发电机结构及冷却
600MW发电机结构及其冷却系统
第三章 600MW发电机结构及其冷却系统第一节概述我国自20世纪80年代后期起，从国外进口了不同制造厂商生产的600MW汽轮发电机。
哈尔滨电机有限公司（原哈尔滨电机厂）生产的引进（美国西屋公司）型600MW汽轮发电机两台，于1989年和1992年先后在安徽平圩电厂投入运行。
1994年，我国首台国产化型600MW汽轮发电机也已装于哈尔滨第三发电厂正常运行。
到目前为止上海汽轮发电机有限公司引进美国西屋公司已生产QFSN－600－2型发电机近20台。
岱海发电有限责任公司一期工程汽轮发电机是上海汽轮发电机有限公司引进美国西乌公司技术生产的由汽轮机驱动的600MW水氢氢高速汽轮发电机，能与各种型号、规格的600MW亚临界、超临界、核电汽轮机相匹配。
本发电机是在电力部对引进技术600MW发电机组提出的优化和机组创优工程要求基础上进行优化设计的：一发电机特点该发电机容量上满足与600MW汽机匹配的最大出力要求，最大的连续出力可达648.4MW ，设计效率高达99％。
发电机组沿用了引进的高起始响应的励磁系统，能在电力系统故障时0.1秒内达到顶值电压与额定电压之差的95％。
采用静止励磁方式顶值电压可大于2.5倍以上，并用数字式AVR代替模拟式AVR，提高励磁系统的可靠性。
转子采用国内有成熟经验的气隙取气冷却方式，其他主要结构均保留西屋公司原有的成熟可靠结构，如穿心螺杆、磁屏蔽、分块压板固定的定子铁心、上下层不同截面的定子线圈、刚一柔结构的定子端部固定、端盖式轴承、可倾瓦式轴瓦、双流双环式密封瓦等以保证足够的运行可靠性。
改进了转子阻尼结构，提高电机负序电流承载能力。
方便运输：定子最大运输宽度从考核机组4．115米减小到4米，定子运输重量不超过320t。
对内陆地区，可采用分段式机座，运输重量为260t。
该发电机具有容量大、效率高、性能好和高可靠性等特点，是一个完全达到电力部门优化要求的、科技含量很高、相当于当代国际先进水平的新产品：二遵循的标准该600兆瓦级优化型水氢氢汽轮发电机的接收、吊运、储存、安装、运行、维护和检修遵循如下标准：国标GB/T7064“透平型同步电机技术要求”国标GB755“旋转电机基本技术要求”IEC34-1（第八版）“旋转电机第一部分一额定值和性能”IEC34-3“汽轮发电机的特殊要求”国标GB7409“大中型同步发电机励磁系统技术条件”IEC34-16（1991-02 ）“关于同步电机励磁系统的若于规定”美标ANSI C50．13“隐极式汽轮发电机的技术要求”标准编制中，同时也满足我国有关安全、环保等标准和规定，并在消化引进西屋公司300-600兆瓦级氢冷汽轮发电机组技术的有关技术资料（含最新信息）的内容后结合国产(300MW和600MW）定于水内冷技术以及转子气隙取气氢内冷技术编写而成。
发电机的组成及工作原理
发机电的组成及工作原理发机电是一种将机械能转化为电能的设备。
它由多个部件组成，包括转子、定子、励磁系统、冷却系统和控制系统等。
1. 转子：转子是发机电的核心部件，它由导体和磁体组成。
导体通常是以铜或者铝制成的线圈，通过电流产生磁场。
磁体则是由永磁体或者电磁体构成，用于产生磁场。
2. 定子：定子是固定在发机电内部的部件，它由导线绕成的线圈组成。
当转子旋转时，磁场与定子中的导线相互作用，产生电流。
3. 励磁系统：励磁系统用于提供转子的磁场。
根据不同的发机电类型，励磁系统可以是直流励磁系统或者交流励磁系统。
直流励磁系统通常由励磁电源、励磁线圈和调节装置组成，而交流励磁系统则通过定子上的感应电流来产生磁场。
4. 冷却系统：发机电在工作过程中会产生热量，因此需要冷却系统来散热。
冷却系统通常由风扇、散热片和冷却液等组成。
