1、發電機發電機技術技術介紹介紹Technical introduction of generator 一、企業簡介二、產品系列三、300MW級發電機介紹目目 錄錄企業發展歷程1產品技術構成2先進研發技術31999年2008年1995年上海電機廠有限公司 60% +美國西屋公司 40%西門子并購西屋股權，轉為與德國西門子的合資企業 上海電氣電站設備有限公司發電機廠上海汽輪發電機有限公司成為上海電氣集團股份有限公司電站集團與西門子大合資公司上海電氣電站設備有限公司中的一員上海汽輪發電機有限公司 從1952年起研制發電機 約1500臺發電機已投運 具有大型核電發電機研制經驗1企業發展歷程兩極 空冷：4

2、0-300MW全氫冷：200-600MW水氫冷：300-1000MW四極全氫冷：700MW水氫冷：1100MW 1300MW兩極雙水內冷：50-300MW四極空冷系列：3-125MW兩極水氫冷：400-1200MW四極水氫冷：1000-1800MW雙水內冷QFS系列 : 50-350MW空冷QF系列 : 3-180MW全氫冷QFN系列 ： 300MW水氫冷QFSN系列 ： 200-220MWQFSN系列 ： 300-350MWQFSN系列 ： 600-680MWQFSN系列 ： 900-1000MW四極水氫冷：1100MW上海電氣電站設備有限公司發電機廠上海電機廠西門子公司西屋公司自有技術和引

3、進技術的有效融合2產品技術構成 3.5 CFD 流體計算分析 3.3 發電機絕緣技術 3.4 發電機振動分析系統 3.2 機械計算程序 3.1 電磁、通風計算程序 3.6 發電機轉子軸系計算 3.7 有限元分析技術 3.8 三維設計技術 發電機參數計算程序 短路衰減曲線計算程序 發電機磁路計算程序 損耗和效率計算程序 定子線圈水量計算程序 定子并聯環水量計算程序 轉子線圈水量計算程序(水冷) 發電機整體通風計算程序 定子線圈溫升計算程序 轉子線圈溫升計算程序 轉子線圈端部通風和溫升計算3先進研發技術 3.2 機械計算程序 3.3 發電機絕緣技術 3.4 發電機振動分析系統 3.1 電磁、通風計

4、算程序 定子鐵心諧響應計算程序 定子鐵心和機座模態計算程序 齒壓板強度和剛度計算程序 彈簧板強度計算程序 轉子護環、中心環強度計算程序 聯軸器強度計算程序 轉子齒和槽楔強度計算程序 轉子橫振計算程序 轉子扭振計算程序 3.5 CFD 流體計算分析 3.6 發電機轉子軸系計算 3.7 有限元分析技術 3.8 三維設計技術3先進研發技術 3.2 機械計算程序 3.4 發電機振動分析系統 3.1 電磁、通風計算程序 國內率先采用27kV SVPI絕緣和防暈技術，并通過西門子認證。 3.3 發電機絕緣技術 3.5 CFD 流體計算分析 3.6 發電機轉子軸系計算 3.7 有限元分析技術 3.8 三維設

5、計技術3先進研發技術 3.3 發電機絕緣技術 3.2 機械計算程序 最早推進發電機小軸系動平衡技術，減少現場平衡工作量 3.1 電磁、通風計算程序 3.4 發電機振動分析系統 3.5 CFD 流體計算分析 3.6 發電機轉子軸系計算 3.7 有限元分析技術 3.8 三維設計技術3先進研發技術 3.3 發電機絕緣技術 3.2 機械計算程序 用于SID方法上輸入計算 用于獲得對流體領域的了解 用于減少通風試驗 用于增加發電機容量 3.1 電磁、通風計算程序 3.4 發電機振動分析系統 3.6 發電機轉子軸系計算 3.7 有限元分析技術 3.8 三維設計技術 3.5 CFD 流體計算分析3先進研發技

