肇庆电气培训教材统稿

定子绕组水内冷，绝缘引水管具有足够的强度，无故障使用寿命不少于15年，固定牢靠，避免相互交叉磨损和松动、振动、脱落和破裂，并与内端盖保持足够的绝缘距离。保用时间与发电机寿命同步。发电机端部汇水环与进水管、排水管的连接应采取措施避免振动引起的漏水或漏氢。
发电机各部位的测温元件严格埋设工艺，保证完整无损，线圈层间测温元件设有Pt100三线制绝缘热电阻2只（其中一个备用，引线留在接线盒内），连接到相应的本体接线盒，各测温元件独立接线（接线板上不设公共点）。
型 号QFSN－350－2－20
冷却方式水氢氢
额定电压20kV
额定功率350MW
额定容量412 MVA(冷却水温33°，循环水冷却)
最大连续输出功率365 MW(与汽机最大连续功率相匹配)
最大连续输出容量430 MVA(与汽机最大连续功率相匹配)
额定电流
额定功率因数(滞后)
效率保证值不小于 %
频率50Hz
在定子铁芯齿部和轭部装设18个双支热电阻(Pt100，三线制)。在定子端部压指、压圈和边段铁芯等处永久性装设24个双支热电阻(Pt100，三线制)。
6）发电机定、转子各部分温度的温升的限值，符合国标GB/T7064—1996“透平型同步发电机的技术规范”中表9、表10的规定。其中F级绝缘其允许温升符合GB755—87的规定。
整个机座和盖端，任何受压盖板设计成能承受机内混合气体在大气压力下爆炸的初始压力，而不危及人身安全。水压试验为, 历时15分钟。发电机的出线能承受不低于表压的气体压力。
发电机定子导线用无氧铜，定子绕组的空、实心导线均应经过100%的探伤试验，转子导线用含银铜。发电机定子绕组为单匝线圈，匝间绝缘为双层对地绝缘加层间垫条，在发电机使用寿命期间内不会发生匝间短路现象，无需配置匝间短路保护装置。
在编写过程中，由于工程正值基建期，难免存在遗漏和不足，大家在学习参考时请予以注意，并及时提出修改、补充意见，以使教材进一步完善。
编写：蒋厚田
审核：
批准：
第
汽轮发电机概述及主要技术参数
我厂发电机选用东方电气集团东方电机有限公司设计制造的水氢氢冷却、自并励励磁汽轮发电机，型号为QFSN-350-2-20，额定（铭牌）功率为350MW，额定电压为20 kV。定子绕组、转子绕组和铁芯绝缘均为F级，其温升和总的温度不超过B级绝缘的允许值,为三相两极同步发电机，由汽轮机直接拖动。
发电机装设下列自动监测装置并留有测点位置：漏水监测器、氢纯度仪、漏油监测器、发电机绝缘过热在线监测装置（GCM）、氢气湿度在线监测装置、漏氢在线监测装置、发电机局部放电在线监测装置（PDM）、转子匝间短路在线监测装置（ROM）、功角测量仪（GPA）。以上自动监测装置可靠，并有标准信号输出到DCS。
技术参数
发电机具有调峰运行能力，当电网需要时，发电机保证满足在满负荷的40%～100%之间大幅度变化的要求。发电机适应汽轮机启动方式和负荷变化率的要求。
汽轮发电机基本结构
图1-1 发电机本体结构图
交流旋转电机主要分为同步电机和异步电机。同步电机主要用作发电机，而异步电机主要用作电动机。所谓同步电机即指电机的转速为同步转速（恒定值），而异步电机即指电机的转速不同于同步转速（非恒定值）。
氢气纯度不低于96%时，能在额定条件下发出额定功率。
发电机旋转方向，由汽轮机端向发电机端看为顺时针方向。
4）发电机水冷系统的技术条件：
线圈冷却水的进水温度范围45±3℃，出水温度不大于85℃，水量：45m3/h。内冷水系统设置电加热器等自动调节装置，其功率满足快速开机的要求。
发电机设断水保护措施，其定子内冷却水允许断水持续运行时间为（20）秒。
GB/T7064 透平型同步电机技术要求
IEC34-3透平型同步电机技术要求
IEEE同步电机试验方法
发电机定子绕组采用双星形“2Y”接线，出线有6个端子，发电机中性点采用经接地变压器(二次侧接电阻)的接地方式。发电机定子绕组为单匝线圈组成的双层篮式结构绕组，采用连续式F级环氧粉绝缘系统，表面有防晕处理措施。发电机定子、机壳、端盖、端罩具有足够的强度和刚度，定子机壳与铁芯之间有弹性连接的隔震措施，避免产生共振。
绝缘等级定、转子F级(按B级温升考核)
额定转速3000 rpm
相数3
接法2Y
负序电流承载能力：
连续：I2/IN ≥10%
短时：(I2/IN)2t ≥ 10s
旋转方向从汽轮机端看为顺时针转向
短路比≥
直轴超瞬态电抗(X”) ≥15%
直轴瞬态电抗(X’)≤30%
冷却方式：水－氢－氢
出口CT：15000/5A
连续运行
≥180
＞180
≥300
≥300
≥60
≥60
47
≥10
≥10
发电机的发热部件，主要是定子绕组、定子铁芯（磁滞与涡流损耗）和转子绕组。必须采用高效的冷却措施，使这些部件所发出的热量散发除去，以使发电机各部分温度不超过允许值。