5. 控制系统：控制系统用于监测和控制发机电的运行状态。
它通常包括电压调节器、频率调节器、保护装置和自动控制装置等。
电压调节器用于调节发机电的输出电压，频率调节器用于调节输出频率，保护装置用于监测发机电的温度、电流和电压等参数，以保证发机电的安全运行。
发机电的工作原理如下：1. 通过励磁系统产生磁场：励磁系统提供转子的磁场，使其成为一个磁体。
根据励磁系统的不同，可以产生直流磁场或者交流磁场。
2. 旋转转子产生感应电流：当转子旋转时，转子的磁场与定子中的导线相互作用，产生感应电流。
这个过程遵循法拉第电磁感应定律，即导线在磁场中运动时会产生感应电动势。
3. 产生交流电压：感应电流在定子中形成闭合回路，从而产生交流电压。
这个交流电压的频率和大小取决于转子旋转的速度和励磁系统的类型。
4. 输出电能：交流电压经过控制系统的调节和保护，最终输出为电能。
这时，发机电可以将电能供给外部负载，如家庭、工业设备等。
总结：发机电是一种将机械能转化为电能的设备，它由转子、定子、励磁系统、冷却系统和控制系统等多个部件组成。
【风力发电机组主要系统】冷却系统
油温低于 40°C. 点击界面看油流动情况.
齿轮油冷却图纸 1
液压油通过内置泵、滤芯送至温控 阀。
当油温低于40°C 时，温控阀将油 送回齿轮箱
当油温在 40°C 和 50°C. 点击界面看油流动情况.
齿轮油冷却图纸2
液压油通过内置泵、滤芯送至温控 阀。
当油温处于40°C 和50°C之间时， 温控阀将一部分油通过旁路，另一 部分送入冷却器。
油温↓，油路流量↑。
变频系统部件
膨胀水箱
控制柜内部流形被送回齿轮箱。
油温超过 50°C 点击界面看油流动情况.
液压油通过内置泵、滤芯送至温控 阀。
齿轮油冷却图纸 3
当油温超过50°C温控阀将油送入 冷却循环1然后流经冷却器。油被 冷却后流入齿轮箱。
电动齿轮油泵将油打入冷却循环回 路2
油流经冷却器，然后经过一个或两 个风扇进行冷却，启动几个风扇取 决于油温，然后油流回齿轮箱。
输水单元的泵将冷却液从发电机 打到冷却回路中. 点击界面看冷却液流动情况.
冷却液从发电机被打出 通过散热器冷却液被空气冷却 冷却液通过热交换器返回 冷却液返回发电机.
发电机风冷
齿轮油冷却-输油单元
1.滤芯 2.滤芯 3.变送器 4.泄流阀 5.电机 6.联轴器室 7.泵 8.测试连接口 9.变送器
过滤网
华锐1.5齿轮油冷却图纸
压差继电器
溢流阀
温控阀
压力继电器
压差继电器：是一种受两个压力之差作为信号控制的电器开关，泵 单元中采用24VDC/2bar压差继电器 ，当粗滤网前端和精滤网后 端的压差超过2bar时，压差继电器闭合使执行元件动作，从而使得 绿线管路导通，起到安全保护的作用，同时发送故障信号。 压力继电器：是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元 件。当系统压力达到压力继电器的调定值时，发出电信号给系统。 溢流阀：一种液压压力控制阀。在液压设备中主要起定压溢流作用 和安全保护作用。泵单元中 3bar/10bar/0.2bar溢流阀，分别是 在压力大于3bar和10bar的时候打开。0.2bar溢流阀防止回流。 温控阀：调速阀是进行了压力补偿的节流阀。泵单元中的温控阀采 用机械结构，热胀冷缩的原理。油温↑，油路流量↓
发电机冷却系统
新疆国信生产(shēngchǎn)准备部
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发电机冷却系统
我公司发电机采取水氢氢冷却方式，即发 电机定子绕组水内冷；转子绕子氢内冷；定子 铁芯采取氢气表面冷却。下面(xià mian)分成 两个系统讲解：
1.冷却水系统 2.氢气冷却系统
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发电机定子(dìngzǐ)冷却水系统示意图
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2) 二氧化碳(èr yǎng huà tàn)汇流排
为了防止氢气和空气混合(hùnhé)成爆炸性的气体， 在向发电机充入氢气之前，必须要用二氧化碳将发电 机内的空气置换干净。同理，在发电机停机排氢后， 也要用二氧化碳将发电机内的氢气置换干净
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3) 二氧化碳(èr yǎng huà tàn)加热器
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1) 氢气(qīnɡ qì)汇流排
发电机产生的热量通过氢气耗散(hào sàn)，氢气的 散热能力相当于空气的8倍。为了获得更加有效的冷却 效果，发电机中的氢气是加压的
氢气来自中央制氢站，通过软管与汇流排连接。减压阀 将氢压减至所需压力，然后送到氢气控制装置再减压 至发电机所需的压力（0.5MPa）
氢气干燥器的工作和再生过程由内建PLC控制，完全自动进行。由于是闭式
循环，所以不消耗氢气，也不会引入空气。为提高可靠性，干燥器从氢气
中分离出出来的水分需人工排放。
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5）发电机漏液(lòu yè)检测装置
发电机漏液检测装置(zhuāngzhì)用以检测发电机 水冷定子线圈或氢气冷却器因泄漏而积累在发电机底 部的液体，同时也用以检测渗漏到发电机内的密封油 或轴承油。
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系统(xìtǒng)描述
发电机的组成及工作原理
发电机的组成及工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备，它由多个组件组成，每个组件都扮演着特定的角色，共同协作完成电能的生成。
下面将详细介绍发电机的组成及工作原理。
1. 磁场系统：发电机的磁场系统由永磁体或电磁体组成。
永磁体是指具有恒定磁场的材料，如铁氧体或钕铁硼磁铁。
电磁体则是通过电流在线圈中产生磁场。
这些磁场系统的作用是产生磁场，用于感应电流。
2. 转子：转子是发电机的旋转部分，通常由铁芯和线圈组成。
转子可以是永磁体或电磁体。
当转子旋转时，磁场会产生变化，从而在线圈中感应出电流。
3. 定子：定子是发电机的静止部分，通常由铁芯和线圈组成。
定子的线圈与转子的线圈相互作用，产生电磁感应。
定子的线圈通常被连接到外部电路中，以便将感应出的电流输出。
4. 继电器：继电器是一种用于切换电流的电子设备。
在发电机中，继电器用于将感应出的电流从定子线圈切换到外部电路中。
5. 冷却系统：发电机的工作会产生大量的热量，因此需要冷却系统来保持其正常运行温度。
冷却系统通常由风扇、散热片和冷却液组成。
发电机的工作原理如下：1. 当发电机启动时，转子开始旋转。
如果转子是永磁体，它会产生一个恒定的磁场。
如果转子是电磁体，通过施加电流，它会产生一个可变的磁场。
2. 转子旋转时，磁场会随之变化。
这个变化的磁场会穿过定子线圈，导致定子线圈中的电子发生运动。
3. 定子线圈中的电子在磁场的作用下产生电势差，即感应电动势。
这个感应电动势会产生电流在定子线圈中流动。
4. 继电器将感应出的电流从定子线圈切换到外部电路中。
这样，发电机就能够将电能输出到外部设备或电网中。
