福建福清核电有限公司， 福建 福清 350318
摘要：
本次设计着重讲述发电厂发电机的选择，相应的介绍了发电机的具体型号介绍。
发电厂是电力系统中的重要组成环节，它将直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是电力系统存在的基础。合理的主接线设计对于电厂来说非常重要。电气设备的合理选择与校验对电厂的安全性、经济性、可靠性是必不可少的。进一步提高工作人员的素质，研发并制造更好的电力设备亦能提高电力系统的可靠性。
关键词:发电厂；发电机
前言
随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，电网的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对技术经济状况、电能质量性指标也日益提高，因此对电厂设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在电能的质量和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。
发电厂是电力系统的一个重要组成部分，发电厂是把各种天然能源，如煤炭、水能、核能等装换成电能的工厂。电能一般还要由变电所升压，经高压输电线路送出，再由变电所降压才能供给用户使用。
300MW的机组属于大容量机组，该地区发电厂所涉及方面多，考虑问题多，分析发电厂担负的任务情况，选择厂址，进行各种发电机的型号介绍，选择发电厂发电机型号。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。发电厂作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。
发电机的选择
简介
我国汽轮发电机的制造生产，在50年代为仿制阶段，能批量生产25MW以下的空冷汽轮发电机。六、七十年代能批量生产300MW和600MW双内冷系列和水氢冷系列。80年代引进美国西屋公司300MW和600MW发电机的设计制造技术，相继完成了考核型机组和优化型机组的设计制造。同时，上海电机厂与ABB公司，北京重型电机厂与法国A-A公司分别合作生产600MW和300MW汽轮发电机。
冷却方式
我国采用的冷却方式，定子绕组和转子有空冷、水冷和氢冷，铁芯有空冷和氢冷等。在转子氢内冷系统中，又有轴向通风。气隙取气斜流式和副槽轴向一径向冷却的多种方式。对大型机组，上海电机厂以生产“水水空”、“水氢氢”为主，根据用户需求而定哈尔滨电机厂、东方电机厂、北京重型电机厂以生产“水氢氢”为主。
励磁方式
我国600MW及以下的汽轮发电机，大都采用同轴直流励磁系统。发电机容量在100MW以上的普遍采用同轴交流励磁机经静止半导体整流励磁方式（所谓三机励磁系统）。对于引进的300MW和600MW汽轮发电机则采用同轴交流励磁机经旋转半导体整流的无刷励磁系统。
在励磁电压调节技术方面，已逐步由50年代的电磁型调节装置过渡到当代的固体化电路。调节装置的功能也由比较单一的按电压偏差比例调节过渡到多功能，并进一步发展自动励磁调节器。
使用条件
发电机一本使用在海拔1000m以下地区。当需要在1000~4000m之间使用时，考虑到海拔引起的冷却效果的降低，可由最高环境温度因海拔提高而相应降低得到补偿，规定的温度升限值可不做修正。
使用地点的环境温度不超过40℃，不低于5℃。对各种不同绝缘等级绕组的温升限值，应符合有关规定。对采用水冷冷却器的点击，其温升应进入电机的冷却介质温度起算。
本次设计的电厂环境条件：海拔500m，最热月平均温度19.9℃，最热月最高平均气温23℃，极限最高气温31.5℃，极限最低气温-2℃，最热月地面下0.8m处土壤平均温度21.5℃，雷暴日数63日/年。
短路比（额定电压下的空载励磁电流与短路时达到额定电流下的励磁电流之比），一般不下于列数值：
235.3MVA及以下 0.55
353MVA 0.5
667MVA 0.45
发电机的瞬变电抗x和次瞬变电抗的值，应根据运行条件由需方提出，并由需方提供与供货方共同协商确定。
汽轮发电机三相负荷不对称时，应能在规定的范围内继续运行。发生不对称故障时，故障最大运行的（I2/Ie)和时间t的乘积应符合规定。
型号含义
第一格是T,表示同步
第二格是QF，表示汽轮发电机
第三格表示冷却方式，有氢外冷（Q），氢内冷（N），S或SS表示双水内冷，快装（K），改进（G），湿热带（TH）。
生产厂家及代号
哈尔滨电机厂，上海电机厂，东方电机厂，北京重型电机厂。
设备选择
本次设计的电厂是2X300MW的凝汽式发电厂电气部分设计，因此可以确定发电机的台数和容量。发电机的台数为2台。每台发电机的容量为300MW。在参照《发电厂变电站电气设备》，可以选出发电机的型号。则发电机的型号如下：
| 型号 | 视在功率（MVA） | 有功功率 （MW） | 冷却方式 | 电压 （V) | 电流 （A） | |||
| 定子 | 转子 | 铁芯 | ||||||
| QFSN-300-2 | 353 | 300 | 水内冷 | 氢内冷 | 氢冷 | 18000 | 11320 | |
| 转速（r/min） | 功率因素 cosφ | 短路比 | 效率（%） | 质量（t） | 励磁机（KW） | |||
| 定子 | 转子 | |||||||
| 3000 | 0.85 | 0.47 | 98.05 | 180 | 49 | 同轴交流励磁机1670 | ||
QFSN—300—2发电机的技术参数：
| 同步电抗Xd(%) | 236.35 |
| 瞬变电抗X'd(%) | 31.93 |
| 起瞬变电抗X''d(%) | 19.15 |
| 负序电抗X2(%) | 23.36 |
| 零序电抗X0(%) | 9.36 |
参考文献：
《发电厂电气部分课程设计参考资料》 天津大学
《电力工程电气设计手册》（电气一次部分） 西北电力设计院
《发电厂变电站电气设备》 重庆大学出版社 黄益华主编
《电力系统》 重庆大学出版社 李霜主编
《电力工程电气设备手册》（电气一次部分） 中国电力出版社
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