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1、1200MW 、1000MW、800MW级级汽轮发电机介绍汽轮发电机介绍上海电气电站集团上海电气电站集团介绍内容介绍内容 1200MW1200MW、1000MW1000MW级发电机介绍级发电机介绍 800MW800MW级发电机介绍级发电机介绍 3.3.总结总结1.1 1.1 1. 1. 1200MW1200MW、1000MW1000MW级发电机介绍级发电机介绍 1200MW级：级： THDF125/78型型 1000MW级：级： THDF125/67型型 2019年上海电气引进西门子百万级发电机技术上海电气完全掌握西门子THDF125/67型百万级发电机设计、制造技术 THDF125/67型发
2、电机已在玉环（4台）、外高桥电厂（1台）成功投运 THDF 125/67型为基础，采用西门子技术，结合客户的需要， 设计开发了1200MW发电机 SIEMENS公司公司1000MW级单轴、全速发电机业绩表级单轴、全速发电机业绩表 型号电 厂地点容量MVA转 速r/min投运年份THDF 115/78Goesgen瑞士114130001978THDF 115/67Bergkamen德国91130001981THDF 115/67Heyden德国95030001987THDF 115/78Trillo西班牙114730001988THDF 125/78Boxberg德国114430002000TH
3、DF 125/78Niederaussem德国122330002019THDF 125/67外高桥 1#上海100030002019THDF 125/67外高桥 2#上海100030002019注：外高桥注：外高桥2# 为上海电气与为上海电气与SIEMENS合作生产合作生产 上海电气上海电气 1000MW级发电机投运业绩表级发电机投运业绩表电厂电厂地点地点投运年份投运年份华能玉环电厂#1浙江2019华能玉环电厂#2浙江2019华能玉环电厂#3浙江2019华能玉环电厂#4浙江2019上海外高桥电厂三期1上海2019冷却器罩定子机座出线盒多级轴向风扇轴承座定子绕组转子轴承座1200MW1200MW
4、、1000MW1000MW级发电机结构示意图级发电机结构示意图 1000MW发电机发电机1200MW发电机发电机冷却方式定子绕组水内冷，转子氢内冷，铁心氢冷定子绕组水内冷，转子氢内冷，铁心氢冷容量（MVA）11121333额定定子电压（kV）2727额定定子电流（A）2377828510功率因数0.90.9额定氢压(表压) (MPa)0.50.5短路比0.480.45励磁电流 （A）58875971励磁电压 （V） 80 437505直轴暂态电抗xd （%）23.823.1直轴次暂态电抗xd”%）18.217.81000MW与与1200MW发电机主要技术数据发电机主要技术数据 励磁方式：励磁方
5、式： - 可配无刷励磁或静态励磁系统 无刷励磁机无刷励磁机 无刷励磁机转子和整流盘无刷励磁机转子和整流盘THDF 125/67THDF 125/67型百万级发电机外形图（无刷励磁）THDF 125/67THDF 125/67型百万级发电机外形图（静态励磁） 1000MW1000MW及及1200MW1200MW发电机的优点发电机的优点q 定子电压高，定子电流和电磁力小，定子绝缘可靠定子电压高，定子电流和电磁力小，定子绝缘可靠 - 发电机定子电压均选择27kV，目前世界上投运发电机中定子线圈最高电压， 定子电流和电磁力小，发电机出水温升低 - 线棒采用可靠的VPI绝缘系统，上海电气已有多年制造经验