6、術 3.5 CFD 流體動力的計算分析3先進研發技術 3.6 發電機轉子軸系計算 3.3 發電機絕緣技術 3.2 機械計算程序 軸系扭振計算 軸系橫振計算 3.1 電磁、通風計算程序 3.4 發電機振動分析系統 3.5 CFD 流體計算分析 3.7 有限元分析技術 3.8 三維設計技術PHS程序計算扭振程序計算扭振IRAP程序程序用于用于橫橫振計算振計算3先進研發技術 3.7 有限元分析技術 3.3 發電機絕緣技術 3.2 機械計算程序 電磁分析 機械強度分析 流體分析 3.1 電磁、通風計算程序 3.4 發電機振動分析系統 3.5 CFD 流體計算分析 3.6 發電機轉子軸系計算 3.8 三

7、維設計技術3先進研發技術定子鐵心諧響應分析定子鐵心諧響應分析汽輪發電機端部鐵心汽輪發電機端部鐵心CFD分析分析定子繞組定子繞組電場有限元分析電場有限元分析轉子齒強度分析轉子齒強度分析3先進研發技術 3.7 有限元分析技術 3.8 三維設計技術 3.3 發電機絕緣技術 3.2 機械計算程序 3.1 電磁、通風計算程序 3.4 發電機振動分析系統 3.5 CFD 流體計算分析 3.6 發電機轉子軸系計算 3.7 有限元分析技術3.先進的發電機設計技術 定子裝配 轉子裝配定子機座定子機座定子繞組裝配定子繞組裝配轉子裝配轉子裝配定子設計定子設計 3.8 三維設計技術3.先進的發電機設計技術產品類型1產

8、品業績21產品類型截止目前,已生產的產品總容量逾232,700 MW，約1500臺2產品業績已投運機組有：l 水氫氫1000MW級 29 臺l 水氫氫600MW級 148 臺 l 水氫氫400MW級 16 臺l 水氫氫/雙水300MW級 275/96 臺l 水氫氫200MW級 2 臺2產品業績產品發展1主要技術數據2產品特點3通風冷卻系統4主要結構5輔助系統6大件運輸7產品業績8產品發展1技術來源技術發展QFSN型水氫氫300MW級發電機是上世紀八十年代與美國西屋公司聯合設計開發制造的水氫氫發電機，并在此基礎上進行優化設計的產品上海發電機廠通過自有技術與西屋公司、西門子公司引進技術的有效融合，

9、形成了先進、完整的技術研發平臺，不僅使現有的產品得不到的升級，同時也滿足各容量等級的發電機產品開發需要。單位300MW330MW350MW容量MVA353388412功率MW300330350功率因數-0.850.850.85短路比-0.600.550.51額定電壓kV202020額定電流 A101891120711887冷卻方式-水氫氫水氫氫水氫氫額定氫壓MPa(g)0.310.310.41絕緣等級-FFF主要技術數據2單位300MW330MW350MW額定勵磁電流A251026962830額定勵磁電壓(90)V302324340勵磁方式 -靜態或無刷效率 (靜態) %99.0098.979

10、8.95效率 (無刷) %98.9498.9298.90軸振m50 (廠內小軸系動平衡）主要技術數據2產品特點31. 容量裕度大。2. 發電機功率因數為0.85時，效率達到99%。（300MW）3. 先進的轉子阻尼結構，具有較高的負序電流承載能力。4. 定子鐵心端部采用磁屏蔽、銅屏蔽結構，附加損耗少、溫度低。5. 發電機轉子動力特性好，軸瓦的軸振峰-峰值小于0.076mm6. 適應調峰運行7. 噪聲小8. 漏氫量小通風冷卻系統4轉子副槽通風軸流式風扇定子鐵心多路徑向通風定子繞組、并連環、出線套管水內冷通風冷卻系統4副槽通風結構示意圖轉子本體端部副槽來自端部線圈開孔處的冷氫 發電機部件300MW