总结起来，发电机的工作过程是通过转子的旋转产生变化的磁场，进而在定子线圈中感应出电流，最终将电能输出到外部电路中。
发电机的组成包括磁场系统、转子、定子、继电器和冷却系统，它们共同协作完成电能的生成。
发电机在现代社会中扮演着重要的角色，广泛应用于发电厂、汽车、船舶等领域。
发电机空冷器结构及原理
发电机空冷器结构及原理嘿，咱今天就来聊聊发电机空冷器。
这玩意儿可是发电机的好帮手呢！发电机空冷器，从外表看，就像一个巨大的铁盒子。
但可别小瞧了它，里面的结构那可是相当复杂。
它有许多管道，就如同人体的血管一样，纵横交错。
这些管道里流动着冷却空气，就像是血液在血管中流淌，为发电机降温。
空冷器的工作原理其实挺简单。
发电机在运行的时候会产生大量的热量，就像一个大火炉，如果不把这些热量及时散发出去，那可就糟糕了。
这时候空冷器就派上用场了。
它通过风扇将外界的空气吸入，然后让空气在那些像血管一样的管道里流动。
热空气和冷空气在管道中进行热交换，把发电机产生的热量带走。
这就好比在炎热的夏天，我们吹着风扇，感觉凉爽多了。
空冷器里面的散热片也很重要哦！这些散热片就像一把把小扇子，增加了空气和管道的接触面积，让热交换更加高效。
可以说，没有这些散热片，空冷器的效果可就大打折扣了。
想象一下，如果没有散热片，那空冷器就像一个没有翅膀的小鸟，怎么也飞不起来。
风扇也是空冷器的关键部分。
它就像一个大力士，不停地把空气吸入和排出。
风扇的转速和风量直接影响着空冷器的冷却效果。
如果风扇转得慢了，那空气流动就不顺畅，发电机就会热得受不了。
所以，风扇一定要给力啊！空冷器的材质也很有讲究呢。
一般都是用耐腐蚀、导热性能好的材料制成。
这样才能保证在长期的使用过程中，不会被腐蚀，而且能快速地把热量传递出去。
就像我们穿衣服一样，要选择质量好、舒适的面料，才能穿得舒服。
在实际应用中，空冷器的作用可大了。
它能让发电机在安全的温度范围内运行，延长发电机的使用寿命。
如果没有空冷器，发电机可能很快就会因为过热而损坏。
那可就损失大了。
而且，空冷器还很环保呢！它不需要用水来冷却，不像有些冷却方式会浪费大量的水资源。
这就像我们在生活中要节约用水一样，空冷器也在为环保事业做贡献。
总之，发电机空冷器虽然看起来不起眼，但它的结构和原理却非常重要。
它就像一个默默守护发电机的卫士，为发电机的稳定运行保驾护航。
发电机冷却方式
发电机冷却方式分哪几种?有什么优缺点?
相关标签：
∙同步发电机
∙外冷
∙内冷
答:同步发电机的冷却分为外冷和内冷两种: 1、外冷:包括空冷和氢冷空冷:冷却介质为空气,即用空气把发电机内因损耗而产生的热量带走,这种方式结构简单,但冷却效率不高。
最大装机容量可达100MW左右; 氢冷:冷却介质为氢气,即用氢气把热量带走。
与空气相比,冷却能力高。
通风损耗较小,但结构复杂,需配置储氢设备。
最大装机容量可达200MW左
右; 2、内冷:包括定子水内冷,转子氢内冷等内冷(直接冷却方式):冷却介质为水、油、氢气,即将氢、水或油通过导线内部,直接把热量带走,与前述两种表面冷却方式相比,冷却能力高,可以缩小发电机体积,节省材料,便于制造大容量发电机,但发电机结构复杂,铜损较大,铁损和机械损耗较小,总损耗相差不多。
柴油发电机的冷却系统说明书
柴油发电机的冷却系统说明书尊敬的用户您好，欢迎使用我们公司生产的柴油发电机。
本说明书将介绍发电机的冷却系统，帮助您更好地理解和使用该系统。
请您在使用前详细阅读本说明书，并正确操作发电机。
一、系统概述柴油发电机采用水冷却方式，其冷却系统主要由以下组成部分：水箱、水泵、散热器、风扇、水管等。
系统通过循环水的方式，将散热器内部的热量散发到外界，保持发电机的正常运行。
二、系统原理发电机的冷却系统通过水泵将水从水箱中抽取，经过散热器后，再通过水管回流到水箱中。