我公司发电机采用水－氢－氢冷却方式，即发电机定子绕组及引线是水内冷，发电机的转子绕组是氢内冷，转子本体及定子铁芯是氢冷。为此，发电机还设有定子水冷系统，发电机氢冷系统和为防止氢气从轴封漏出的密封油系统。
4）发电机定子额定电压为20000V。额定功率因数为(滞后)
5）发电机漏氢量在额定氢压下保证小于（8）m3/24小时(折算为标准大气压下)。
6）本公司发电机的年利用小时数6450小时。大修间隔不少于四年，小修间隔为每年一次。
发电机技术规范
1)发电机定子出线端数目为6个，六个出线端子（三个为中性点，三个为电功率输出端）从励端端罩下部的非磁性钢出线罩引出。出线端子由高压瓷瓶和空心导电杆组成，导电杆内通水冷却。
肇庆电气培训教材统稿
国电肇庆热电有限公司
2×350MW机组培训教材
电气专业
2011-01-16
前 言
国电肇庆热电有限公司2×350MW机组电气专业培训教材是以该公司基建期初设图纸、资料、主设备选型为基准，依据广东省电力设计研究院、云南省电力设计院、东方电机厂提供的材料清单及初设说明，并借鉴兄弟电厂紧密相关材料修编而成，可在集控运行实习期间和机组调试期间参考使用。
发电机型号介绍：
本发电机为东方电机厂QFSN—350—2—20型汽轮发电机组，它是三相二级隐极式转子同步发电机，由汽轮机直接拖动。其中Q—表示为汽轮机拖动；F—代表发电机；S—表示发电机定子绕组为水冷却；N—表示发电机转子绕组为氢内冷；350—表示发电机额定容量为350MW；2—表示发电机磁极为两级；20—表示发电机额定电压为20kV.
用原动机拖动发电机沿逆时针方向旋转，则磁力线将切割定子绕组的导体，由电磁感应定律可知，在定子导体中就会感应出交变的电势，即
图1-2 同步发电机的工作原理
Bm为正弦波磁密的最大值，l为磁力线切割导体的长度，v为磁力线切割导体的线速度，ω＝2πf，f为电势的频率。
由于发电机定子三相绕组在物理空间布置上相差120°，那么转子磁场的磁力线势必将先切割A相绕组，再切割B相，最后切割C相。因此，定子三相感应电势大小相等，在相位上彼此互差120°电角度。假设相电势最大值为Em，A相电势的初相角为零，则三相电势的瞬时值为：
汽轮发电机基本性能
部分性能概述
1）发电机在额定频率、额定电压、额定功率因数和额定冷却介质条件下，机端连续输出额定功率为350MW（含励磁变和给水泵功率）。
2）在额定功率因数和额定氢压条件下，当发电机出力为365MW时，发电机可长期连续稳定运行。
3）发电机最大连续输出功率与汽轮机的最大保证输出功率(T—MCR)相匹配，此时功率因数和氢压均为额定值。
如果某发电机有p对极，转子每分钟转数为n，则转子每秒钟旋转n/60转，那么感应电势将每秒交变（pn/60）次，即频率为 。由于汽轮发电机的极对数为1，所以n＝3000r/min情况下，f＝50Hz。
机组的频率特性,满足下表所列要求:
频 率(Hz)
允许运行时间
累计 (min)
每次 (s)
≥30
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ≥30
49～51
7）发电机轴承排油温度不超过70℃，轴瓦金属最高温度不超过90℃。
8）电压和频率变化范围
发电机在额定功率因数下，电压变化范围为±5%，频率变化范围为±2%时，能连续输出额定功率。
9）气体冷却器当1/4冷却器组因故停用时，发电机仍能承担85%额定功率连续运行，而不超过允许温升。
10)发电机定子绕组在空载及额定电压下，其线电压波形正弦性畸变率不超过%。
水质透明纯净，无机械混杂物，在水温为20℃时：
导电率～μs/cm(定子线圈独立水系统)
PH值～
总硬度＜2微克当量/升
含氨量(NH3)微 量
5）发电机测温：
在每个端盖和定子机座上温度最高点处均埋设一个温度计。各轴承上，均装设测量油温的温度计，并在出油管上设有视察窗和测温插座。在各轴瓦上安装遥测温度的双支热电阻(Pt100)温度开关。
励磁绕组具有下列短时过电压能力
过电流时间(s)
10
30
60
120
励磁电压(%)
208
146
125
112
发电机具备失磁异步运行的能力。当励磁系统故障后，在电网条件允许时发电机保证能带50%额定有功功率稳态异步运行15min。
进相运行能力，发电机保证在进相功率因数(超前)为时满负荷长期连续运行。进相运行时的限制因素为端部漏磁场引起的端部发热。
本型汽轮发电机的冷却采用"水氢氢"方式,即定子线圈(包括定子引线,定子过渡引线和出线)采用水内冷,转子线圈采用氢内冷,定子铁心及端部结构件采用氢气表面冷却。集电环采用空气冷却。
机座内部的氢气由装于转子两端的轴流式风扇驱动,在机内进行密闭循环。
励磁系统采用“自并励静止励磁系统”。
发电机满足以下标准的要求: