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柴油发电机的静止部分

1.定子机座及隔振结构
机座的主要作用是支持和固定定子铁芯和定子绕组,如用端盖轴承,它还要承受转子重力。同时在结构上满足发电机的通风和密封要求。国产机组应用较多的是压入式径向通风系统,因它是轴向分段通风,故又称为多流式压气通风系统。其结构是用钢板做横隔板,将机壳和铁芯背部之间的空间沿轴分成若干段,每段形成一个环形小风室,各小风室相互交替地分为进风区和出风区。各进风区之间和各出风区之间分别用圆形或椭圆形钢管连通。进风区和出风区总数随发电机容量增大而增多,有5段、7段、9段、11段之分,其中偶数段为进风区,奇数段为出风区。进风孔设在风扇内侧的高压风区,出风孔与风扇外侧的低压风区相连并通向冷却器。空冷发电机的冷却器布置在机座的下部。氢冷发电机为了减小通风阻力和缩短风道,气体冷却器常安放在机座内的矩形孔内,有水平布置(卧式)和垂直布置(立式)两种,应用较多的是垂直布置。水平布置的优点是可将4组或6组体积较长的冷却器分散安放在机座内圆和铁芯背部之间的圆周内,使机座保持简单的圆柱体结构;缺点是安装拆卸困难。垂直布置则相反,冷却器立放在机座两端或机座中部的两侧位置,机座的结构形状虽较复杂,但拆卸安装却较方便,可以用吊车将整个冷却器吊出或吊入机座。
机座是静止部分中最重的一个部件。根据加工、搬运和运输条件不同,可分为整体机座和可拆卸机座两种。后者一般是沿轴向将机座分为三段,故又称为分段机座。防震结构机座都采用双机座,即内机座(含有铁芯)和外机座。有的机组外机座还分为上、下两瓣。内、外机座和外机座的上、下两瓣均可分别运输到现场,在现场再装配成一整体机壳及横隔板(亦称内涵板)。钢板厚度与冷却介质有关。空冷发电机内气压低,密封要求低,钢板较薄;氢冷电机内氢压高,防爆和密封要求高,钢板较厚。定位筋均匀分布在机座内圆上,再焊接在沿轴向分布的内隔板上。具有防振结构的电机,采用弹性定位筋,内外机座间装有弹性隔振装置,机座刚性固定在基础上。机座侧面尚有定子绕组和铁芯测温元件的引线接线盒。
2.端盖及轴承
端盖是保护定子端部绕组的,也是电机密封的一个组成都分。为了安装、检修、拆装方便,一般端盖分为两部分,氢冷电机多水平分开,空冷电机多垂直分开。轴承分有座式轴承和端盖轴承。机座和轴承间的准确同心对发电机的平稳运转是绝对必要的,因此,加工和安装时应特别精细以确保质量。空冷发电机内部气压低,密封要求不高,励侧多用座式轴承。氢冷发电机端荧在防爆和密封性能方面的要求与机座一样,也用钢板焊成,外部焊有加强筋。以提高端盖的径向和轴向刚度。氢冷发电机的轴承常装在强度高的端盖上,称为端盖轴承。
3.定子铁芯
定子铁芯是构成发电机磁回路和固定定子绕组的重要部件。现在大型汽轮发电机定子铁芯的质量约占电机总质量的30%一35%,铁损约占总损耗15%一20%,因此降低铁损对提高发电机效率是很有意义的。随着大型发电机的发展特别是百万机组的出现,为了减少铁芯内的磁滞和涡流损耗,一般现在大型发电机的定子铁芯采用0.5M厚扇形高导磁率、低损耗的无取向冷轧硅钢片叠装而成,在硅钢片两测表面涂有F级环氧绝缘漆。定子铁芯轴向用反磁支持筋螺杆和对地绝缘的高强度反磁钢穿心螺杆,通过两端的压指、压圈及分块连接片用螺母拧紧成为整体,经过数次冷态和热态加压并加固螺母而成为一个结实的铁芯整体。在铁芯的两边端齿上开有分割槽,并用熟结胶将边端粘结形成整体。在两端压圈与反磁性分块连接片之间设有用硅钢片叠压并加以粘结起来形成内因为阶梯形看台式的磁屏蔽,这些措施有效地减少了端部漏磁引起的附加损耗,故端部温升较低,使发电机具有良好的进相运行的能力。
定子铁芯内设有许多径向通风道组成,氢气表面冷却、多路并联通风、对应转子进风和出风相互间隔的十多个风区。还在铁芯内圆上进风和出风区之间、环绕气隙上部5/6的圆周上镶嵌风区隔环以减少串风,提高通风散热的效能。
4.定于绕组及绕组装配
