状态下，可打开水箱清洗冷却水管。当氢气冷却器进出水管与外部水管拆开后，氢气冷却器就可以从发电机中抽出。

氢气冷却器的容量设计是按以下条件考虑：

a、当5%的水管堵塞后，发电机仍能输出额定功率。

b、当一个冷却器退出运行后，发电机能输出80%额定功率。

3.7 电刷与碳刷

电刷时将励磁电流通入高速旋转的转子关键部件。

为保证发电机在运行时能安全、迅速地更换电刷，采用了盒式刷握结构，每次可更换一组（4个）电刷。

电刷采用天然石墨材料粘结制成，有较低摩擦系数和一定的自润滑作用。每个电刷带有两个柔性的铜引线（即刷帮）。螺旋式弹簧恒定地将压力加在电刷中心上。

刷架采用左右分瓣把合结构，由导电环、刷座及风罩等部件组成，对地绝缘。

4 运行

4.1 启动前检查

1) 确认下列辅助系统处于良好状态。

 氢气系统

 密封油系统

 定子冷却水系统

 氢气冷却器水系统

 轴承润滑油系统

 顶轴油系统

 集电环通风管道

2) 检查发电机机组的机械连接，确认无任何松动现象，连接可靠。

3) 检查电气连接，确认发电机的主开关及发电机转子回路开关处于断开位置。

4) 下列冷却介质应满足规定

 机内氢气

 定子冷却水

 氢气冷却器水

5) 检查定子绕组、转子绕组及励端轴瓦的绝缘电阻：

 定子绕组 R

 转子绕组 R

 励端轴瓦 R

6)

7)

8)

a. 绝缘 >3兆欧（2500V摇表） >1兆欧（500V摇表） >1兆欧（1000V摇表） 绝缘 绝缘 确认检温计的读数合理。这些读数应接近环境温度或机内温度。 滑环、电刷应清洁完整，电刷应能在刷盒内上下自由移动，电刷压力正常。 安全注意： 因为在运行中可能有少量氢气泄露出来，所以在发电机周围十米内应禁止抽烟、电焊及

气焊防止火灾及爆炸。“严禁烟火”警告牌必须放在显眼的地方。

b. 由于少量氢气可能通过油密封混入轴承润滑油中，所以轴承润滑油系统中的抽氢装置必

须连续投运。

c. 从发电机出线套管漏出的氢气可能在封闭母线中汇集起来，因而封闭母线应设置漏氢在

线监测。

d. 当对发电机充氢或排氢、或提取氢气样品时，操作过程应严格按照《氢油水控制系统说

明书》进行。

4.2 启动

1、 投入密封油系统，置换机内氢气

2、 供轴承润滑油

3、 定子冷却器系统投入运行（检查进水温度应接近于额定进水温度，至少应高于机内氢气

温度5℃）

4、 冷却器投入（控制机内氢气温度，防止过低）

5、 顶轴油系统运行

6、 启动盘车装置（检查并确认在静止部件与运动部件间，特别是在密封环、挡油盖周围附

近无摩擦及碰撞现象）

7、 发电机升速（确认轴承、集电环及碳刷等处无异常噪音。检查轴承及密封环的润滑情况） 8、 顶轴油系统退出运行

9、 发电机升速到额定，监测振动

10、

11、

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16、 监测瓦温，油温等。（检查定子冷却水的温度、水压及流量，密封油压、氢压等均应正常） 检查碳刷工作状况（检查碳刷及集电环的工作情况，看是否跳动、卡涩、接触不良以及过热现象。如有，应设法消除它们） 发电机加励磁。（加励磁后，检查碳刷运行情况，有无打火花） 提高氢气冷却器的水流量 发电机并网 发电机加负荷（升负荷时，注意调节功率因数） 发电机已处于正常运行状态（持续监测发电机各部分的温度、振动。监视电刷、励

