试论大型间接氢冷汽轮发电机高导热主绝缘的开发

间接氢冷汽轮发电机与传统的水冷发电机相比,由于减少了定子绕组辅助冷却水系统,发电机的工作效率成倍提升.该种类型发电机具有操作简便、易于维护等优点,近年来在国内外热电厂中有着广泛的使用.但一些大型间接氢冷汽轮发电机由于运行过程中会产生高的热量,在这种情况下采用一种高导热主绝缘材料就显得非常必要.文章以870MVA汽轮发电机为例,对其高导热主绝缘系统的设计和开发进行分析.

用于60Hz－900MW并列双轴式热电厂的2p－60Hz－670MVA和4p-60Hz－370MVA氢冷汽轮发电机的开发与制造

为满足全球环境和谐和减少寿命周期成本的要求，作者开发了一种具有更高效率和更大容量的发电机，它的定子线圈采用间接氢冷，以代替到目前为止这个容量范围必须采用的直接水冷方式。这种发电机不使用冷却水，因而有节省空间和实现布局简单的可能，并消除了水冷发电机特有的风险，例如定子冷却回路堵塞和冷却水泄露。另外，间接氢冷的定子线圈不需要在横截面上预留冷却回路，从而使间接氢冷的发电机有可能实现更高的效率。作者开发了一种用于定子线圈的HTC（高导热）绝缘材料，并从2000年开始将其应用于间接氢冷发电机。2009年，作者开发并制造了用于900MW并列双轴式热电厂的2p-60Hz．670MVA主发电机和4p－60Hz．370MVA次级发电机。作为间接氢冷发电机，主发电机的容量为世界最大，两种发电机的发电效率都超过了991％。氢气的冷却能力比水小，为了将间接氢冷的方法运用到过去需要直接水冷的60Hz－670MVA发电机上，总结出一蝗技术上的挑战并予以解决，比如端电压和定子电流间的平衡、定转子冷却方式的优化、定子机座的验证、氢密封和定子线圈的端部支撑结构。新开发的发电机在2009年2月按照标准进行了工厂试验，两台电机均达到预估的性能并满足规范的要求。