6、 - 定子铁心支持筋有绝缘，进一步减少了定子铁心短路的可能性 - 线棒的槽内部分通过防晕结构来减小绝缘与槽壁间的电晕放电27kV定子线棒采用优良可靠的绝缘系统，真空压力浸渍VPI工艺，确保真正的无隙高压绝缘，具有优良的电、机械和热性能，并且还能防水、防油。 定子电压高，定子电流和电磁力小。定子电压高，定子电流和电磁力小。可靠的防晕层设计。可靠的防晕层设计。1.换位垫条 - 云母板 2.成型垫条 - 云母板 3.冷却管 - 奥氏体钢 4.排间绝缘 - 环氧树脂 5.MICALASTIC绝缘 - 真空环氧树脂浸渍的云母带 6.外防晕层 - 导电聚酯胶带 7.内部电位控制 - 半导体带 8.绝缘股线
7、 - 玻璃纤维编织绝缘 主要优点（续）主要优点（续） q 定子绕组固定结构可靠（定子绕组固定结构可靠（SIEMENSSIEMENS公司大容量均采用此结构，效果好）公司大容量均采用此结构，效果好） - 采用西门子公司成熟的刚-柔固定结构，径向、切向刚度很大，轴向能自由伸缩 - 定子线圈端部电连接采用机械连接，便于检查和检修 - 定子线圈端部固定采用大锥环、弧形压板结构，整个端部线圈间浇垫成整体 - 定子端部线圈渐伸线采用变间距设计，增大线圈隔相距离 - 径向采用具有自锁弹性自调整支紧结构，轴向用定位件支撑加以轴向定位， 整个定子线圈端部在运行时能伸缩 - 定子线圈端部外包保护层，便于今后维修 线
8、圈端部绕组用压板和高强度绝缘螺栓夹紧到刚性绝缘大锥环上，该大锥环由定子机座支撑并允许在机座内轴向移动，整个端部线圈间浇垫成整体，形成端部绕组 “刚-柔”结构，能够承受突然短路、错相合闸、过电流等冲击。- 转轴采用高质量的NiCrMoV合金钢锻件- 护环采用抗腐蚀性能良好的18Mn18Cr高强度反磁合金钢主要优点（续）主要优点（续） q 发电机冷却方式发电机冷却方式 - 冷却风路设计均匀，各部分温升低 - 定子线圈采用水内冷，铁心采用轴向通风冷却 - 转子线圈槽部采用轴向径向通风，端部采用两路通风 - 转子单侧有多级压气机型高压风扇，极心有4个阻尼槽 - 机内通风采用抽风式 - 发电机额定氢压0
9、.5MPa（表压） 热风冷风发电机通风示意图正视图俯视图主要优点（续）主要优点（续） q 调峰能力强调峰能力强 - 可满足调峰二班制运行 - 发电机运行寿命期间，允许机组开停机10000次 - 定子绕组端部固定中的绝缘支架系通过反磁弹簧板固定在定子铁心端部结构件上，有效的减小绕组绝缘中产生的机械力。 - 转子槽绝缘内表面、槽楔下垫条靠铜线侧、转子护环下绝缘筒内圆等与转子绕组 相接触部分皆贴有聚四氟乙烯滑移层，这样在开停机和负荷变化时转子绕组能较 自由的热胀冷缩，防止绕组变形和绝缘损伤。主要优点（续）主要优点（续） q 进相运行能力高进相运行能力高 - 铁心端部采用齿压板和压圈压紧，齿压板、压圈
10、处有风道，通风效果好。 - 磁屏蔽上有多道径向通风道以使冷风通过进行冷却，内圆表面呈阶梯形。 - 发电机端部附加损耗小，温度低 q 负序能力高负序能力高 - 转子槽楔为高导电率材料，并确保槽楔和转子护环间良好的电接触 - 转子每个大齿上开有4个阻尼槽，阻尼槽楔材料为强度高、导电率好的铜合金槽楔 - 本系统经长期运行验证为非常好的阻尼绕组系统1.2 1.2 专题说明、对比及论证专题说明、对比及论证 1000MW、1200MW采用采用SIEMENS计算程序设计开发计算程序设计开发 从SIEMENS引进的SID程序 SIDSiemens Integrated Design Environment（
11、西门子西门子综合设计环境综合设计环境） 通过通过THDF 125/67型发电机引进和百万级发电机培训，已全面掌握型发电机引进和百万级发电机培训，已全面掌握q 电磁与通风计算电磁与通风计算 - 汽轮发电机参数计算程序 - 短路衰减曲线计算程序 - 汽轮发电机磁路计算程序 - 损耗和效率计算程序 - 定子线圈温升计算程序 - 转子线圈温升计算程序 - 转子线圈端部通风和温升计算程序 转子轴系计算转子轴系计算IRAPIRAP程序用于横振计算程序用于横振计算PHSPHS程序计算扭振程序计算扭振定子端部模态分析 端部电磁场有限元分析 ANSYSANSYS有限元分析技术（有限元分析技术（FEAFEA） 转