11、330MW350MW標準限值定子繞組出水平均溫度()64767090轉子繞組平均溫度(,電阻法)869490110定子鐵芯溫度()768078120定子端部結構件（）150注：進風溫度按46 ，定子冷卻進水溫度按50通風冷卻系統4主要結構5發電機結構示意圖5.1 定子5.2 轉子主要結構5 5.1.1 定子機座 5.1.2 定子鐵心 5.1.3 定子線圈 5.1.4 定子線圈端部 5.1.5 定子出線和出線盒 5.1.6 氫氣冷卻器 5.1.7 端蓋、軸承、油密封u 定子機座由優質鍋爐鋼板裝焊而成，具有足夠的強度、剛度和氣密性。u 定子機座設計為耐爆型壓力容器u 機座與定子鐵心間采用臥式隔振結

12、構，以最大限度地隔離定子鐵心的倍頻振動，使其對基礎的影響降到最小。u 分整體機座和三段式機座兩種設計。 5.1.1 定子機座u 低損耗、高導磁的冷軋扇形硅鋼片u 硅鋼片涂有F級絕緣漆u 端部設磁屏蔽、銅屏蔽，減少端部漏磁引起的損耗和發熱，提高進相運行能力 5.1.2 定子鐵心u 三相雙層繞組，2支路并聯Y連接u 槽內固定采用高強度槽楔、楔下波紋板u 采用SIEMENS-WESTINGHOUSE公司成熟的剛-柔固定結構 5.1.3 定子線圈u 定子線圈端部采用剛柔固定結構： 端部繞組采用絕緣壓板、氟橡膠板、線圈絕緣支架和反磁鋼螺桿的緊固結構 5.1.4 定子線圈端部u 定子出線盒由反磁鋼板裝焊構

13、成，具有良好的強度、剛度和氣密性能。u 定子出線套管為6個，每個套管的外面吊裝4個電流互感器。 5.1.5 定子出線和出線盒u 發電機的氫氣冷卻器對稱布置在定子機座的汽、勵端4個角上，每臺分成二個獨立的水支路。 u 冷卻管采用耐腐蝕能力好的鎳銅或不銹鋼管材。u 冷卻器在結構上充分考慮了熱膨脹，排污、密封、檢修等問題 。 5.1.6 氫氣冷卻器u 發電機的軸承為端蓋式軸承，具有良好的運行穩定性。 u 密封瓦采用雙流環結構，具有優異的密封性能。 u 軸承、油密封均設有可靠的，能在運行中連續監測的對地絕緣，以防止軸電流 5.1.7 端蓋、軸承、油密封5.1 定子5.2 轉子主要結構5 5.2.1 轉

14、軸 5.2.2 轉子線圈 5.2.3 轉子護環 5.2.4 轉子引線 5.2.5 轉子風扇和聯軸器u 采用Nomex紙的標準槽絕緣結構。u 轉子大齒上設阻尼槽 5.2.1 轉軸轉子大齒上設阻尼槽轉 軸u 冷拉含銀無氧銅線u 直線部分副槽通風u 槽內及端部滑移層結構 5.2.2 轉子線圈u 用于保護端部繞組u 懸掛式u Mn18Cr18 5.2.3 轉子護環u 高強度含銀薄銅帶構成柔性聯接u 有利于轉子兩極的重量均衡u 良好的變形能力,減少應力 5.2.4 轉子引線u 風扇環、聯軸器為合金鋼鍛件u 風扇葉片為鋁合金鍛件u 單級螺漿式風扇 5.2.5 轉子風扇和聯軸器勵磁系統氫油水系統輔助系統6

15、氫系統 密封油系統 定子冷卻水系統 靜態勵磁系統 無刷勵磁系統靜態勵磁靜態勵磁u屬于高起始響應勵磁系統，可有效提高輸送功率極限，充分發揮投資效益u能方便地提高勵磁電壓的強勵頂值u能進一步提高勵磁系統可靠性u可把故障停機損失降到最小u軸系較短，動力特性更好u可直接測量發電機勵磁電流和電壓 靜態勵磁系統氫系統裝置 氫系統密封油系統裝置 密封油系統定子冷卻水系統裝置 定子冷卻水系統序序號號部件部件名稱名稱數數量量運輸尺寸運輸尺寸(m)長長寬寬高高重量重量(t)廠廠家家運輸運輸方式方式包裝包裝未包裝未包裝1定子定子19.643.763.98207204上發上發鐵路鐵路/公路公路2轉子轉子111.72.142.136153上