转载--６００ＭＷ发电机端部绕组及线棒分布、结构

来源：电力知识论坛

一、某厂发电机概述：

某厂发电机用的是上海汽轮发电机有限公司的产品，660/600MW发电机是上海汽轮发电机有限公司87年在引进西屋600MW汽轮发电机考核机组设计基础上优化设计的产品，660MW级水氢氢发电机为上海汽轮发电机有限公司在具有国际先进水平、成熟可靠运行经验的600MW级发电机基础上进一步优化设计的新一代发电机，该型首台产品已于2004年11月制造试验成功。

二、主要技术数据：

1.主要参数：

额定容量　　　　667MVA额定功率（保证值） 600MW最大连续出力 680MW额定氢压 0.4MPa最大氢压　　　　　0.5MPa额定电压 20kV

额定电流　　　　　　　　　19245A频率　　　　　50Hz功率因素 0.9（滞后）冷却方式　　　　　水氢氢

励磁电流　　　　　　　　4145/4493A 励磁电压 407/441V

额定转速 3000r/min旋转方向　　　　　从汽轮机向发电机看为顺时针相数　　　　　3 接法　　　　　Y 效率　　　　98.94% （计及轴承及油密封损耗）短路比 0.54 瞬变电抗X′d （非饱和标幺值）　　　不大于0.35超瞬变电抗X″d （非饱和标幺值）　　　 0.20发电机转子绝缘材料　　　F级

允许在氢压0.4MPa下连续长期运行时日漏氢量不大于11.3m3允许在氢压0.5MPa下连续长期运行时日漏氢量不大于14.3m3振动（双幅）：轴承座不大于0.025轴振　　　不大于0.076励磁系统强励顶值电压 2倍额定励磁电压强励持续时间 10秒最大运输件定子重（整体机座）　　　　320T（分段机座） 260T

转子重　　　　　　　　　　　　　　　　66T

2.技术特点：1）最大连续出力——大　　　　　　　　　额定容量为600MW时最大连续出力可达680MW。2）发电机效率——高　　　　　　　　　从引进考核机组发电机效率98.67%提高到98.94%。3）励磁顶值电压——高　　　　　　　　　励磁增长速度——快　　　　　　　　　励磁顶值电压由考核机组的1.67倍提高到2倍。　　　　　　　　　提高励磁系统、控制系统的计算动态性能。

4）额定运行氢压 ——低　　　　　　　　　额定运行氢压由考核机组的0.51MPa降到0.4MPa5）运行温度——低　　　　　　　　　运行温度由考核机组转子线圈最高温度123℃ 　　（600MW时）　　　　　　　　　降到100º ℃ ，680MW时仅为113º℃ 6）制造、运输成本——低　　　　　　　　　简化结构…　　　　　　　　　定子最大运输宽度、重量…

3.主要技术性能:

1）发电机在下列情况下保证额定出力：

　　　　　　　　　　冷却氢气进口温度不大于46℃

　　　　　　　　　　氢冷却器冷却水进水温度不大于35℃

　　　　　　　　　　定子绕组内冷水进水温度不大于50 ℃

　　　　　　　　　　氢气纯度不底于95%

2）调峰能力：当电网需要时，允许调峰运行和二班制运行，在寿命期间允许启停次数不少于1万次。

3）转子负序承载能力：　I22t≥10

4）进相运行能力：发电机能在超前0.95功率因数下，保持额定兆伏安长期连续运行

5）发电机在额定功率因数，电压变化范围为额定值的±5%，频率变化范围为± 2%时能按照IEC国际标准上的图形，连续输出额定功率

6）定子冷却水允许断水时间30秒

7）发电机定子绕组和转子绕组的短时过负荷能力，符合IEC国际标准的规定

8）在发电机机座的汽励两端各有一组冷却器，每组在水路上独立地分成两个并联水路，当停用一个水支路时，发电机能承担80%额定功率连续运行

9）发电机各部分温度及限值

三、发电机定子绕组介绍：

某厂发电机定子绕组，采用三相双层短距分布绕组，目的是为了改善电流波形，即消除高次谐波电动势。定子绕组采用叠式绕组，每个线圈都是由两根条形线棒各自做成半匝后，在端部线鼻处并头套焊接成一个整单匝线圈。

