东方/日立型1000MW汽轮发电机技术特点
东方电机股份有限公司
李福亮 王拯元
一、 技术引进与合作模式
东方/日立型1000MW汽轮发电机是从日立公司引进的机型，2004年6月东方/日立签订技术转让协议，华电国际邹县发电厂四期工程是双方在1000MW汽轮发电机上合作的起点和依托工程。
日立对东方电机的技术转让包括以下内容：日立向东方提供全套设计和制造技术资料（制造图纸、设计计算单、材料规范、技术标准、工艺文件、质控计划书及检查试验文件等）；在日立公司为东方培训设计、工艺、质量检验和质量管理人员以及关键工序的操作人员。东方电机在日立／伊藤忠许可证下制造1000MW汽轮发电机，日立公司对其设计性能进行保证。
东方电机在2004年6月签订了《华电国际邹县发电厂四期工程2×1000MW汽轮发电机组》的合同，两套机组采用“以中方为主，联合设计，联合制造，外方技术支持”的模式，第一台发电机本体由日立制造，第二台发电机由我公司制造完成，这样的合作方式沿袭了东方/日立型600MW汽轮发电机的模式，从目前已经投产的26台东方600MW机组运行情况来看，所有机组都是一次投产成功。邹县三期工程两台机组在历年大机组评比中均力拔头筹，在去年的竞赛中鲁能山西河曲电厂的机组后来居上。这样的成绩说明，东方/日立的合作模式是成功的，日立的发电机技术是可靠的、值得信赖的。
邹县首台1000MW发电机已于2005年12月制造完工，日立工厂型式试验表明，各项参数和性能完全达到或超过设计和合同规定。
- 1 - 日立工厂型式试验 邹县电厂四期工程的第一台1000MW发电机在现场安装顺利，2006年11月16日一次并网成功，2006年12月4日顺利通过了168小时的试运行。各项运行参数和性能指标优异，完全满足标准和合同规定的要求，深受各方好评。
发电机在电厂稳定运行
二、 1000MW发电机的主要技术参数
型 号 额定功率
QFSN-1000-2-27 1008 MW (1120 MVA) 1100 MW (1230 MVA) 27 kV 23949 A 0.9 (滞后) 5173A (计算值) 445 V (计算值) 50 Hz 3000 r/min 3 YY 6 水氢氢 5～40 ℃ 0.52 Mpa (G)
最大连续功率 额定电压 额定电流
额定功率因数 额定励磁电流
额定励磁电压(110℃) 额定频率 额定转速 相 数 接 法
出线端子数目 冷却方式 环境温度 额定氢压 最高氢压
0.56 Mpa (G)
≥0.50 ≥0.15
≥99.0%
- 2 - 短路比(保证值)
超瞬变电抗(保证值) 效率(保证值)
轴承座振动 (P-P) 轴 振 (P-P) 漏 氢 励磁方式
≤0.025 mm
≤0.06 mm ≤12 m3/d
自并激静止可控硅励磁
≥2 ≥4 倍/s
强励顶值电倍数 强励电压响应比 允许强励时间
20 s
≤87 dB(A)
发电机噪音(距机座1m处，高度为1.2m)
三、 东方／日立型1000MW发电机的技术特点
1. 技术性能优异
东方/日立型1000MW汽轮发电机为汽轮机直接拖动的隐极式、二极、三相同步发电机。发电机采用水氢氢冷却方式，配有一套氢油水控制系统，采用静止可控硅，机端变自励方式励磁，并采用端盖式轴承支撑。
发电机秉承其机组出力裕度大，性能指标高的一贯设计传统，把运行的经济性和安全可靠性放在第一位。额定电压高（27kV）,短路比设计值为0.53(试验值为0.54)，效率保证值99%(试验值为99.11%)，定子的线负荷低于1900A/cm，与国内同类机型相比，技术性能处于领先地位。 2. 结构成熟可靠
1000MW发电机总体结构示意图
- 3 - 1） 冷却方式
采用传统的水氢氢冷却方式。转子绕组中间铣孔，多风区气隙取气；定子铁芯密集型窄风道径向多流通风。
定转子冷热风区匹配，铁芯内圆加装风区气隙隔板，防止冷热风区串风。汽端与励端的风路对称布置，由两端的单级轴流风扇驱动氢气流动。定子线圈和引线直接水内冷，出线套管氢内冷。
采用更高换热效率的穿片式氢气冷却器，四个冷却器分两组采用背包的形式装在机壳的两端。
2） 定子机壳与铁芯之间的隔振措施，采用了轴向弹簧板隔振结构。 3） 定子铁芯
定子铁芯冲片采用0.35mm厚度的有方向型硅钢片，损耗低、性能高。
为减少端部漏磁通在压圈和边段铁芯中引起的发热和在端部铁芯中的附加电气损耗，边段铁芯为阶梯状，边段铁芯齿开窄槽，端部采取磁分路技术
定子铁芯隔振结构 和铜屏蔽措施，端部结构件使用非磁性材料。
定子铁芯通过非磁性齿压板和带斜度的碟形球墨铸铁压圈压紧，并且边段铁芯粘接成整体，防止“扇翅”现象的发生。铁芯由定位筋螺栓预紧。并设有箍环在圆周方向收紧铁芯，以进一步提高铁芯的刚度，防止铁芯松动。
- 4 - 4） 定子线棒
定子线棒由四排导线组成，每两排导线在槽内采用540度换位，空心线材质为无氧铜。
上下层线棒为不等截面设计，降低附加损耗，使股线温度均匀。 线棒绝缘采用VPI系统，主绝缘单边厚度为7.27mm，比国内同型机厚。 5） 定子绕组固定结构
槽楔下设滑移层，侧面有半导体波纹板，径向用带斜度的槽楔组合和楔下波纹板固定。
定子线圈端部固定采用绝缘支架、内外绑环、玻璃丝绳绑扎结构，整个端部线圈固化成整体，滑销系统使定子线圈端部在径向、切向的刚度很大，而在轴向有一定的伸缩空间。
完工的定子装配
6） 转子
转轴由一根整体合金钢锻件加工而成，包括联轴器，汽端的风扇座环和护环的中心环以及稳定轴，都是与转轴本体同一锻件。
护环为非磁性、高强度合金钢（Mn18Cr18）锻件加工而成。
转子槽的分布与磁性和非磁性两种槽楔的应用保证了合理的磁通分布。
转子绕组同一匝线圈由两股含银铜线组成，为防止两股铜线之间互相摩擦产生铜粉引起匝间短路事故，在两股铜线之间设置了无接缝的股间垫条。
集电环直径小，表面线速度约为54m/s，
完工的转子 磨损速度和碳刷“打火”的事故隐患。
7） 采用系统更加简单的单流环式油密封系统，系统中的真空净油装置可有效地去除油中的空气和水分，利于保证机内的氢气湿度。
3. 非正常运行工况的保证措施
配合“一把抓”刷握和碳刷的使用，降低碳刷
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