在此过程中，风扇起到了强制散热的作用。
当系统温度过高时，水温传感器将会自动启动风扇，确保发电机始终在合适的温度范围内运行。
三、操作指南1.使用前检查水箱内水位是否正常，必要时加注清洁的冷却水。
2.发电机在运行中，应注意观察仪表板中的温度计，确保水温在合适的范围内。
3.发电机长时间运行后，应及时检查冷却系统是否正常，避免因冷却系统故障而影响发电机的正常使用。
四、维护保养1.定期检查散热器是否有积尘，清除积尘以确保良好的散热效果。
2.定期更换冷却水，并清洗水箱、水泵、散热器等关键部位，确保其畅通无阻，提高冷却效率。
3.定期检查水泵状态，以确保其正常工作。
五、注意事项1.发电机长时间闲置后，应将冷却系统内的水排空，以免水垢对发电机产生影响。
2.禁止私自更换冷却系统关键部位，如需更换，请联系公司指定维修人员进行更换。
六、结束语本说明书是对柴油发电机冷却系统的详细介绍，希望能为您更好地使用和维护发电机提供帮助。
若在使用过程中遇到任何问题，请联系我们的技术服务部门，我们将为您提供专业的技术指导和帮助。
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(6)额定频率。我国电网的额定频率为50Hz(即每秒50周)。
还可分为： 外冷式（冷却介 接质 与不 导直 线接触） 内冷式（冷却介 与质 导直 线接 接触）
3.发电机单机容量不断增长 ，300MW、600MW已成为主力机组， 部分电厂已有1000MW机组投运。优点：
（1）可降低发电机的造价和材料消耗量。800MW机组比500MW机 组单位成本降低17％；600MW材料消耗只有100MW机组的60％。
(1)额定容量(或额定功率)。额定容量是指发电机在设计技术 条件下运行输出的视在功率，用kVA或MVA表示；额定功 率是指发电机输出的有功功率，用kW或MW表示。
(2)额定定子电压是指发电机在设计技术条件下运行时,定子 绕组出线端的线电压，用kV表示。我国生产的300MW和 600MW汽轮发电机组额定定子电压以20kV为主；水轮发电 机额定容量为130~300MVA时，额定电压15.75kV，额定容 量为300MVA以上时，额定电压为18kV及以上，长江三峡 700MW水力发电机组额定电压为20kV。
绝缘等级
A
E
B
F
H
极限温度(ºC) 105
120
130
155
180
(10)效率。指发电机输出与输入能量之百分比，一般额定效率在93%～98%之间， 300MW和600MW大型汽轮发电机组在98%以上，水轮机效率要比汽轮机低，长 江三峡700MW水轮发电机最高效率达95%。
1.2 发电机组的冷却
发电机在运行过程中存在着各种损耗，主要是铁损(铁芯中磁 场变化所产生的磁滞和涡流损耗)、铜损(铜导线中流过电流在 导线电阻上所产生的热损耗)和机械损耗(转子和风扇旋转时轴 承部分的摩擦所产生的损耗)。国产300MW汽轮发电机效率达到 98.8%，其余1.2%的损耗竟有3600kW之巨，这样大的损耗功率 在发电机内部变为热量，由于大容量汽轮发电机定—转子细长， 热量不易散出，所以发电机的散热冷却就成为限制大容量发电 机容量提高的主要因素。不断改进发电机的冷却技术，提高冷 却效果，是大容量发电机制造中一个十分重要的问题。
(7)额定励磁电流。指发电机在额定出力时，转子绕组通过 的励磁电流，用A或kA表示。
(8)额定励磁电压。指发电机励磁电流达到额定值时，额定出 力运行在稳定温度时的励磁电压。
(9)绝缘等级。绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使 用时容许的极限温度来分级的。所谓极限温度是指电机绝 缘结构中最热点的最高容许温度。
(3)额定定子电流。指发电机定子绕组出线的额定线电流， 单位为A。
(4)额定功率因数(cosφ)。指发电机在额定功率下运行时， 定子电压和定子电流之间允许的相角差的余弦值。300MW 汽轮发电机组的额定功率因数为0.85，600MW汽轮发电机 组的额定功率因数为0.9；水轮发电机额定功率大于 125MVA但不超过350MVA时功率因数，不低于0.85，额定 功率大于350MVA时功率因数不低于0.9。
（2）可降低电厂基建安装费。 200MW 100％；500MW 85％。 （3）可降低运行费用。 运行人数、厂用电
电力系统大机组的单机容量应与系统总容量相匹配，合理 比例如下表。
系统容量（MW） 小于1000 1000～10000
大机组经济容量 ％ 4～6
系统容量
6～10
大于10000 约≥10
华中、华东、东北和华北四大区域电网电力系统容量均超 过40000MW，故适于装置300～600MW以上的单机容量。
冷却介质
相对比热 相对密度
吸热能力 体积流量 相对吸热量
空气
1
1
1
1
散热能力 流速（m/s
1
3
40
5
水
4.16
1000
0.05
208
2
84
当定、转子均采用氢表冷时，汽轮发电机单机极限容量只 能达100MW；转子氢内冷、定子氢表冷可达250MW；转、定子 绕组均为氢内冷时，可达1000MW；目前普遍采用的是转子绕 组采用氢内冷、定子铁心采用氢表冷、定子绕组为水冷（简 称水氢氢冷却）方式，单机极限容量可达1200MW。
发电机结构及冷却
1.6 发电机密封油系统 1.7 发电机氢气系统 1.8 发电机定子绕组水冷系统 1.9 发电机的测温及工况监视设备
1.1 600MW发电机的技术参数
一.发电机概述 1. 同步发电机的功能
将原动机上的动能通过发电机转子与定子间的磁场耦合作 用，转换到定子绕组上变成电能。
2. （同1步）发按电照机原的动分机类的不同，可以分为：汽水燃轮轮气发发轮电电发机机电机
柴油发电机
水轮发电机和柴油发电机转速较低，极数较多，多采用凸 极式转子；汽轮发电机和燃气轮发电机转速很高，采用隐极 式转子。水轮发电机组、燃气轮机组启动迅速，宜承担电力 系统峰荷；火电机组及核电机组（均为汽轮发电机）不能快 速启动，只宜于承担系统基荷。
空气冷却
按照冷却介质的不同，可分为： 氢气冷却 水冷却
超导化：定子绕组采用常导材料导电，转子绕组采用超导 材料。超导励磁绕组能产生高于常导励磁绕组所能产生的气 隙磁通密度，而不需定子、转子铁心的存在，定子电枢绕组 可做成无巢气隙绕组，去掉了铁齿，定子的空间利用率及线 负荷都大大提高，单机容量提高3倍，达3600MW。
二. 600MW发电机技术参数
引进型和国产化型600MW汽轮发电机：额定电压多为20kV和24kV，功 率因数都为0.9，效率在98.7%以上，短路比都不小于0.5，定子绕组连接法 都为YY结构，冷却方式都为水氢氢。
转子长度和直径的比例不能过大，否则刚度不够，挠度太 大，使气隙不均匀，产生不平衡的磁拉力。
大型汽轮发电机：
6.5 l 3 D
目前硅钢片最大磁密只能达2T，气隙磁密不能超过1T，否 则会过度饱和。
综上，只有通过冷却技术的发展来提高线负荷A，才有较大 的可能。
几十年来，冷却介质由空气到氢气，又发展到水，使发电 机的单机容量大幅上升。
发电机的单机功率： PKAD Bi2nl
K为常数；A为定子绕组线负荷，A/mm；B 为气隙磁通密度， T； 为D定i 子内径，m；n为额定转速，r/min；l为定子铁心 有效长度，m。
K与n不可能大幅提高。D i 增大则转子直径增大，会使转子 受到很大的离心力，特别是轴中心孔受到的应力最大，故受 到转子材料的机械强度限制。转子本体最大直径1.25m。