(东方电机股份有限公司)了大型空冷汽轮发电机端部结构设计特点,通过考虑发电机压指与边段铁心之间的接触间隙,将压指纳入涡流求解区,并提出了由于材料特性为非线性、各向异性,数学模型中未将其纳入求解区域的边段铁心损耗的估算方法,较为全面地完成了QF-135-2-13.8型空冷汽轮发电机端部磁场及端部各结构件损耗的定量计算以及对比分析、端部结构件温升预估,计算结果表明:采用“T型压圈+铜屏蔽”结构的QF-135-2-13.8型空冷汽轮发电机,具有端部附加损耗小,端部温升低的特点,完全能满足发电机额定负载和进相运行的要求。
磁密涡流耗。1U―1刖目功研制QF60-2-10.5、QF-75-2-10.5两型空冷汽轮发电机后,为该系列增添的又新产品,其定子铁心、线圈、端部结构件采用空气外冷却,转子线圈采用空气内冷却,发电机两端装有同轴转浆式风扇,发电机上部装有空气冷却器,整个发电机构成两进三出的封闭通风系统。QF60-2-10.5、QF-75-2-10.5两型发电机己在20012002上半年年先后投入商业运行,厂内和现场真机性能试验表明,发电机各部温度、温升均满足技术协议要求,运行状态良好我公司首台QF-135-2-13.8型发电机也即将在2002年9月完成厂内制造和厂内真机试验。
由于发电机端部附加损耗与线负荷和定子内径乘积的平方成正比m,随着发电机单机容量的增大及其材料特性的改进,其电磁负荷越来越高,引起电机端部磁场强度的显著增大。在端部结构件中产生涡流、损耗和发热,从而给发电机的损耗、温升等带来一系列影响。为了改善端部发热,降氏端部损耗,避免端部磁场和损耗局部集中,在东方空冷系列汽轮发电机设计时主要采取了以下措施(图丨为QF-135-2-13.8型发屯机的端部结构)。
采用低磁性铸钢压圈和非磁性锻钢压指,以降低压圈、压指自身损耗;定子边段铁心段设计有小阶梯,在齿中间开有窄槽,以减少轴向漏磁通在端部铁心中产生的损耗,定子边段铁心刷H级绝缘漆,以提高其绝缘性能、进一步减少涡流损耗。
从发电机整体结构和电磁设计出发,兼顾降低发电机端部发热,采用了较为合理的定转子铁心长配合,定子线圈渐开线圆锥角以及短路比。
QF-135-2-13.8型发电机与QF-75-2-10.5型发电机相比,二者具有相同冷却方式,但前者线负荷却较后者大10.5%,定子内径较后者大12.8%,按照定性地估算,在相同结构下端部附加损耗将增大约1.6倍,在相同冷却条件下温升就将提高同样倍数,虽然理论计算与试验均表明QF-75-2-10.5两型发电机端部损耗和发热不大,但QF-135-2-13.8型发电机如果采用与之相同的的端部结构,QF-135-2-13.8型发电机就极有可能山现端部温升偏高的问题,这在发电机进相运行时显得尤为突出。为此,我公司在QF-135-2-13.8型发电机端部采用了我公司在300MW氢冷发电机上非常成熟的T型压圈+铜型发电机采用“大一小压”两层结构),以进一步减少端部漏磁和改善其分布,进而降低端部附加损耗及局部发热的热源密度。