磁装置的工作状态）

4.3 停机

1、 发电机减负荷

2、 发电机从系统解列

3、 发电机灭磁

4、 降低转速，投入顶轴油

5、 减少冷却器的水流量（减少到额定流量的5—10%额定流量。冷却器应在设置的水

流量下运行15小时后，停止供水）

6、 启动盘车装置

7、 停止定子绕组供水

8、 发电机已处于停机状态

4.4 非正常运行

1、 短时过负荷能力

在事故状态下，发电机允许定子绕组在短时内过负荷运行，同时也允许转子绕组有相应的过负荷（过电压）。定子绕组的短时过电流及其时间规定在《发电机技术规范中》中。

2、 不平衡负荷

在不平衡负荷状态，发电机中含有了负序电流分量，相电流及端电压偏离了平衡负荷时的理想关系。不平衡负荷将在转子表面导致额外的损耗和局部发热。

2 在《技术数据汇总表》中规定了持续不平衡负荷（I2）及短时不平衡负荷（I2t）的允许值，

同时在持续不平衡负荷运行状态，任何一相的电枢电流不允许超过额定值。

发电机不平衡电枢电流也会引起倍频转矩脉振，这个脉动转矩同时也出现在定子铁芯上。铁芯隔振结构能有效地减少这种脉动转矩对机座及基础的影响。

3、 一个冷却器退出运行

在运行中，如果四个冷却器中的一个退出运行，发电机在冷却器水系统工作正常前提条件下可以带80%的额定负荷。

4、 失磁运行

发电机失磁运行能力见《技术数据汇总表》。

发电机在失磁后异步运行时会产生三个方面的影响：一是使电网出现大幅度功率震荡；二是使汽轮发电机轴系承受一个滑差频率的扭振；三是对发电机本身的影响。其中对发电机本身的影响主要有两方面：一是由于定子旋转磁场与转子的滑差而在转子上感生损耗，滑差过大时还会在转子线圈上感应高电压；二是由于这种工况相当于深度进相运行，发电机定子端部磁场会在定子压圈等结构件中产生损耗和过热；但各部分温升不会超过进相运行的水平。尽管失磁异步运行对发电机本身不会产生破坏，出于对轴系损伤的担心，建议尽量不要在失磁状态下异步运行，当然也不推荐失磁运行能力。对大机组来说，它可能引起电网和轴系震荡，对轴系（特别是对汽轮机）带来的不利影响是难以定量估计的。

5、 断水运行

当定子绕组冷却水流量小于一定数值时，发电机定子将被视为“断水”。发电机定子绕组冷却水在“断水”后允许两种运行方式见《技术数据汇总表》

6、 强励

当电力系统中发生短路或其它故障使系统电压严重下降时，可以通过发电机强励来使电力系统保持稳定。

发电机允许强励顶值电压及持续时间规定在《技术数据汇总表》中

5 监视

1) 机内温度

监视每个温度测量值都不应超过在《技术数据汇总表》中规定的最高值以及最低值。

如果在定子绕组检温计之间出现读书明显差别，应密切注意其发展状态，查明原因。如果某一点温度读书出现突变，应尽快查明原因并妥善处理。

2) 在线监测轴振振动和/或轴承座振动情况，振动值不应超过其规定值。

3) 冷却介质及润滑剂

应监视《技术数据汇总表》里，所列的项目。

如果氢压不正常下降，应尽快找出原因，采取措施，并补入氢气使氢压恢复到额定值。 定子冷却水及冷却器冷却水在发电机内的压力值都应低于氢气压力至少0.04MPA。反之，如果机内水压高于氢压，在定子冷却水或氢气冷却器冷却水发生泄漏的情况下，水就有可能进入机内导致绝缘受潮甚至造成绕组事故。保持密封油压高于0.056±0.02MPA,以防止氢气外泄。

在定子冷却水系统中发现大量氢气，那就意味着机内定子冷却水系统中出现了漏点，发电机立即停机检查，直到漏点被修理好后，才允许再次启机。

随时检查机内湿度，保持机内氢气湿度值低于《技术数据汇总表》中规定值以便消除机内结露和转子部件产生应力腐蚀的可能性。

定期检查机内氢气纯度，如果纯度降到95%，应置换氢气。但每次置换氢气量不要超过10%的氢气总量，以便避免机内氢气温度变化太大。

4) 机内液体

定期检查位于机座下面液位信号器中的液位状态。若发现有油、水，应及时放尽，并迅速找出原因，加以消除。

5) 碳刷

定期检查碳刷的运行情况。

6) 励磁回路的绝缘电阻

在运行中，应定期对励磁回路的绝缘电阻进行测量。

7) 励端轴瓦及密封座的绝缘电阻

在运行中，定期检测励端轴瓦及密封座的绝缘电阻。