大容量汽轮发电机定于绕组和一般三相交流发电机定于绕组一样,都采用三相双层短距分布绕组,目的是为了改善电动势波形,即消除绕组内的高次谐波电动势,以获得近似的正弦波电势。发电机定子三相绕组接成星形或多星形,可使线电动势内不出现3次和3的倍数次谐波电动势;绕组采用短节距,可以消灭或削弱5、7和11等高次谐波电动势。由于定子绕组中除3次谐波电动势外,以5、7次谐波电动势为最大,故节距一般缩短1/6一1/5.这样对基波电动势值的影响很小,但可显著削弱5、7和11等高次谐波电动势并改善电动势波形。
水内冷机组的定子绕组是由实心股线和空心导线交叉组成,均包有玻璃丝绝缘层。上层线捧的导电截面积要比下层的大。槽内股线间进行了540°的罗贝尔空换位,也起到减少绕组附加损耗的作用。线棒的空实心股线均用中频加热钎焊在两端的接头水盒内,而钎焊在水泵上的水盒盖则焊有反磁不锈钢水接头,用作冷却水进出线捧内水文路的接口。套在线棒上或汇流管上水接头的四氟乙烯绝缘引水管,部用卡箍箍紧。采用中频加热钎焊水盒的工艺盒卡拉箍紧水管的结构,进一步提高了定子绕组水路的气密性。定子绕组的空心导线内通过冷却水以冷却铜线,因此绕组温剧目低,但定于绕组对地绝缘仍采用F级环氧云母带连续绝缘,确保使用寿命。
定子绕组在槽内固定于高强度玻璃布卷包模压槽楔内。在铁芯两端用割有倒齿的、行之确有实效的关门槽楔就地锁紧,防止运行中因振动而产生的轴向位移。定子绕组的端部全部采用钢—柔绑扎固定结构。它由充胶的层间支撑软管、可调节绑环、径向支撑环、绝缘楔块和绝缘螺杆等结构件以及绑带、适形材料等将伸出铁芯槽口的绕组端部固定在绝缘大锥环内,成为一个牢固的整体。在绕组端部靠近铁芯出槽口的可调节绑环上,汽、励两端各设有一道气腺挡风环(板),用以限制进入气的风量。
5.定子出线
发电机定子出线导电杆是装配在出线磁套管内的,组成了出线瓷套端子。结构设计使定子出线穿过装在出线盒上的绝缘瓷套管,将定子绕组出线端子引出机座外,并保证不漏氢且不漏水。每相绕组由若干个绕组组成,如果每相绕组全部串联,三相接成Y形,有6根引出线。如果每相绕组并联成两路,三相接成双Y,有12根引出线。如接成3Y,每相三条并联支路在电机内部连在一起.引出线仍为6根。目前大型发电机组出线瓷套端子共有6个.其中3个主出线端子通过金具引出;另外3个斜装的为中性出线端子,由中性点母板及编织铜排连接起来形成中性点;出线瓷套端子和中性点母板均为水内冷。出线瓷套端子对机座和对水路都是气密的。以每个出线瓷套端于为中心,从出线盒向下吊装着若干个同心的电流互感器提供给仪表测量或继电保护用。
6.定子水路
总进、出水汇流管佣IJ装在励端和汽端的机座内,对地设有绝缘,运行时需接地。它们的进、出水口及排气管分别放在汇流管上方,这是为了防止绕组在断水情况下失水。但它们的法兰设在机座的上例面,便于和机座外部总进出水管相连。排放水管口分别放在机座两端的下方.具有特殊设计的结构,它对机座是密封的但能适应温度变化而产生的变形,对机座和相连接的外部管道都是可靠绝缘的。在外部总进、出水管上装有测温及报警元件。在用水冷专用绝缘电阻表测量定子绕组绝缘电阻时,要求总进、出水汇流管对地有一定的绝缘电阻。
冷却水从励磁机端或集电环端的总进水汇流管流过连接询聚四氟乙烯绝缘引水管流入定子线棒,再从线棒出水接头通过绝缘引水管流人总出水汇流管。每根上层或下层线棒各自形成一个独立的水支路,另有冷却水从励磁机端或集电环端的总进水汇流管进入,也通过绝缘引水管流经绕组引线,即绕组端部连接线、主引线及出线瓷套端子或中性点母线后,进入出线盒中的小汇流管,再从外部管道流入汽端总出水汇流管,然后一起引出到外部总出水管、流回定子水箱。
7.氢冷却器
发电机的氢冷却器卧放在机座顶部的氢冷却器外罩内。在汽、励两端的氢冷却器外罩内各有一组氢冷却器,每组分成两个独立的水支路。当停运一个水支路时,冷却器能带80%的负荷运行。

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