水内冷定子绕组线棒采用聚酯玻璃丝包绝缘实心扁铜线和空心裸铜线组合而成，每根空心导线和2根实心绝缘扁线编为一组，共有构成一根线棒。为了抑制趋表效应，使每根导体内电流均匀，减少直线及端部的横向漏磁通在各股导体内产生环流及附加损耗，定子线棒采用直线部分进行540度换位，在制作整个定子线棒的过程中包括股间绝缘、排间绝缘、换位部位绝缘和线棒的主绝缘（定子导体和定子铁芯的绝缘）。

上海电机厂600MW发电机定子线棒生产主要工序是：胶化—校短路—锯头—去毛—装接头—中频焊—焊盖—气流量—泵检漏—清理—烘焙—包扎—模压—电镀—防晕—耐压。

绕组在铁芯槽内的固定结构：在槽底和上下层线棒之间填加外包聚脂薄膜的热固适性形材料，采用胀管压紧工艺，使线棒在槽内良好就位；在线棒的侧面和槽壁之间配塞半导体垫条，使线棒表面良好接地；定子槽槽楔为高强度F级玻璃布卷制模压成型；在槽楔下用弹性绝缘波纹板径向压紧线棒，防止槽楔松动。

定子绕组槽内布置采用VPI绝缘体系

定子绕组端部RIGI-FLEX结构

1、定子绕组端部固定：

定子绕组的端部固定完全采用西屋公司成熟的刚—柔绑固定结构：定子绕组端部通过设在内圈上的两道径向可调整绑环与绑带、绕组鼻端径向撑紧环与固紧螺栓、上下层线棒之间的充胶支撑软管及下层线棒对锥环之间的适形材料等，固定在环氧玻璃纤维绕制的大型整锥形支撑环上，达到径向扎牢。线棒的鼻端之间则用垫块、楔形支撑块和浸胶玻璃布带绑扎成沿圆周呈环状的整体。

锥形支撑环的前端的齿形部分搭接在铁芯端部的小撑环上，锥环与小撑环间设有滑动层以减小摩擦阻力。锥形支撑环的外圆周与21个均匀辐射分布的绝缘支架通过绝缘螺杆固定在一起，而绝缘支架则通过支架夹板与反磁弹簧板相连接，弹簧板的另一端则与定子铁芯的分块压板固定在一起，形成柔性连接结构。

定子端部绝缘部件

为安全运行，绕组端部上的紧固另件全部为高强度绝缘材料所制。水冷的定子绕组连接线也固定在大锥环和绝缘支架上。端部靠近铁心出槽口的可调绑环上，两侧各设有一道气隙挡风环，用以限制进入气隙的风量。

定子线圈嵌线绑扎线圈槽内股线540度换位，减少绕组附加损耗。线圈端部为渐开线式，鼻端不等距结构，缩小同相距离，扩大异相鼻端放电距离，故上下层线圈端部节距不同，共有7种规格

定子线圈换位编织（线圈主要工序：胶化成型、弯形、焊水接头、烘焙、包绝缘、模压、防晕处理）

层间测温元件布置

槽内层间测温元件(不含备用)、上层及下层绝缘引水管出水接头（0℃时为50Ω的铜电阻或100Ω的铂电阻）各42只。

测量铁心的齿顶和轭中、磁屏蔽、压指，铁心中部两个热风区的齿部和轭部，用铜-康铜T分度热电偶，共16只。

出线盒总出水汇流管的水接头的有6只铜-康铜T分度热电偶。

汽侧总出水汇流管的上下层线圈出水接头共有84只铜-康铜T分度热点电偶。

测量轴瓦钨金（共2个）、轴承及滑环端轴承（或无刷励磁机）回油管上（共4只）、定子总进出水口温度（共2个），用镍铬-康铜E分度热电偶。

两侧冷却器内冷风册而后热风侧有4只双支式三线Pt100铂电阻测温元件。PT100测温元件

两侧上半端盖上冷氢进风区各有一只温度控制器。

发电机两侧热氢出氢处，各有一只单支电阻测温元件。

用行车和工装配合将锥环吊入定子内

定子绕组端部采用刚-柔绑扎固定结构。由充胶的层间支撑软管、径向支撑环、绝缘楔块和绝缘螺杆等结构件及绑带、适形材料等将端部绕组绝缘大锥环上、形成牢固的整体。绝缘大锥环的环体则固定在绝缘支架上，支架下部通过弹簧板固定在铁心端部的分块压板上，形成沿轴向的弹性结构，使绕组在径向、切向具有良好的整体性和刚性，而沿轴向具有自由伸缩的能力，有效缓解运行中温度变化而因铜铁膨胀量不同在绝缘中所产生的机械应力。