12、子转子FEA有限元分析设计有限元分析设计v设计满足设计满足10,000次启停机次启停机v集中应力分析集中应力分析v裂纹增长分析裂纹增长分析 三维三维PRO-EPRO-E辅助设计辅助设计发电机定子嵌线三维设计（局部）发电机定子嵌线三维设计（局部）发电机定子机座装配三维设计发电机定子机座装配三维设计 流体动力的计算分析流体动力的计算分析CFD在发电机工程上：v用于GDE方法上输入计算 v用于获得对流体领域的了解 v用于减少通风试验v用于增加发电机容量 与与1000MW发电机相比，发电机相比， 1200MW发电机的变化发电机的变化q 铁心长度的变化铁心长度的变化 - 定子电压27kV保持不变，铁心长
13、度变长约1.16倍1000MW级级1200MW级级铁心长度（mm）67007800转子本体长（mm）67307830q 定子槽数、定子外径的变化定子槽数、定子外径的变化 - 转子外径不变，气隙宽不变 - 目标：磁密保持相近 - 定子槽数从42槽变为36槽（约1/1.17），定子外径从3280变为32001000MW级级1200MW级级定子槽数4236气隙磁密（Gs）1212712019定子轭部磁密（Gs）1356113866定子齿部磁密（Gs）2330923217定子线负荷（A/cm）22552317励磁电流 （A）58875971励磁电压 （V） 80 437505q 定子线规的改进定子线规
14、的改进 - 槽数减小，槽宽变大 - 线规的变化，以控制定子电流密度 - 空心股线材料的变化，增加导电面积1000MW级级1200MW级级定子槽尺寸(mm)44.5234.552.3216.3定子铜线规格（mm）空心不锈钢：144 壁厚0.9 实心铜线： 141.8空心铜线：8.54.4 壁厚1.2 实心铜线：8.52股数上层 空/实：2排，每排 5 /25下层 空/实：2排，每排 5/ 25上层 空/实：4排，每排 8 / 16下层 空/实：4排，每排 6/ 12定子电流密度(A/mm2)9.55上层/下层 ：7.65/10.21000MW级发电机槽内布置级发电机槽内布置1200MW级发电机槽
15、内布置级发电机槽内布置1000MW、1200MW级发电机重量比较级发电机重量比较1000MW、1200MW发电机温升比较发电机温升比较1000MW发电机发电机1200MW发电机发电机转子重量（t）88102定子运输重量（t）4624901000MW发电机发电机1200MW发电机发电机国标要求国标要求定子绕组出水温升 (K)2228.885 转子绕组温升 (K)3640110 定子铁心温升 (K)5162120 2. 800MW级汽轮发电机介绍级汽轮发电机介绍 推荐机型：推荐机型： QFSN-800-2型型 技术基础：西门子技术基础：西门子THDF118/56型发电机型发电机 与与SIEMENS
16、合作制造了合作制造了THDF118/56型型600MW级发电机级发电机 2019年年12月，首台月，首台THDF118/56型，鄂尔多斯电厂投运型，鄂尔多斯电厂投运 目前国内共有目前国内共有10 台该型号汽轮发电机正式投运，性能良好台该型号汽轮发电机正式投运，性能良好 上海电气上海电气 THDF 118/56型发电机业绩表型发电机业绩表电厂电厂地点地点容量容量转速转速投运年份投运年份鄂尔多斯电厂#1、/#2内蒙古600MW3000 r/min2019/2019黄金埠电厂#1、#2江西600MW3000 r/min2019襄樊电厂#1、#2湖北600MW3000 r/min2019费县电厂#1、#2山东600MW3000 r/min2019淮南田集电厂 #1、#2 安徽600MW3000 r/min2019 与与THDF118/56型发电机相比，型发电机相比， QFSN-800-2型的主要变化：型的主要变化：p 发电机定子铁心加长（从5588mm增加到6150mm）p 定子电压由20kV升至22kVp 相应提高定子槽对地双边绝缘厚度p 增加了空心导线的通水面积，降低定子绕组温升THDF
